吸收截面

吸收截面是吸收过程概率的度量。 更一般地说，术语横截面在物理学中用于量化某种粒子与粒子相互作用的概率，例如散射、电磁吸收等。（请注意，在这种情况下，光被描述为由粒子组成，即光子。 ) 为了纪念 Maria Goeppert Mayer 对该领域的基础性贡献，双光子吸收截面的单位被命名为 GM。 一个 GM 是 10−50 cm4⋅s⋅photon−1。

在紫外线臭氧屏蔽的背景下，吸收截面是分子吸收特定波长和偏振的光子的能力。 类似地，在核工程的背景下，它指的是粒子（通常是中子）被原子核吸收的概率。 尽管单位以面积给出，但它并不是指实际大小的面积，至少部分原因是目标分子的密度或状态会影响吸收概率。 定量地，沿光束路径的点 x {\displaystyle x} 和 x + d x {\displaystyle x+dx} 之间吸收的光子数量 d N {\displaystyle dN} 是数量的乘积 N {\displaystyle N} 光子穿透深度 x {\displaystyle x} 乘以每单位体积吸收分子的数量 n {\displaystyle n} 乘以吸收截面 σ {\displaystyle \sigma }

吸收截面与摩尔吸光系数和质量吸收系数密切相关。

对于给定的粒子及其能量，目标材料的吸收截面可以通过质量吸收系数使用以下公式计算得出

在哪里：

• μ / ρ {\displaystyle \mu /\rho } 是质量吸收系数
• m a {\displaystyle m_{\text{a}}} 是以 g/mol 为单位的摩尔质量
• N A {\displaystyle N_{\text{A}}} 是阿伏加德罗常数
• α {\displaystyle \alpha } 是吸收系数
• n {\displaystyle n} 是原子序数密度