Что такое дифференциальное поглощение?

Дифференциальное поглощение - это явление, при котором вещество со смешанными компонентами будет поглощать и отражать излучение с разными скоростями из-за различного состава компонентов. Классический пример этого можно увидеть на рентгеновских снимках, где практикующий врач может сфотографировать внутреннюю часть тела пациента, облучая пациента для экспонирования пленки. Структуры тела видны на пленке, потому что они поглощают рентген в различной степени; кость, например, поглощает много рентгеновских лучей и, таким образом, пленка остается неэкспонированной, чтобы показать кости пациента.

Медицинская визуализация - не единственная область, где полезно дифференциальное поглощение. Он также может быть полезен при таких видах деятельности, как измерение концентрации атмосферных газов, изучение отдаленных событий в космосе и анализ почвенных и скальных образований. Во всех этих случаях люди полагаются на тот факт, что материалы поглощают и отражают излучение с различной скоростью для сбора данных.

Техник может регулировать четкость и качество изображения, используя различные виды излучения или изменяя интенсивность. В медицинской визуализации людям необходимо найти баланс между получением хорошего изображения и угрозой для пациента. Например, при рентгенографии можно получить более высокое разрешение, но это подвергнет пациента недопустимо высоким уровням излучения. Научные исследователи, использующие преимущества дифференциального поглощения, также должны учитывать влияние излучения на эксперимент.

В физике ученые используют дифференциальное поглощение с такими методами, как обнаружение света и дальномер (LIDAR), чтобы узнать больше о составе атмосферы. Это включает в себя попадание световых импульсов в интересующую область и считывание отраженного света по его возвращении. Некоторые из газов в атмосфере будут поглощать свет, в то время как другие отражают его, и величина рассеяния может сказать исследователям, какие газы присутствуют. Они могут сравнивать данные с других сайтов для изучения таких тем, как озоновый слой, метеорология и влияние загрязнения на атмосферу.

В науках о почве и геологии дифференциальное поглощение может быть полезным способом сбора данных о том, что происходит под поверхностью земли или океана. Археологи также используют эту технику для изучения захороненных мест. Чаще всего это связано с использованием устройства, которое излучает звуковые волны. Устройство проходит по поверхности, и отраженные звуковые волны говорят техническим специалистам, что находится под ними, поскольку такие вещи, как скальные образования, кораблекрушения или захороненные здания, будут отражать звуковые волны с разной скоростью, чем почва. Разные виды почвы также будут иметь разные образцы отражения.