Das Jahr 2012

Sichtbares Licht
Die Lichtabsorption an Oberflächen oder beim Durchqueren von Materie ist im Allgemeinen material- und frequenzabhängig. Die Menge der auf dem Weg absorbierten oder gestreuten Photonen hängt neben dem frequenzabhängigen Extinktionskoeffizienten auch von Schichtdicke des Materials ab (vgl. Lambert-Beersches Gesetz).

In Abhängigkeit von der möglichen Bandstruktur der Moleküle können verschiedene Frequenzbereiche des Lichts unterschiedlich absorbiert werden, d. h., je nach Farbe ist die Absorption unterschiedlich stark (siehe Resonanzabsorption, Fraunhoferlinien). Benachbarte Frequenzanteile werden je nach Material und Einfallswinkel des Lichtes entweder reflektiert oder transmittiert. Wird beispielsweise eine gelb erscheinende Oberfläche mit weißem Licht bestrahlt, wird das grüne und rote Licht reflektiert/transmittiert und blaues Licht absorbiert (vgl. Farbsynthese). Bei der Absorption von Licht wird die aufgenommene Energie nicht nur in Wärme umgewandelt, sondern kann durch andere Mechanismen wie Fluoreszenz sowie durch Streuung an Aerosolen verlorengehen.

Wie bereits erwähnt, ist die Absorption (zum Teil stark) frequenzabhängig. Die Ursache liegt in der Bandstruktur des Materials, bei dem Photonen bestimmter Energie Atome oder Moleküle anregen, die Quantenübergänge mit genau dieser Energiedifferenz in der Elektronenhülle oder in ihren Molekülschwingungen (meist bei infrarotem Licht) besitzen. Grenzflächen verursachen eine zusätzliche, von der Brechzahldifferenz, der Einstrahlrichtung und der Polarisation abhängige Reflexion. Bei diffuser Reflexion spricht man in diesem Zusammenhang auch von Remission.

Der Lichtdurchgang durch eine Platte einschließlich Absorption kann direkt aus der komplexen Brechzahl über die Kramers-Kronig-Beziehungen abgeleitet werden. Damit wird die elektromagnetische Wechselwirkung direkt mit einer Materialeigenschaft in Beziehung gesetzt.