Ich fand diese Frage in einem Hobby-Wissenschaftsforum (hauptsächlich über Chemie) und fand es peinlich, dass ich die Frage nicht beantworten konnte. Ein paar Recherchen zum Thema „Photonenabsorption“ hier auf Ph.SE ergaben überraschend wenig.
Hat hier jemand eine annähernd umfassende Antwort?
Diese Antwort geht davon aus, dass Absorption von Licht die Umwandlung von Licht in eine andere Energieform bedeutet.
Wenn Sie mit einem isolierten Atom oder Molekül beginnen, kann ein Photon der richtigen Frequenz absorbiert werden, indem das Atom/Molekül in einen höheren Energiezustand versetzt wird. Warum dies geschieht, wird in meiner Antwort auf Woher wissen Photonen, dass sie Elektronen in Atomen anregen können oder nicht? . Der angeregte Zustand wird in den Grundzustand zurückfallen und erneut ein Photon emittieren. Das Licht geht also nicht verloren, obwohl es in eine andere Richtung gestreut werden kann.
In einem dichten Medium wie einer Flüssigkeit oder einem Feststoff interagieren die Atome/Moleküle mechanisch mit ihren Nachbarn, dh Schwingungen des Atoms/Moleküls können auf benachbarte Atome/Moleküle übertragen werden und umgekehrt . Unter diesen Bedingungen ist es sehr wahrscheinlich, dass das angeregte Atom/Molekül seine zusätzliche Energie in mechanische Schwingungen umwandelt, bevor es die Möglichkeit hat, die Energie als Licht wieder abzugeben. Das Endergebnis ist, dass das Licht in Schwingungsenergie, dh Wärme, umgewandelt wird.
In einem Kommentar erwähnt das OP farbiges Glas als Beispiel dafür, was mit Absorption gemeint ist. Nehmen wir beispielsweise grünes Glas, so wird dieses häufig mit Eisen(II)-Salzen eingefärbt. Licht wird absorbiert und fördert Elektronen zwischen den Orbitale (die Orbitale werden durch die Umgebung in verschiedene Energien aufgespalten ). Die angeregten Elektronen entspannen sich, indem sie Energie als Schwingungsanregungen auf die umgebenden chemischen Bindungen übertragen, wodurch das absorbierte Licht in Wärme umgewandelt wird.
Die wirkliche Antwort ist „Quantenmagie“. Andernfalls ist es einfach ein beobachteter Effekt, dass ein Photon absorbiert wird, wenn seine Energie der Übergangsenergie eines Elektrons entspricht (wobei das Elektron potenzielle Energie gewinnt).
Wenn Sie zu sehr hochenergetischen Photonen übergehen, die im Kern absorbiert werden, werden die Regeln chaotischer, aber die Grundlagen sind dieselben: Die Teilchen im Kern haben ihre eigenen Energiezustände (oder Spaltenergien), die mit denen übereinstimmen müssen Photonenenergie. Das ist natürlich sehr hohes Niveau.
John Rennie
Gert