Absorptionsindex

Der Absorptionskoeffizient gibt an wie stark eine physikalische Größe (Intensität, Konzentration) in einem Medium aufgenommen (absorbiert) wird. Im Allgemeinen werden so die Absorption von Licht in einem Medium (Optik) oder die aufgenommene Volumen eines Gases in das Volumen eines Lösemittels (bunsenscher Absorptionskoeffizient, Chemie) bezeichnet.

Inhaltsverzeichnis

Optik

Der Absorptionskoeffizient α bezeichnet den Anteil, um den die eingestrahlte Intensität I0 einer Strahlung (z. B. Lichtstrahlen) beim Durchgang der Wegstrecke x durch ein Medium durch Absorption abnimmt.

\frac{I(x)}{I_0} = \mathrm e^{-\alpha \, x}

Je größer desto stärker wird einfallende Strahlung (z. B. Licht) vom Material aufgenommen. Dabei hängt der Absorptionskoeffizient stark von physikalischen Größen wie der Wellenlänge der Strahlung, der Temperatur, der Dichte und von der physikalischen Beschaffenheit (Aggregatzustand, kristalin oder amorph, Temperatur usw.) des Materials ab.

Über den Zusammenhang:

\frac{\alpha c_0}{4\pi\nu}= k = n\kappa

ist der Absorptionskoeffizient mit der komplexen Brechzahl, d. h. dem Extinktionskoeffizient k, der (reellen) Brechzahl n bzw. dem Absorptionsindex κ, verknüpft; dabei ist c0 die Vakuumlichtgeschwindigkeit und ν die Frequenz des Lichtes.

Häufig wird der Begriff synonym zu Absorptionskonstante verwendet. Fälschlicherweise wird der Absorptionskoeffizient oftmals mit dem Extinktionskoeffizient gleichgesetzt, auch in Fachliteratur.

Zusammenhang mit weiteren optischen Größen

Nach Durchqueren eines Mediums (Dicke d) bezeichnet man den Quotienten I / I0 als Transmissionsgrad:

T=\frac{I}{I_0}=e^{-\alpha d}

Der inverse Transmissionsgrad nennt sich Opazität:

O=T^{-1}=\frac{I_0}{I}=e^{\alpha d}

Der negative dekadische Logarithmus des Transmissionsgrads bzw. äquivalent der dekadische Logarithmus der Opazität ist die Extinktion:

E=-\lg(T)=\lg(O)=\lg\left(\frac{I_0}{I}\right)=\lg(e)\,\alpha\, d\approx 0,434\cdot\alpha\, d

In der Chemie wird für Absorptionsmessungen von Lösungen die Extinktion pro Dicke als molarer dekadischer Extinktionskoeffizient \varepsilon mal Konzentration c definiert (siehe auch: Lambert-Beersches Gesetz).

\frac{E}{d}=\lg(e)\alpha=\varepsilon c

Chemie

Bunsenscher Absorptionskoeffizient

In der Chemie wird unter Absorptionskoeffizient oft der bunsenscher Absorptionskoeffizient bezeichnet. Er gibt das von einem Stoff absorbierte Gasvolumen (Absorption) eines Gases an.

Ostwaldscher Absorptionskoeffizient

Der ostwaldsche Absorptionskoeffizient (kurz Ostwald-Koeffizient, nach Wilhelm Ostwald ) gibt das Verhältnis der Konzentration eines Gases zwischen Flüssig- und Gasphase an. Er wird daher meist als Löslichkeitskoeffizient bezeichnet.

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