Wie berechnet man die Transmission bei Extinktion?
- Einführung in das Thema Extinktion und Transmission
- Grundlagen der Extinktion
- Formel zur Berechnung der Transmission
- Beispiel zur praktischen Berechnung
- Fazit
Einführung in das Thema Extinktion und Transmission
Extinktion beschreibt in der Optik die Abschwächung der Intensität von Licht, wenn es durch ein Medium hindurchtritt. Dieses Phänomen tritt beispielsweise auf, wenn das Licht von einem absorbierenden oder streuenden Material beeinflusst wird. Die Transmission gibt an, welcher Anteil des ursprünglichen Lichts nach dem Durchgang durch das Medium noch übrig bleibt. Die Berechnung der Transmission bei Extinktion ist grundlegend für viele Anwendungen in Physik, Chemie und Materialwissenschaften.
Grundlagen der Extinktion
Die Extinktion (auch optische Dichte genannt) wird meist durch den Extinktionskoeffizienten beschrieben, der eine quantifizierbare Größe dafür ist, wie stark das Licht innerhalb eines bestimmten Materials gedämpft wird. Dabei wird das ursprüngliche Licht einer Intensität I₀ durch ein Material mit einer Dicke d und einem Extinktionskoeffizienten α abgeschwächt, sodass die Intensität I nach dem Medium geringer ist als I₀.
Formel zur Berechnung der Transmission
Die Transmission T definiert sich als das Verhältnis der durchgelassenen Lichtintensität I zur einfallenden Lichtintensität I₀:
Nach dem Lambert-Beerschen Gesetz nimmt die Intensität des Lichts exponentiell mit der Dicke des Mediums ab:
Somit kann die Transmission bei gegebener Extinktion leicht berechnet werden, wenn der Extinktionskoeffizient und die Schichtdicke bekannt sind.
Beispiel zur praktischen Berechnung
Angenommen, ein Material hat einen Extinktionskoeffizienten von α = 0,5 cm⁻¹ und eine Dicke d von 2 cm. Dann wird die Transmission zu:
Das bedeutet, dass etwa 36,79 % des ursprünglichen Lichts die Probe durchdringen und 63,21 % absorbiert oder gestreut werden.
Fazit
Die Berechnung der Transmission bei Extinktion basiert auf dem Lambert-Beerschen Gesetz, welches eine exponentielle Abnahme der Lichtintensität durch ein Medium beschreibt. Mit Kenntnis des Extinktionskoeffizienten und der Schichtdicke lässt sich die Transmission präzise mittels der Formel T = e −α·d berechnen. Dieses Prinzip findet breite Anwendung in der Spektroskopie, Materialanalytik und anderen Wissenschaftsfeldern.