흡수

음파, 전자기파 또는 그외 파동의 에너지는 진폭(파동 위의 한 점의 최대변위 또는 최대운동)의 제곱에 비례한다. 그리고 파동이 물체를 지나면서 그 진폭은 점점 감소한다. 만약에 에너지의 흡수가 거의 일어나지 않으면 매질은 그 특정 복사에 투명하다고 말하고, 모든 에너지를 잃어버리면 그 매질은 불투명하다고 말한다.

알려진 모든 투명물질은 어느 정도 흡수를 나타낸다. 예를 들면 바다의 표면은 햇빛에 투명한 것처럼 보이나 깊어지면 불투명해진다. 물질들은 선택적으로 흡수한다. 즉 특정한 파장의 빛을 흡수한다. 녹색 유리는 녹색 빛에는 투명하지만 파란색이나 붉은색에는 불투명하다. 경질 고무는 적외선과 X선에는 투명하지만 가시광선에는 불투명하다.

따라서 여러 파동들이 합쳐진 파동은 적당한 매질을 지나게 함으로써 원하지 않는 파장의 복사를 제거할 수 있다. 원반 모양의 색유리 같이 특정한 파장이나 파장대를 흡수하기 위해 특별히 선택하도록 만들어진 장치를 필터라고 한다. 복사선이 물질을 지날 때 물질의 특성과 두께에 따라 흡수가 일어난다. 주어진 두께의 균일한 물질은 많은 수의 똑같은 박층들로 이루어져 있다고 생각할 수 있다.

각 층은 그것에 도달하는 에너지의 일정한 비율을 흡수한다. 그림에 매질을 구성하는 연속적인 층들(d₁, d₂, d₃, d₄)을 통해 왼쪽에서 오른쪽으로 지나는 파속(波束)이 나타나 있다. 파속이 첫째 층 d₁을 지날 때 흡수율이 50％, 즉 1/2이면 초기의 에너지(E₀)는 E₀/2로 된다.

이 E₀/2는 d₂층을 지나면서 흡수되어 d₃층을 들어갈 때는 1/2(E₀/2)=E₀/4의 에너지가 된다. 마찬가지로 다른 연속적인 층들도 각각 받는 에너지의 1/2을 흡수한다.

따라서 주어진 파장의 복사에 대해서 무한소로 얇은 층은 파동의 에너지를 그 층의 두께에 비례하는 양만큼 감소시킨다. 주어진 파장의 파동이 어떤 층을 지날 때의 에너지 변화는 그 물질의 상수이며 흡수계수라고 한다.