吸収断面積

物理学において、吸収断面積は吸収過程の確率を表す尺度です。より一般的には、断面積という用語は、散乱、電磁吸収など、特定の粒子間相互作用の確率を定量化するために使用されます（この文脈では、光は粒子、すなわち光子から構成されると説明されていることに注意してください）。典型的な吸収断面積の単位はcm ² ⋅分子^{−1です。この分野における}マリア・ゲッパート・マイヤーの根本的な貢献に敬意を表して、2光子吸収断面積の単位は「GM」と名付けられています。1GMは10 ⁻⁵⁰ cm ⁴ ⋅s⋅光子⁻¹です。^[1]^[2]

紫外線のオゾン遮蔽の文脈では、吸収断面積は分子が特定の波長と偏光の光子を吸収する能力です。同様に、原子力工学の文脈では、粒子（通常は中性子）が原子核に吸収される確率を指します。単位は面積で与えられますが、少なくとも部分的には、対象分子の密度または状態が吸収の確率に影響を与えるため、実際の面積の大きさを指すものではありません。定量的には、ビームの経路に沿った点間で吸収される光子の数は、深さまで浸透する光子の数と単位体積あたりの吸収分子の数と吸収断面積の積で表されます。 $dN$ $x$ $x+dx$ $N$ $x$ $n$ $\sigma$

{\frac {dN}{dx}}=-Nn\sigma

。

吸収断面積はモル吸光係数および質量吸光係数と密接に関係しています。 $\varepsilon$

$\sigma ={\frac {\ln(10)\times 10^{3}}{N_{\text{A}}}}\times \varepsilon$

与えられた粒子とそのエネルギーに対して、対象物質の吸収断面積は質量吸収係数から次のように計算できます。

\sigma =(\mu /\rho )m_{\text{a}}/N_{\text{A}}

どこ：

$\mu /\rho$ 質量吸収係数
$m_{\text{a}}$ モル質量（g/mol）
$N_{\text{A}}$ アボガドロ定数は

これは一般的に次のように表現されることもあります。

\sigma =\alpha /n

どこ：

$\alpha$ 吸収係数
$n$ 原子番号密度

参照

参考文献

^ 「二光子吸収測定：参照標準の確立」（PDF）オーストラリア国立大学。2007年6月8日。2013年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年9月14日閲覧。
^ Zins, EL.; Guinet, M.; Rodriguez, D.; Payan, S. (2022-06-01). 「2-EHNの赤外領域における絶対吸収断面積」(PDF) . Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer . 283 108141. doi : 10.1016/j.jqsrt.2022.108141 . ISSN 0022-4073.

[1] 「二光子吸収測定：参照標準の確立」（PDF）オーストラリア国立大学。2007年6月8日。2013年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年9月14日閲覧。

[2] Zins, EL.; Guinet, M.; Rodriguez, D.; Payan, S. (2022-06-01). 「2-EHNの赤外領域における絶対吸収断面積」(PDF) . Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer . 283 108141. doi : 10.1016/j.jqsrt.2022.108141 . ISSN 0022-4073.