Absorptivitet

Absorptivitet är en egenskap hos ett material som beskriver andelen av inkommande elektromagnetisk strålning som absorberas när strålningen träffar materialet eller passerar igenom det, vid en viss våglängd och infallsvinkel. Den är vanligtvis en dimensionslös storhet mellan 0 och 1 och kan vara våglängds- och temperaturberoende samt beroende av materialets sammansättning.

Vid en yta består den totala energin i tre komponenter: reflektion, transmission och absorption. Absorptivitetet A samverkar med reflektionsgraden R och transmissionsgraden T enligt att R + T + A = 1. För ett ogenomsläppligt material där T ≈ 0 är absorptiviteten ungefär A ≈ 1 − R.

I många sammanhang följer hur mycket ljus som absorberas av ett material Beer–Lambert-lagen: I(x) = I0 e^{−α x}, där α är absorptionskoefficienten. Den förenklade formen för ett tunt skikt är A ≈ 1 − e^{−α x}. Absorptiviteten är vanligtvis våglängdsberoende och används ofta för specifika våglängder eller bandpass.

Absorptivitet mäts ofta med spektrofotometri eller genom att mäta reflektans och transmissionskurvor, och är en dimensionlös kvantitet mellan 0 och 1. En viktig relation i termisk strålning är Kirchhoffs lag, som säger att emissivitet vid en viss våglängd och riktning är lika absorptiviteten under thermodynamisk jämvikt.

Praktiska tillämpningar innefattar solenergi och byggnads- eller bilfärgbeläggningar där man vill kontrollera hur mycket ljus som absorberas, samt termisk isolering och fotovoltaiska konstruktioner. Exempel: en svart kropp har hög absorptivitet över ett brett spektrum, medan en polerad metall har låg absorptivitet.