Absorption

Elektromagnetische Strahlung interagiert auf drei Hauptarten mit Materie: Sie kann reflektiert oder diffus gestreut, durch transparente Objekte transmittiert oder absorbiert werden. Diese Wechselwirkungen werden durch die Absorption (α), die Reflexion (ρ) und die Transmission (τ) des Materials beschrieben, die durch die Gleichung 1 = α + ρ + τ miteinander verknüpft sind. Die Absorption von Strahlung stellt den Anteil der Energie dar, der innerhalb des Materials in andere Energieformen – etwa Wärme- oder chemische Energie – umgewandelt wird. Sie ist eine dimensionslose Verhältnisgröße mit einem Wertebereich von 0 (keine Absorption) bis 1 (vollständige Absorption). Die Absorption hängt vom wellenlängenabhängigen Extinktionskoeffizienten des Materials, der Länge des Strahlungswegs im Material sowie der Dichte bzw. Konzentration des absorbierenden Stoffes ab.

Bei schwarzen Körpern wird einfallendes Licht vollständig absorbiert, ohne Reflexion oder Transmission. Nach dem Kirchhoffschen Strahlungsgesetz gilt für einen Körper im thermischen Gleichgewicht, dass die Absorption der Emission entspricht.

Bei Objekten, die elektromagnetische Strahlung nur in einem engen Wellenlängenintervall emittieren und absorbieren, kann die Temperatur dennoch mit einem geeigneten schmalbandigen Spektralfilter bestimmt werden. Dünne Kunststofffolien interagieren beispielsweise hauptsächlich im Bereich der C-H-Streck- und Biegeschwingungen um 3,4 µm mit Infrarotstrahlung, während Flammengase wie CO₂ oder CO stark im Spektralbereich um 4,2 µm bzw. 4,6 µm absorbieren. Die Auswahl geeigneter Messgeräte ist entscheidend, da einige Geräte gezielt die Absorption und Emission von Gasen unterdrücken, um sich auf die Hintergrundstrahlung zu konzentrieren.