अवशोषण

This article is about मात्रात्मक अभिव्यक्ति. For प्रक्रिया के लिए, see अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण).

"ऑप्टिकल घनत्व"" redirects here. For अन्य उपयोगों के लिए, see अपवर्तक सूचकांक. For और, see न्यूक्लिक एसिड क्वांटिटेशन. For और, see तटस्थ-घनत्व फ़िल्टर.

अवशोषण को "प्रतिरूप के माध्यम से प्रसारित विकिरण शक्ति के लिए आपतित के अनुपात के लघुगणक (सेल वाल पर प्रभाव को छोड़कर)" के रूप में परिभाषित किया गया है। वैकल्पिक रूप से, उन प्रतिरूप के लिए जो प्रकाश को बिखेरते हैं, अवशोषण को "समान प्रतिरूप पर मापे गए न्यूनतम अवशोषण के ऋणात्मक लघुगणक" के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। प्रयोगात्मक माप के परिणामों को मापने के लिए इस शब्द का प्रयोग कई तकनीकी क्षेत्रों में किया जाता है। जबकि इस शब्द का मूल प्रकाश के अवशोषण को मापने में है, यह अधिकांशतः प्रकाश की मात्रा के साथ उलझा हुआ है जो अन्य तंत्रों के माध्यम से संसूचक प्रणाली के लिए "अदृश्य" जाता है। शब्द के इन उपयोगों में सामान्यतः यह होता है कि वे प्रतिरूप या पदार्थ पर प्रकाश आपतित की मात्रा के अनुपात के लघुगणक को संदर्भित करते हैं जो प्रकाश के प्रतिरूप के साथ अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) शब्द प्रकाश को अवशोषित करने की भौतिक प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जबकि अवशोषण हमेशा केवल अवशोषण को मापता नहीं है, यह अवशोषण, साथ ही प्रतिबिंब, अवकीर्णन और अन्य भौतिक प्रक्रियाओं के कारण होने वाले क्षीणन (संचरित विकिरण शक्ति) को माप सकता है।

अवशोषक शब्द का इतिहास और उपयोग

बीयर-लैंबर्ट नियम

शोषक शब्द की जड़ें बीयर-लैंबर्ट नियम में हैं। जैसे ही प्रकाश एक माध्यम से चलता है, यह मंद हो जाएगा क्योंकि इसे "बुझा" दिया जा रहा है। बाउगर ने माना कि यह विलोपन (अब अधिकांशतः क्षीणन कहा जाता है) मध्यस्थ के माध्यम से पर्यटित की गई दूरी के साथ रैखिक नहीं था, लेकिन अब हम घातीय फलन के रूप में संदर्भित करते हैं। यदि $I_{0}$ पर्यटित की शुरुआत में प्रकाश की तीव्रता है और $I_{s}$ दूरी की पर्यटित के बाद पता चला प्रकाश की तीव्रता है $d$, प्रेषित अंश है, $T$, द्वारा दिया गया है: $T={\frac {I_{s}}{I_{0}}}=\exp(-\mu d)$, जहां $\mu$ को क्षीणन स्थिरांक (विभिन्न क्षेत्रों में प्रयुक्त शब्द जहां मध्यस्थ के माध्यम से संकेत प्रेषित होता है) या गुणांक कहा जाता है। प्रेषित प्रकाश की मात्रा दूरी के साथ चर घातांकी रूप से कम हो रही है। उपरोक्त समीकरण में प्राकृतिक लघुगणक लेने पर, हम प्राप्त करते हैं:$-\ln(T)=\ln {\frac {I_{0}}{I_{s}}}=\mu d$, अवकीर्णन वाले मीडिया के लिए, स्थिरांक को अधिकांशतः दो भागों में विभाजित किया जाता है, $\mu =\mu _{s}+\mu _{a}$, इसे अवकीर्णन वाले गुणांक में अलग करना, $\mu _{s}$, और अवशोषण गुणांक, $\mu _{a}$ प्राप्त करना:$-\ln(T)=\ln {\frac {I_{0}}{I_{s}}}=(\mu _{s}+\mu _{a})d$ .

यदि प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी की तुलना में संसूचक का आकार बहुत छोटा है, तो कोई भी प्रकाश जो किसी कण द्वारा आगे या पीछे की दिशा में बिखरा हुआ है, संसूचक पर प्रहार नहीं करेगा। ऐसे में आलेख $-\ln(T)$ तरंगदैर्घ्य के फलन के रूप में अवशोषण और प्रकीर्ण के प्रभावों का अधिस्थापन प्राप्त होगा। क्योंकि अवशोषण भाग अधिक विशिष्ट है और प्रकीर्ण भाग की पृष्ठभूमि पर आरोहण करता है, इसका उपयोग अधिकांशतः अवशोषित प्रजातियों की पहचान करने और उन्हें मापने के लिए किया जाता है। परिणाम स्वरुप इसे अधिकांशतः अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में जाना जाता है, और आलेख की गई मात्रा को "अवशोषण" कहा जाता है, जिसका प्रतीक $\mathrm {A}$ है। परंपरा के अनुसार कुछ विषय नेपियरियन अवशोषण के अतिरिक्त दशकीय अवशोषण का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप: $\mathrm {A} _{10}=\mu _{10}d$ (उपलेख 10 के साथ सामान्यतः नहीं दिखाया जाता है)।

बीयर-लैंबर्ट नियम गैर-अवकीर्णन वाले प्रतिरूप के साथ

सजातीय माध्यम जैसे विलयन में कोई प्रकीर्णन नहीं होता है। इस मामले के लिए, अगस्त बीयर द्वारा बड़े पैमाने पर शोध किया गया, अवशोषित प्रजातियों की एकाग्रता पथ-लंबाई के समान रैखिक प्रतिक्रिया का पालन करती है। इसके अतिरिक्त, व्यक्तिगत अवशोषित प्रजातियों का योगदान योगात्मक है। यह एक बहुत ही अनुकूल स्थिति है, और अवशोषण को अवशोषण अंश (अवशोषण) के लिए बेहतर अवशोषण मापीय बना दिया है। यह वह मामला है जिसके लिए "अवशोषण" शब्द का पहली बार उपयोग किया गया था।

बीयर के नियम की आम अभिव्यक्ति पदार्थ में प्रकाश की क्षीणन से संबंधित है: $\mathrm {A} =\varepsilon \ell c$, जहां $\mathrm {A}$अवशोषक है, $\varepsilon$ क्षीणन प्रजातियों की मोलर क्षीणन गुणांक या मोलर अवशोषण है, $\ell$ ्रकाशीय दूरी की लंबाई है, और $c$ क्षीणक प्रजातियों की एकाग्रता है।

अवकीर्णन के प्रतिरूप के लिए अवशोषण

उन प्रतिरूप के लिए जो प्रकाश को बिखेरते हैं, अवशोषण को "न्यूनतम अवशोषण (अवशोषण अंश) के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है: $\alpha$) जैसा कि समान प्रतिरूप पर मापा जाता है। दशकीय अवशोषण के लिए, इसे इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: $\mathrm {A} _{10}=-\log _{10}(1-\alpha )$ .यदि प्रतिरूप प्रकाश को प्रसारित करता है, और संदीप्त नहीं है, तो प्रकाश का अंश अवशोषित ($\alpha$), प्रेषित ($R$), और संप्रेषित ($T$) 1 में जोड़ें, या: $\alpha +R+T=1$, ध्यान दें कि $1-\alpha =R+T$ , और सूत्र को इस प्रकार लिखा जा सकता है: $\mathrm {A} _{10}=-\log _{10}(R+T)$ प्रतिरूप के लिए जो प्रकीर्ण नहीं है, $R=0$ , और $1-\alpha =T$, नीचे चर्चा की गई पदार्थ के अवशोषण के लिए सूत्र प्रदान करता है।

भले ही यह अवशोषक फलन अवकीर्णन वाले प्रतिरूप के साथ बहुत उपयोगी है, फलन में समान वांछनीय विशेषताएं नहीं होती हैं क्योंकि यह गैर-अवकीर्णन वाले प्रतिरूप के लिए होती है। हालाँकि, एक गुण जिसे अवशोषित शक्ति कहा जाता है, जिसका अनुमान इन प्रतिरूप के लिए लगाया जा सकता है। अवकीर्णन वाले प्रतिरूप को बनाने वाली पदार्थ की इकाई मोटाई की अवशोषित शक्ति प्रकीर्ण की अनुपस्थिति में पदार्थ की समान मोटाई के अवशोषण के समान होती है।

प्रकाशिकी

प्रकाशिकी में, अवशोषक या दशकीय अवशोषक पदार्थ के माध्यम से प्रेषित विकिरण शक्ति के लिए आपतित के अनुपात का सामान्य लघुगणक है, और वर्णक्रमीय अवशोषक या वर्णक्रमीय अवशोषक पदार्थ के माध्यम से प्रेषित वर्णक्रमीय विकिरण शक्ति के लिए आपतित के अनुपात का सामान्य लघुगणक है। अवशोषण आयाम रहित है, और विशेष रूप से लंबाई नहीं है, चूंकि यह पथ की लंबाई का एकरसतापूर्वक रूप से बढ़ता हुआ फलन है, और शून्य तक पहुंचता है क्योंकि पथ की लंबाई शून्य तक पहुंचती है। अवशोषण के लिए "प्रकाशिकी घनत्व" शब्द का उपयोग निरुत्साहित है।

गणितीय परिभाषाएँ

किसी पदार्थ का अवशोषण

पदार्थ का अवशोषण, निरूपित A, द्वारा दिया जाता है

$A=\log _{10}{\frac {\Phi _{\text{e}}^{\text{i}}}{\Phi _{\text{e}}^{\text{t}}}}=-\log _{10}T,$

जहाँ

$\Phi _{\text{e}}^{\text{t}}$ उस पदार्थ द्वारा प्रेषित विकिरण फ़्लक्स है,

$\Phi _{\text{e}}^{\text{i}}$ उस पदार्थ द्वारा प्राप्त विकिरण फ़्लक्स है,

$$