अवशोषण

This article is about a quantitative expression. For the process itself, see Absorption (electromagnetic radiation).

"Optical density" redirects here. For other uses, see Refractive index, Nucleic acid quantitation, and Neutral-density filter.

अवशोषण को एक नमूने के माध्यम से प्रसारित उज्ज्वल शक्ति के लिए घटना के अनुपात के लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है (सेल की दीवारों पर प्रभाव को छोड़कर)।वैकल्पिक रूप से, उन नमूनों के लिए जो प्रकाश को बिखेरते हैं, अवशोषण को एक ऋण अवशोषण के नकारात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जैसा कि एक समान नमूने पर मापा जाता 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 अक्सर प्रकाश की मात्रा के साथ उलझा हुआ है जो अन्य तंत्रों के माध्यम से एक डिटेक्टर सिस्टम के लिए "खो" जाता है। शब्द के इन उपयोगों में आम बात यह है कि वे नमूना या सामग्री पर प्रकाश घटना की मात्रा के अनुपात के लघुगणक को संदर्भित करते हैं जो कि प्रकाश के नमूने के साथ बातचीत करने के बाद पता चला है।

शब्द अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) 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, बिखरने और अन्य भौतिक प्रक्रियाओं के कारण होने वाले क्षीणन (संचरित उज्ज्वल शक्ति) को माप सकता है।

अवशोषक शब्द का इतिहास और उपयोग

बीयर-लैंबर्ट कानून

शोषक शब्द की जड़ें बीयर-लैंबर्ट कानून में हैं। जैसे ही प्रकाश एक माध्यम से चलता है, बुझने पर यह मंद हो जाएगा। बाउगर ने माना कि यह विलोपन (जिसे अब अक्सर क्षीणन कहा जाता है) माध्यम से यात्रा की गई दूरी के साथ रैखिक नहीं था, लेकिन अब हम एक घातीय कार्य के रूप में संदर्भित करते हैं। अगर $I_{0}$ यात्रा की शुरुआत में प्रकाश की तीव्रता है और $I_{s}$ दूरी की यात्रा के बाद पता चला प्रकाश की तीव्रता है $d$, प्रेषित अंश, $T$, द्वारा दिया गया है: $T={\frac {I_{s}}{I_{0}}}=\exp(-\mu d)$, कहाँ $\mu$ प्रसार स्थिरांक # क्षीणन स्थिरांक (विभिन्न क्षेत्रों में प्रयुक्त एक शब्द जहां एक माध्यम के माध्यम से एक संकेत प्रसारित होता है) या गुणांक कहा जाता है। प्रेषित प्रकाश की मात्रा दूरी के साथ चरघातांकी रूप से कम हो रही है। उपरोक्त समीकरण में प्राकृतिक लघुगणक लेने पर, हम प्राप्त करते हैं:$-\ln(T)=\ln {\frac {I_{0}}{I_{s}}}=\mu d$ . बिखरने वाले मीडिया के लिए, स्थिरांक को अक्सर दो भागों में विभाजित किया जाता है, $\mu =\mu _{s}+\mu _{a}$ , इसे एक बिखरने वाले गुणांक में अलग करना, $\mu _{s}$, और एक 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 डिटेक्टर का आकार बहुत छोटा है, तो कोई भी प्रकाश जो किसी कण द्वारा आगे या पीछे की दिशा में बिखरा हुआ है, डिटेक्टर पर नहीं गिरेगा। ऐसे में एक प्लॉट $-\ln(T)$ तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में अवशोषण और बिखराव के प्रभावों का एक सुपरपोज़िशन निकलेगा। क्योंकि अवशोषण भाग अधिक विशिष्ट है और तितर बितर भाग की पृष्ठभूमि पर सवारी करता है, इसका उपयोग अक्सर अवशोषित प्रजातियों की पहचान करने और उन्हें मापने के लिए किया जाता है। नतीजतन इसे अक्सर अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में जाना जाता है, और प्लॉट की गई मात्रा को अवशोषण कहा जाता है, जिसका प्रतीक है $\mathrm {A}$ . परंपरा के अनुसार कुछ विषय नेपियरियन अवशोषण के बजाय डेकाडिक अवशोषण का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप: $\mathrm {A} _{10}=\mu _{10}d$ (सबस्क्रिप्ट 10 के साथ आमतौर पर नहीं दिखाया जाता है)।

गैर-बिखरने वाले नमूनों के साथ बीयर-लैंबर्ट कानून

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 मीट्रिक बना दिया है। यह वह मामला है जिसके लिए अवशोषक शब्द का पहली बार इस्तेमाल किया गया था।

बीयर के कानून की एक आम अभिव्यक्ति सामग्री में प्रकाश की क्षीणन से संबंधित है: $\mathrm {A} =\varepsilon \ell c$ , कहाँ पे $\mathrm {A}$ शोषक है; $\varepsilon$ क्षीणन प्रजातियों की दाढ़ क्षीणन गुणांक या दाढ़ अवशोषण है; $\ell$ ऑप्टिकल पथ की लंबाई है; और $c$ कमजोर प्रजातियों की एकाग्रता है।

बिखरने के नमूने के लिए अवशोषण

उन नमूनों के लिए जो प्रकाश को बिखेरते हैं, अवशोषण को एक माइनस अवशोषण (अवशोषण अंश) के नकारात्मक लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है: $\alpha$) जैसा कि एक समान नमूने पर मापा जाता है। दशकीय अवशोषण के लिए, इसे इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: $\mathrm {A} _{10}=-\log _{10}(1-\alpha )$ . यदि एक नमूना परावर्तन स्पेक्ट्रोस्कोपी # रिमिशन दोनों को प्रसारित और डिफ्यूज़ करता है, और ल्यूमिनेसेंट नहीं है, तो प्रकाश का अंश अवशोषित ($\alpha$), प्रेषित ($R$), और प्रेषित ($T$) 1 में जोड़ें, या: $\alpha +R+T=1$ . ध्यान दें कि $1-\alpha =R+T$ , और सूत्र के रूप में लिखा जा सकता है: $\mathrm {A} _{10}=-\log _{10}(R+T)$ . एक नमूने के लिए जो बिखरता नहीं है, $R=0$ , और $1-\alpha =T$ , नीचे चर्चा की गई सामग्री के अवशोषण के लिए सूत्र तैयार करना।

भले ही यह अवशोषक फ़ंक्शन बिखरने वाले नमूनों के साथ बहुत उपयोगी है, फ़ंक्शन में समान वांछनीय विशेषताएं नहीं होती हैं क्योंकि यह गैर-बिखरने वाले नमूनों के लिए होती है। हालांकि, एक संपत्ति है जिसे प्रतिनिधि परत सिद्धांत #अवशोषित शक्ति कहा जाता है: इन नमूनों के लिए अनुमान लगाया जा सकता है कि नमूने का स्कैटर सुधारित अवशोषण। प्रतिनिधि परत सिद्धांत #अवशोषित शक्ति: बिखराव नमूना बनाने वाली सामग्री की एक इकाई मोटाई के नमूने का बिखराव सुधारित अवशोषण, बिखराव की अनुपस्थिति में मटेरियल की समान मोटाई के अवशोषण के समान है।

प्रकाशिकी

प्रकाशिकी में, अवशोषक या डेकाडिक अवशोषक एक सामग्री के माध्यम से 'संचारित' उज्ज्वल शक्ति के लिए घटना के अनुपात का 'सामान्य लघुगणक' है, और वर्णक्रमीय अवशोषक या वर्णक्रमीय अवशोषक अवशोषक 'के लिए घटना के अनुपात का सामान्य लघुगणक है। एक सामग्री के माध्यम से 'संचारित' 'दीप्तिमान शक्ति। अवशोषण आयामहीन मात्रा है, और विशेष रूप से लंबाई नहीं है, हालांकि यह पथ की लंबाई का एक नीरस रूप से बढ़ता हुआ कार्य है, और शून्य तक पहुंच जाता है क्योंकि पथ की लंबाई शून्य तक पहुंच जाती है। अवशोषण के लिए ऑप्टिकल घनत्व शब्द का उपयोग हतोत्साहित किया जाता है।

गणितीय परिभाषाएँ

किसी सामग्री का अवशोषण

एक सामग्री का अवशोषण, जिसे 'ए' से निरूपित किया जाता है, किसके द्वारा दिया जाता है

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

कहाँ

$\Phi _{\text{e}}^{\text{t}}$ उस सामग्री द्वारा प्रेषित उज्ज्वल प्रवाह है,

$\Phi _{\text{e}}^{\text{i}}$ उस सामग्री द्वारा प्राप्त उज्ज्वल प्रवाह है,

$T=\Phi _{\text{e}}^{\text{t}}/\Phi _{\text{e}}^{\text{i}}$