“吸光度”是什麼

透光率是什麼意思

有不同領域的小夥伴，看了我之前FTIR的回答，會有一些相關的光譜問題私信我。所以藉著知友的提問，我想幫其他領域的夥伴，把FTIR光譜中常用的吸光度的概念理一下。

以下是提問內容：

“首先，我不是做光相關研究方向的，傅立葉紅外光譜儀對我們來說更多的像一種工具，測試結果呈現的是“吸光度”和“透光度”兩個概念，用來分析材料的成鍵。我的研究領域有一個概念叫做“紅外發射率”，根據基爾霍夫定律（在相同的溫度和波長下，任何物體的輻射能力與吸收率α的比值都相同，且等於該溫度和波長下絕對黑體的輻射能力），紅外發射率也就是描述物體的向外輻射能力的，他和材料的光譜吸收率是相等的，很多相關文獻中的紅外發射率的測試裝置描述都是FTIR也就是您所描述的傅立葉紅外光譜儀。看起來，光譜吸收率=紅外發射率=吸光度，但是紅外發射率和吸收率是一個比值是不能超過1的，而吸光度卻是可以大於1，所以我想問的是，吸光度到底是個什麼概念，是怎麼計算出來的，乃至如何用FTIR測試或者計算材料的紅外發射率，或者如何用吸光度or透光度轉換成我想要的紅外發射率。”

從上述提問中，我總給出，之所以知友困惑多年未解，問題的關鍵在於其對於吸光度，吸收率，概念的混淆。

Beer-Lambert law

一束光照射於一吸收介質表面，在透過一定厚度的介質後，由於介質吸收了一部分光能，透射光的強度就要減弱。吸收介質的濃度愈大、介質的厚度愈大，則光強度的減弱愈顯著。

其中

就是吸收係數（absorption coefficient）。

對於固態氣態樣品，

（N，原子數密度atomic number density；

，吸光截面optical cross section）。

對於液體樣品，

（

，摩爾吸光係數molar extinction coefficient； c， 摩爾濃度 ）

上述公式中： T代表的就是樣品的透光度，或者透光比，或者透光率（英文：Transmission）

光譜學中經常用的吸光度A（absorbance）或者光密度 （optical density，即常見的O。D。），定義為：

對於液體樣品，

，用這個物理量就可以直觀地得到FTIR中測到的吸光度與樣品本身摩爾吸光，與樣品濃度，厚度，呈線性正比關係。這也是為什麼我們要費勁做個變形，再發明一個吸光度的物理量來描述。

其實歸根結底，我們測量光譜的時候，我們能得到的資料就是光源不經過樣品的強度I，和經過樣品後的強度

。順便結合知友的提問，如果不考慮樣品的散射，光能經過樣品之後就分兩部分：透射（transmission）=

，或者吸收（absorption）

。實際情況可能還要考慮樣品散射導致的能量損失。而吸光度（absorbance，O。D。）只不過是光譜學中為了更直觀描述樣品吸收的一個物理量變形而已。

最後，為了加深理解，我列一個表格來展示幾個物理量之間的關係。

（1。文中多次註釋行相應英文名稱，也是為了方便區分，中文翻譯有很多別稱，但是對應的英文名稱就一個，理解起來可能也會方便一些。

2。 寫這個的初衷是方便其他領域的知友，很多地方做了淺顯簡化，有忽略之處也請指正。

）