Absorptionskoeffizient

Der Absorptionskoeffizient beschreibt, wie stark ein Material elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge pro Längeneinheit absorbiert. Er ist wellenlängenspezifisch und hängt von Temperatur, Druck sowie der chemischen Umgebung ab. In der Optik wird meist der lineare Absorptionskoeffizient α verwendet, definiert durch I = I0 · e^(−αx) für eine durchlässige Schicht der Länge x. Die Einheit ist Meter^−1 oder Zentimeter^−1.

Im Spektralbereich der Chemie und Biologie kommt häufig der molare Absorptionskoeffizient ε zum Einsatz. Er ist Teil des Beer-Lambert-Gesetzes A = ε c l, wobei A der log10-Verstärkungsgrad, c die Konzentration in mol/L und l die Weglänge in cm ist. ε hat die Einheit L/(mol·cm). Die Beziehung zwischen α und ε lautet α = ε c ln 10 (bei den üblichen Einheiten); damit verbindet ε eine spektroskopische Empfindlichkeit mit der physischen Dämpfung pro Länge.

Unabhängig von der Namensgebung gilt: Der Absorptionskoeffizient ist wavelength dependent und gibt an, wie viel von der Strahlung bei der Durchquerung eines Materials verloren geht, durch Absorption, nicht durch Streuung. In der Praxis werden auch Zusammenhänge zu anderen Größen wie dem Extinktions- oder Extinktionskoeffizienten sowie dem absorptionsbedingten Teil der Strahlungsverlusten in der Radiativübertragung verwendet.

Anwendungen finden sich in der Spektroskopie zur Bestimmung von Konzentrationen, in der Materialforschung und bei der Entwicklung von Farbstoffen, Filtermaterialien, Solarzellen sowie in der Atmosphären- und Umweltphysik.