4. Absorptie en verstrooiing

Wat roept de absorptie van licht op?

Licht wordt in verschillende mate geabsorbeerd in gassen, vloeistoffen en vaste stoffen. Absorptie is een omzetting van de energie van het licht in andere vormen van energie (in de meeste gevallen in warmte). Absorptie is afhankelijk van de golflengte. Satellietbeelden worden vooral beïnvloed door de absorberende kenmerken van het getoonde object: Het verloop en de hoeveelheid spectrale absorptie geven de kleur en de helderheid van het aardoppervlak aan.

De Niau-Atol. Het maakt deel uit van ongeveer 80 atollen die de Tuamotu-archipel in Frans-Polynesië vormen.
Bron: ESA

Zeewater absorbeert geel en rood licht. Daarom lijkt het blauw. Door de blauwe en rode lichtabsorberende vegetatie op het eiland lijkt het groen. De Lagune lijkt turquoise door de licht zichtbare vegetatie van de zeebodem. Wolken zoals de rand van het rif lijken wit omdat ze alleen zichtbare golflengten absorberen. De kleuren waarin we onze wereld zien, worden geproduceerd door spectraal selectieve absorptie.

Absorptie kan fluorescentie en fosforescentie. veroorzaken. Het roept chemische reacties op, zoals de fotosynthese van planten, waarbij het geabsorbeerde licht wordt gebruikt voor de productie van suiker en andere organische weefsels. Een negatieve kant van absorptie is te zien in de afbeelding hieronder: Het kan leiden tot het bleken van kleuren. Veel rode kleuren verbleken heel snel wanneer ze aan zonlicht worden blootgesteld. Rode kleuren reflecteren het rode deel van het zonlichtspectrum en absorberen het blauwe en groene deel. Fotonen uit het blauwe en groene deel van het spectrum hebben een hoge energie zodat ze kleurpigmenten kunnen afbreken. De energierijke fotonen van UV-straling richten grote schade aan en schaden de gezondheid van onze huid door zonnebrand.

Vooral rode kleuren zouden snel verbleken bij blootstelling aan zonlicht. Daarom zijn de randen van dit bord helderder rood.

Veel gassen en vloeistoffen zijn niet absorberend in het zichtbare spectrum, zodat ze transparant zijn voor het menselijke oog. Dat geldt ook voor water en waterdamp. Bij blootstelling aan ultraviolet of infrarood licht absorbeert water in hoge mate. Stikstof en zuurstof, de belangrijkste bestanddelen van lucht, zijn doorschijnend op die golflengten. Ozon (O₃) absorbeert delen van de ultraviolette golflengten in de atmosfeer zodat we beschermd zijn tegen het anders zeer gevaarlijke zonlicht. Kooldioxide (CO₂) absorbeert infrarode straling. Door deze eigenschap veroorzaakt het het atmosferische broeikaseffect.

In dit hoofdstuk ...

• ... behandelen we de fysische principes die een rol spelen bij absorptie en zullen we vergelijkingen afleiden om deze te berekenen
• ... leren we absorptiegegevens te meten en te begrijpen, en zelf een opstelling voor deze metingen te maken
• ... gaan we onderzoeken hoe we de concentratie van een absorberende stof kunnen bepalen uit de afgeleide gegevens.