gesetzter Materialien. © eMik.
Absorption und Absorptiongrad
Der Absorptionsgrad, α, gibt den Anteil der vom Streuungszentrum absorbierten Strahlung, Iab, an der gesamten einfallenden Strahlung, I0, an:
α=Iab/I0
Die absorbierte Energie erhöht die innere Energie, U, des Streuungszentrums (das als thermodynamisches System betrachtet wird). Beispielsweise kann die Vibrationsenergie der Atome und Moleküle zunehmen (und damit die Wärmemenge des Systems) oder die zwischen ihnen wirkende intermolekulare Energie oder die zwischen den Kernbausteinen wirkenden Energien. Der Absorptionsgrad ist keine reine Materialeigenschaft (der Materie im Streuungszentrum), sondern steht auch in Abhängigkeit zu Einfallrichtung und Frequenz der einfallenden Strahlung.
Ein Körper, der die gesamte einfallende Strahlung absorbiert, der Absorptionsgrad beträgt 1, wird schwarzer Körper genannt.
Dissipation und Dissipationsgrad
Der Dissipationsgrad, δ, gibt den Anteil der Strahlung, Idiss, an der gesamten einfallenden Strahlung, I0, an, die das System dauerhaft verlässt.
δ=Idiss/I0
Ein möglicher Mechanismus der dazu führt ist die sogenannte Laserkühlung: Wird beim Stoß mit einem Atom ein Photon absorbiert, geht zwangsweise ein Hüllenelektron in einen angeregten Zustand über. Nach einiger Zeit wird es wieder in den ursprünglichen Zustand zurück fallen unter Emission eines Photons in eine zufällige Richtung. Aufgrund der Impulserhaltung erhält das Atom bei jeder Absorption und Emission einen kleinen Rückstoß. Die Bestrahlung eines Atoms mit einem Laser bewirkt die Streuung einer sehr großen Anzahl an Photonen in kurzer Zeit durch jedes Atom im Bestrahlungsquerschnitt. Der Rückstoß wirkt bei der Absorption immer in die gleiche Richtung und addiert sich über viele Photonenstreuungen entsprechend auf. Im Unterschied dazu ist der bei der Emission auftretende Rückstoß immer zufallsorientiert und hebt sich so über die Zeit auf. Entscheidend ist nun die Einbeziehung des Dopplereffekts, durch den Atome, auf die Laserstrahlung aus allen Richtungen einfällt, stets nur die Photonen absorbieren, die sich auf sie zu bewegen. Dadurch entsteht eine der Bewegungsrichtung der Atome entgegengesetzte Kraft, die die Atome abbremst.
