Поглощение электромагнитного излучения

Эта статья находится в стадии проработки и развития, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

Поглоще́ние электромагни́тного излуче́ния — процесс потери энергии потоком электромагнитного излучения вследствие взаимодействия с веществом.

Описание явления

Поглощённое излучение может быть полностью или частично излучено средой вновь на частотах, отличных от частоты поглощённого излучения. Зависимость поглощения от частоты определяется спектром поглощения вещества, а отношение величины поглощённого потока к величине падающего потока — коэффициентом поглощения. Количественные характеристики процесса поглощения изучает фотометрия.

Обратным поглощению процессом является рассеяние электромагнитного излучения, частным случаем которого является отражение электромагнитных волн на границе раздела сред.

В классическом представлении — поглощение обусловлено вынужденными колебаниями электрических зарядов (или атомов) в переменном поле электромагнитной волны при условии, что существует канал диссипации энергии этих колебаний (обусловленный, например, трением или столкновением колеблющихся зарядов друг с другом, вследствие чего изменяются амплитуды и фазы их гармонических колебаний, то есть происходит переход энергии колебаний в тепловую энергию).[1] В макромире это взаимодействие выглядит как превращение электромагнитной энергии в другие виды энергии.

В квантовой физике — поглощение происходит порциями (квантами), в результате переходов квантовой системы между различными квантовыми состояниями. Поглощённая энергия может: перейти в тепло, быть излучённой в процессе фотолюминесценции, вызвать фотохимические реакции, и т. д.[2][3][4][5]

Измерение поглощения

Количественно поглощение излучения в простейших случаях определяется показателем поглощения. Так, согласно закону Бугера — Ламберта — Бера, интенсивность света, распространяющегося в поглощающей среде, уменьшается с расстоянием по экспоненциальному закону:

[math]\displaystyle{ I = I_0 \cdot e^{-kx} }[/math]

где [math]\displaystyle{ I }[/math] и [math]\displaystyle{ I_0 }[/math] — интенсивности излучения (в данной точке и в точке [math]\displaystyle{ x=0 }[/math]), [math]\displaystyle{ k }[/math] — показатель поглощения, а [math]\displaystyle{ x }[/math] — координата вдоль направления распространения излучения.

Применение

Законы поглощения электромагнитного излучения и, в частности, света, а также количественные измерения его поглощения применяются в различных областях:

Кроме того, при создании оптических систем, таких как телескопы, бинокли, монохроматоры, спектрографы, спектроскопы и т. д. используются законы поглощения и преломления света.

См. также

Примечания

  1. ↑ Сивухин, 2005, с. 579.
  2. ↑ Бутиков Е. И. Оптика : учебное пособие для вузов.. — 2-е изд., перераб. и доп.. — СПб.,: БХВ-Петербург : Невский ДиалектЪ, 2003.
  3. ↑ Ландсберг Г. С. Оптика : учебное пособие для вузов.. — 6-е изд., стер.. — Москва: Физматлит, 2003.
  4. ↑ Борн М., Вольф Э. Основы оптики. — Москва: Наука, 1973.
  5. ↑ Апенко М. И. Прикладная оптика. — – 2-е изд.. — М.: Наука, 1982.

Литература

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. Оптика. — Москва : Физматлит, 2014.
  • Хргиан А. Х. Физика атмосферы. — Л.: Гидрометеоиздат. — 1969. — 645 с.
  • Ландсберг Г. С. Оптика : учебное пособие для вузов. — Москва : Физматлит, 2003.
  • Бутиков Е. И. Оптика : учебное пособие для вузов. — СПб., : БХВ-Петербург : Невский ДиалектЪ, 2003.
  • Яворский Б. М. Детлаф, А. А. Курс физики. Том III. Волновые процессы, оптика, атомная и ядерная физика. — Москва : Высшая школа, 1972.

Ссылки


Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Поглощение_электромагнитного_излучения&oldid=25878816