Absorptionskonstante

Die Absorptionskonstante ist eine Größenangabe, die beschreibt, wie stark ein Medium elektromagnetische Strahlung bei einer bestimmten Wellenlänge absorbiert. Sie hängt von der Wellenlänge ab und ist charakteristisch für das Medium und dessen Zustand (rein, Lösung, Festkörper).

In der einfachen Darstellung des Beer-Lambert-Gesetzes nimmt die Intensität I einer durch ein Medium gehenden Lichtbahn nach Durchlaufen der Schichtlänge l mit der linearen Absorptionskonstante α ab: I = I0 e^(-α l). Die Absorptionskonstante hat typischerweise die Einheit cm^-1 (oder m^-1). Sie lässt sich aus der bekannteren Größe ε, der molaren Absorptionskonstante, und der Konzentration c wie folgt verbinden: α = (ln 10) ε c ≈ 2,303 ε c. Damit gilt auch das Beer-Lambert-Gesetz in seiner verbreiteten Form A = ε c l, wobei A die Absorbanz ist (A = log10(I0/I)).

Der Wert der Absorptionskonstante ist material- und wellenlängenspezifisch und wird häufig durch spektroskopische Messungen bestimmt. In Lösungen wird ε für definierte Bedingungen (Wellenlänge, Temperatur) angegeben und ermöglicht Vorhersagen der Transmissionsgrade bei bekannten Konzentrationen und Pfadlängen. In Festkörpern oder schichtartigen Medien kann α auch richtungsabhängig sein (anisotropy) und zusätzlich Streuung oder Reflexion berücksichtigen.

Anwendungsgebiete reichen von chemischen Analysen über Umwelt- und Lebenswissenschaften bis zur Optik. Typische Anwendungen umfassen die Bestimmung von Konzentrationen in Lösungen, die Charakterisierung von Materialien und die Analyse spektraler Eigenschaften von Substanzen. Grenzen ergeben sich durch Nicht-Linearitäten, Streuung, Wechselwirkungen zwischen Molekülen und das Vorhandensein mehrerer absorptiver Kanäle.