Co to jest absorpcja różnicowa?
Absorpcja różnicowa jest zjawiskiem, w którym substancja z mieszanymi składnikami będzie absorbować i odbijać promieniowanie w różnym tempie ze względu na różny skład składników. Klasyczny przykład tego można zaobserwować w obrazowaniu rentgenowskim, gdzie lekarz może zrobić zdjęcie wnętrza ciała pacjenta poprzez napromieniowanie pacjenta w celu odsłonięcia filmu. Struktury ciała są widoczne na filmie, ponieważ pochłaniają promieniowanie rentgenowskie w różnym stopniu; na przykład kość pochłania wiele promieni rentgenowskich, dlatego film pozostaje nienaświetlony, aby pokazać kości pacjenta.
Obrazowanie medyczne nie jest jedyną dziedziną, w której użyteczne jest pochłanianie różnicowe. Może być również pomocny w takich działaniach, jak mierzenie stężeń gazów atmosferycznych, badanie odległych zdarzeń w przestrzeni kosmicznej oraz analiza gleby i formacji skalnych. We wszystkich tych przypadkach ludzie polegają na tym, że materiały pochłaniają i odbijają promieniowanie w różnym tempie, aby gromadzić dane.
Technik może dostosować jasność i jakość obrazu, stosując różne rodzaje promieniowania lub zmieniając intensywność. W obrazowaniu medycznym ludzie muszą znaleźć równowagę między uzyskaniem dobrego obrazu a zagrożeniem dla pacjenta. Na przykład w obrazowaniu rentgenowskim możliwe jest uzyskanie wyższej rozdzielczości, ale naraziłoby to pacjenta na niedopuszczalnie wysoki poziom promieniowania. Naukowcy korzystający z absorpcji różnicowej muszą również wziąć pod uwagę wpływ promieniowania na eksperyment.
W fizyce naukowcy używają absorpcji różnicowej z technikami takimi jak wykrywanie światła i określanie odległości (LIDAR), aby dowiedzieć się więcej o składzie atmosfery. Polega to na wystrzeliwaniu impulsów światła w obszar zainteresowania i odczytywaniu odbijanego światła po jego powrocie. Niektóre gazy w atmosferze pochłaniają światło, podczas gdy inne go odbijają, a ilość rozpraszania może powiedzieć badaczom, które gazy są obecne. Mogą porównywać dane z innych witryn, aby badać takie tematy, jak warstwa ozonowa, meteorologia i wpływ zanieczyszczenia na atmosferę.
W naukach o glebie i geologii absorpcja różnicowa może być użytecznym sposobem gromadzenia danych o tym, co dzieje się pod powierzchnią ziemi lub oceanu. Archeolodzy wykorzystują tę technikę również do badania zakopanych miejsc. Najczęściej wiąże się to z użyciem urządzenia emitującego fale dźwiękowe. Urządzenie przechodzi nad powierzchnią, a odbite fale dźwiękowe mówią technikom, co znajduje się pod nimi, ponieważ rzeczy takie jak formacje skalne, wraki statków lub zakopane budynki będą odbijały fale dźwiękowe z inną częstotliwością niż gleba. Różne rodzaje gleby będą miały różne wzory odbicia.