Absorptionsbande

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Eine Absorptionsbande ist ein Wellenlängenintervall, in dem die elektromagnetische Strahlung, z. B. Sonnenstrahlung, durch chemische Substanzen (z. B. atmosphärische Gase wie Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Ozon, Methan …), auf dem Weg zum Empfänger selektiv absorbiert („aufgesaugt“, „geschluckt“) wird. Das ursprünglich kontinuierliche Spektrum der Strahlungsquelle kommt beim Empfänger nun mit dunklen Lücken, den so genannten Absorptionsbanden an. Bestimmte Intervalle des gesamten von der Strahlungsquelle ausgesendeten Wellenlängenbereichs sind nun nicht mehr vorhanden. Das so erhaltene Abbild des Spektrums wird Bandenspektrum genannt.

Eine besondere Bedeutung haben die Absorptionsbanden für die Meteorologie und die Luftchemie. Die Atmosphäre der Erde, die Luft, ist ein Gasgemisch, in dem Substanzen mit den verschiedensten Absorptionseigenschaften vorkommen, weshalb die von der Sonne ausgesandte Strahlung an der Erdoberfläche nicht vollständig ankommt, sondern immer nur bestimmte Wellenlängenintervalle, die nicht auf ihrem Weg durch die Atmosphäre von den verschiedenen Gasmolekülen der Luft absorbiert worden sind. Für diese Wellenlängenbereiche ist die Atmosphäre also durchlässig, weshalb man hier auch von einem so genannten „Atmosphärischen Fenster“ spricht.

Eine Absorptionsbande besteht aus einer größeren Anzahl von einzelnen (singulären) dicht nebeneinanderliegenden Absorptionslinien. Sie entstehen infolge der Kopplung von elektrischer Schwingungs- und Rotations-Anregung in Molekülen, so dass keine einzelne Energiedifferenz absorbiert wird, sondern ein ganzes Spektrum von Energiewerten (das Absorptionsspektrum), je nach Anregung der Moleküle. Bei bestimmten Stoffen und Zuständen kann die Absorptionsbande bei entsprechender Auflösung in einzelne Absorptionslinien aufgespalten werden, was Aussagen über den Anregungs/Schwingungszustand des entsprechenden Stoffes zulässt. Man spricht dabei von der Feinstruktur der Absorptionsbande. Dabei absorbieren die verschiedenen Moleküle jeweils nur in einem für sie spezifischen Wellenlängenintervall.

Absorptionsbanden innerhalb des Sonnenspektrums (Fraunhoferlinien)