Absorção (radiação eletromagnética) - Absorption (electromagnetic radiation)
Em física , a absorção da radiação electromagnética é como matéria (tipicamente electrões ligados em átomos ) converte-se um fotão de energia - e assim transforma energia electromagnética em energia interna do absorvente (por exemplo, energia térmica ). Um efeito notável é a atenuação , ou a redução gradual da intensidade das ondas de luz à medida que se propagam por um meio. Embora a absorção das ondas geralmente não dependa de sua intensidade (absorção linear), em certas condições ( ótica ) a transparência do meio muda por um fator que varia em função da intensidade da onda, ocorrendo a absorção saturável (ou absorção não linear).
Quantificando a absorção
Muitas abordagens podem quantificar potencialmente a absorção de radiação, com exemplos importantes a seguir.
- O coeficiente de absorção junto com algumas quantidades derivadas intimamente relacionadas
- O coeficiente de atenuação (NB usado raramente com significado sinônimo de "coeficiente de absorção")
- O coeficiente de atenuação molar (também chamado de "absortividade molar"), que é o coeficiente de absorção dividido pela molaridade (ver também a lei de Beer-Lambert )
- O coeficiente de atenuação de massa (também chamado de "coeficiente de extinção de massa"), que é o coeficiente de absorção dividido pela densidade
- A seção transversal de absorção e a seção transversal de espalhamento , relacionadas intimamente com os coeficientes de absorção e atenuação, respectivamente
- "Extinção" em astronomia , que equivale ao coeficiente de atenuação
- Outras medidas de absorção de radiação, incluindo a profundidade de penetração e efeito de pele , constante de propagação , constante de atenuação , constante de fase , e complexo de números de onda , índice de refracção complexo e coeficiente de extinção , constante dieléctrica complexa , resistividade .
- Medidas relacionadas, incluindo absorbância (também chamada de "densidade ótica") e profundidade ótica (também chamada de "espessura ótica")
Todas essas quantidades medem, pelo menos até certo ponto, quão bem um meio absorve radiação. O que entre eles os praticantes usam varia de acordo com o campo e a técnica, muitas vezes devido simplesmente à convenção.
Medindo a absorção
A absorbância de um objeto quantifica quanto da luz incidente é absorvida por ele (em vez de ser refletida ou refratada ). Isso pode estar relacionado a outras propriedades do objeto através da lei de Beer-Lambert .
Medições precisas da absorbância em muitos comprimentos de onda permitem a identificação de uma substância via espectroscopia de absorção , onde uma amostra é iluminada de um lado, e a intensidade da luz que sai da amostra em todas as direções é medida. Alguns exemplos de absorção são espectroscopia ultravioleta-visível , espectroscopia infravermelha e espectroscopia de absorção de raios-X .
Formulários
Compreender e medir a absorção da radiação eletromagnética tem uma variedade de aplicações.
- Na propagação de rádio , é representado na propagação fora da linha de visão . Por exemplo, consulte o cálculo da atenuação das ondas de rádio na atmosfera usada no projeto do link de satélite.
- Em meteorologia e climatologia , as temperaturas globais e locais dependem em parte da absorção de radiação por gases atmosféricos (como no efeito estufa ) e superfícies terrestres e oceânicas (ver albedo ).
- Na medicina , os raios-X são absorvidos em diferentes graus por diferentes tecidos ( osso em particular), que é a base para imagens de raios-X .
- Na química e na ciência dos materiais , diferentes materiais e moléculas absorvem a radiação em diferentes extensões em diferentes frequências, o que permite a identificação do material.
- Em ótica , óculos de sol, filtros coloridos, tintas e outros materiais semelhantes são projetados especificamente com relação aos comprimentos de onda visíveis que absorvem e em que proporções estão.
- Em biologia , os organismos fotossintéticos requerem que a luz de comprimentos de onda apropriados seja absorvida dentro da área ativa dos cloroplastos , para que a energia da luz possa ser convertida em energia química dentro dos açúcares e outras moléculas.
- Na física , a região D da ionosfera da Terra é conhecida por absorver significativamente os sinais de rádio que se enquadram no espectro eletromagnético de alta frequência.
- Em física nuclear, a absorção de radiações nucleares pode ser usada para medir os níveis de fluido, densitometria ou medições de espessura.
Veja também
- Materiais absorvedores
- Espectroscopia de absorção
- Albedo
- Atenuação
- Absorção eletromagnética pela água
- Absorção de íons hidroxila
- Optoeletrônica
- Efeito fotoelétrico
- Fotossíntese
- Célula solar
- Linha espectral
- Espectroscopia de absorção total
- Espectroscopia ultravioleta-visível
Referências
- Thomas, Michael E. (janeiro de 2006). Propagação óptica em meios lineares: gases e partículas atmosféricas, componentes de estado sólido e água . Propagação óptica em meios lineares: gases e partículas atmosféricas . Oxford University Press, EUA. pp. 3 ... (Capítulo 1, 2, 7). Bibcode : 2006oplm.book ..... T . ISBN 978-0-19-509161-8.
- ProfHoff, Ken Mellendorf; Vince Calder (novembro de 2010). “Reflexão e absorção” . Arquivo de física - pergunte a um cientista . Laboratório Nacional de Argonne . Arquivado do original em 21-11-2010 . Página visitada em 2010-11-14 .