Extinktion (Optik)

Mit zunehmenderWassertiefewird Licht unterschiedlicher Wellenlänge (Durchdringtiefe)absorbiert.

In derOptikist dieExtinktion$E$oderoptische Dichte$OD$diewahrnehmungsgerechtlogarithmischformulierteOpazität$O$und damit ein Maß für die Abschwächung einerStrahlung(z. B.Licht) nach Durchqueren einesMediums.Sie ist abhängig von derWellenlänge$\lambda$der Strahlung.

Definition

Mit$I_{0}$als einfallender Strahlung und$I$als austretender Strahlung beschreibt die Extinktion als logarithmische Größe denKehrwertdesTransmissionsgrades$\tau$:

${\begin{aligned}E_{\lambda }=&\;\log _{10}{\frac {I_{0}}{I}}&=\;\log _{10}{\frac {1}{\tau _{\lambda }}}&=\log _{10}{O_{\lambda }}\\=&-\log _{10}{\frac {I}{I_{0}}}&=-\log _{10}{\tau _{\lambda }}\end{aligned}}$

Anwendung

Vor allem in derPhysikfindet sich auch die Definition der Extinktion über dennatürlichen Logarithmus.In derAstronomiewird dieExtinktioninGrößenklassenangegeben. Die physikalische GrößeDiabatieberücksichtigt die exponentielle Zunahme der Extinktion mit der Schichtdicke des durchstrahlten Stoffes durch Bildung eines weiteren Logarithmus.

An der Abschwächung, gemessen mit einemSpektralphotometer,sind im Allgemeinen die ProzesseAbsorption,Streuung,BeugungundReflexionbeteiligt. In analytischen Anwendungen, sieheLambert-Beersches Gesetz,sind Streuung und Beugung oft unbedeutend und die Reflexionsverluste werden durch Leer- oder paralleleMessungin$I_{0}$berücksichtigt. Dann wird statt von Extinktion von (dekadischer) Absorbanz (englischabsorbance), Absorptivität oder von dekadischem Absorptionsmaß (normgerechte Bezeichnung) gesprochen.Als Kritik ist anzuführen, dass durch die Reduktion auf die Intensität die Welleneigenschaften des Lichts nicht berücksichtigt werden. Deshalb ist die Extinktion im Allgemeinen nichtlinear von der Weglänge und der Konzentration abhängig.

Die auf die Weglänge bezogene,stoffspezifischeStärke der Abschwächung wird angegeben mit demExtinktionskoeffizientenund demAbsorptionskoeffizienten.Berücksichtigt man die Wellennatur des Lichts, so ergibt sich, dass die Koeffizienten nicht stoffspezifisch sind, sondern von Randbedingungen wie umgebendes Medium, Form und Heterogenität des Materials usw. abhängig sind.

Extinktion von Lösungen

Die Extinktion von Lösungen wird als optische Dichte (Abkürzung OD) bezeichnet. Wird ein spezifischer Stoff untersucht, kann dessen Konzentration in der Lösung anhand seines Extinktionskoeffizienten ermittelt werden. OD-Messungen werden im Allgemeinen zur Konzentrationsbestimmung von DNA-Lösungen, Proteinlösungen sowie zur Kontrolle der Zelldichte in Suspensionskulturen verwendet.Beispielsweise haben Ribonukleinsäure-Lösungen ihre maximale Extinktion bei 260 mμ (der Dhére-Bande).