Absorptionskoeffizient, eine Maßzahl für die Stärke der Absorption. Der spektrale A. a(λ) (mit λ als Vakuumwellenlänge) beschreibt das durch Absorption in einem Medium verursachte Abklingen der spektralen Strahlungsleistung Φ_eλ eines quasiparallelen Strahlenbündels mit zunehmender Eindringtiefe x (in Strahlrichtung). Für die Änderung von Φ_eλ längs eines Wegelementes dx gilt dΦ_eλ(x)=-a_n(λ)Φ_eλ(x)dx, woraus durch Integration das Lambertsche Gesetz Φ_eλ(x)= Φ_eλ(0)exp{-a_n(λ)x} folgt. Dabei ist unter Φ_eλ(0) die spektrale Strahlungsleistung unmittelbar nach Durchdringen der Grenzfläche zu verstehen. Der hier auftretende wellenlängenabhängige Koeffizient wird spektraler natürlicher A. genannt. Die Einheit ist m^-1. Wenn in einem schichtförmigen Medium keine merkliche Streuung stattfindet, ergibt er sich nach dem Lambertschen Gesetz zu a_n(λ)=d^-1 ln[Φ_eλ(0)/Φ_eλ(d)], wobei d den von der Strahlung in der Schicht zurückgelegten Weg und Φ_eλ(d) die spektrale Strahlungsleistung bei Erreichen der Austrittsfläche bezeichnen. Schreibt man in der vorstehenden Gleichung den dekadischen Logarithmus an Stelle des natürlichen, a(λ)=d^-1 lg[Φ_eλ(0)/Φ_eλ(d)], so erhält man den spektralen dekadischen A., der nach DIN einfach spektraler A. genannt wird. Zwischen a_n und a besteht der Zusammenhang a=a_n lg e≈0,4343 a_n.

Bei (nicht zu stark konzentrierten) Lösungen eines absorbierenden Materials in nichtabsorbierenden Lösungsmitteln ist der spektrale A. proportional zur Konzentration c des gelösten Stoffes, a(λ)=a_c(λ)c. Die für das absorbierende Material charakteristische Kenngröße a_c(λ) (die ebenso als "natürliche" Größe mit a_n an Stelle von a angegeben werden kann) heißt nach DIN (bezogener) spektraler molarer A. Der genannte Zusammenhang zwischen a(λ) und c wird nach A. Beer (1825 bis 1863) Beersches Gesetz genannt. Setzt man im Lambertschen Gesetz für a_n(λ) den Wert a_nc(λ)c ein, so ergibt sich das Lambert-Beersche Gesetz. Die Wellenlängenabhängigkeit des spektralen A. wird im Falle einer Absorptionslinie (Spektrallinie) durch eine Linienformfunktion g(λ) ausgedrückt, die gemäß der Relation

normiert ist. Man schreibt a_n(λ)=a₀g(λ), wobei a₀ der totale (über den Wellenlängenbereich der Linie integrierte) A. ist.

In der Metalloptik ist es üblich, einen komplexen Brechungsindex in der Form

einzuführen. Die für die Absorption charakteristische Größe Κ' wird häufig Absorptionsindex genannt. Der Imaginärteil Κ(λ)=nΚ'(λ) des komplexen Brechungsindexes wird nach DIN als spektrale Absorptionszahl bezeichnet. Diese Größe steht mit dem spektralen natürlichen A. a_n(λ) in dem Zusammenhang Κ(λ)=λa_n(λ)/(4π). Bezieht man den A. für einen bestimmten Absorptionsübergang auf ein absorbierendes Atom bzw. Molekül, so erhält man den Absorptionsquerschnitt. Der spektrale Absorptionsquerschnitt ist daher gegeben durch σ(λ)=a_n(λ)/n₁ und der totale durch σ₀=a₀/n₁, wobei n₁ die Dichte der im Grundzustand befindlichen Atome bzw. Moleküle bedeutet.

Der totale Absorptionsquerschnitt läßt sich durch den Einstein-Koeffizienten für spontane Emission ausdrücken.

Findet neben Absorption auch noch Streuung statt, so steht im Lambertschen Gesetz an Stelle von a_n(λ) der spektrale Schwächungskoeffizient (Bezeichnung nach DIN) μ(λ)=a_n(λ)+s(λ), wobei s(λ) den spektralen Streukoeffizienten bezeichnet.

Hinweis: In der Literatur, vor allem der älteren deutschen, werden die Termini A., Absorptionskonstante und -index in teilweise ganz unterschiedlicher Bedeutung verwendet!