光學、熱學與輸運性質

光吸收

/ OP-tih-kul ab-SORP-shun /

把一輛深色的車留在夏天的烈日下,它會變成一座烤箱;白色的車則涼爽得多。深色漆把陽光喝了進去,白色表面則把大半反彈回去。這種把光吞下、讓它的能量變成熱或變成被激發的電子的過程,就是光吸收。

光吸收描述的是材料如何把光喝進去,而它對顏色十分挑剔。一顆光的粒子,也就是光子,只有當材料有地方安放它那份確切的能量時才會被吸收——比如有個電子可以被抬到更高的臺階,或者有種振動可以被攪動起來。能量正好對得上某個可用躍遷的光子會被吞掉;對不上的就穿過去或彈開。於是每種材料在整道彩虹上都有自己特有的吸收圖案,在某些波長上吸得強、在另一些波長上則透明,這由它能級之間的間距所決定。

它之所以重要,是因為吸收是萬物外觀、以及一切以光為基礎的技術如何運作的一半故事:太陽能電池必須吸收陽光才能收穫它,相機傳感器必須吸收光才能記錄它,而窗戶則必須不吸收可見光才能保持透亮。一個常見的混淆是以為某種材料要麼全黑、要麼全透;事實上幾乎一切都對某些波長透明、對另一些不透明——窗玻璃擋住紫外線,而許多在我們眼裡發黑的東西,在紅外裡卻是明亮的。

植物看起來是綠的,因為葉綠素貪婪地吸收紅光和藍光來驅動光合作用,卻幾乎不碰綠光,於是綠光被反射回你的眼睛。葉子的顏色,實實在在就是它不肯喝下的那部分光。

葉子之所以是綠的,恰恰因為綠正是它不吸收的那種顏色。

吸收、反射和透射加在一起,永遠等於全部入射的光。吸得少的表面,剩下的必然要反射或透射出去——這正是為什麼低吸收的材料要麼像鏡子一樣亮、要麼像玻璃一樣透。

又稱
光吸收