Vad är differentiell absorption?

differentiell absorption är ett fenomen där ett ämne med blandade komponenter kommer att absorbera och återspegla strålning i olika hastigheter på grund av komponenternas olika sammansättning. Ett klassiskt exempel på detta kan ses i röntgenavbildning, där en läkare kan ta en bild av insidan av en patients kropp genom att bestråla patienten för att exponera film. Kroppens strukturer är synliga på filmen eftersom de absorberar röntgenstrålar i varierande grad; Ben absorberar till exempel mycket röntgenstrålar och därmed lämnas filmen oexponerad för att visa patientens ben.

Medicinsk avbildning är inte det enda fältet där differentiell absorption är användbar. Det kan också vara till hjälp med aktiviteter som att mäta koncentrationer av atmosfäriska gaser, studera avlägsna händelser i rymden och analysera mark- och bergformationer. I alla dessa fall förlitar människor sig på att material absorberar och återspeglar strålning i olika hastigheter för att samla in data.

Tekniker kan justera tydligheten och kvalitenY av bilden genom att använda olika typer av strålning eller förändra intensiteten. I medicinsk avbildning måste människor skapa en balans mellan att få en bra bild och äventyra patienten. Vid röntgenavbildning är det till exempel möjligt att få en högre upplösning, men detta skulle utsätta patienten för oacceptabelt höga strålningsnivåer. Vetenskapliga forskare som utnyttjar differentiell absorption måste också överväga effekterna av strålningen på experimentet.

I fysik använder forskare differentiell absorption med tekniker som ljusdetektering och räckvidd (LIDAR) för att lära sig mer om atmosfärens sammansättning. Detta innebär att skjuta pulser av ljus in i ett intresseområde och läsa det reflekterade ljuset vid dess återkomst. Vissa av gaserna i atmosfären kommer att ta upp ljuset medan andra kommer att återspegla det, och mängden spridning som inträffar kan berätta för forskare vilka Gases är närvarande. De kan jämföra data från andra platser för att studera ämnen som ozonskiktet, meteorologi och effekterna av föroreningar på atmosfären.

inom markvetenskap och geologi kan differentiell absorption vara ett användbart sätt att samla in data om vad som händer under jordens yta eller havet. Arkeologer använder också denna teknik för att studera begravda platser. Vanligtvis innebär detta användning av en enhet som avger ljudvågor. Enheten passerar över ytan och de reflekterade ljudvågorna berättar tekniker vad som ligger under, eftersom saker som stenformationer, skeppsvrak eller begravda byggnader kommer att återspegla ljudvågor i olika hastigheter än jord. Olika typer av jord kommer också att ha olika reflektionsmönster.