2) поглощение, рассеяние, отражение, эмиссия (вторичное испускание) (+)
3) пропускание, поглощение, преломление, отражение
4) полное внутреннее отражение, пропускание, преломление, рассеяние
При взаимодействии электромагнитного излучения с веществом энергия фотонов может переходить во внутреннюю энергию вещества, изменять направление распространения или вновь выделяться в виде излучения. К основным физическим процессам относят поглощение, рассеяние, отражение и вторичное испускание. Поглощение связано с возбуждением или ионизацией атомов и молекул, а также с последующим превращением энергии излучения в тепловую или химическую; количественно оно лежит в основе спектрофотометрии и закона Бугера—Ламберта—Бера.
Рассеяние изменяет направление распространения света вследствие взаимодействия с неоднородностями среды, частицами или молекулами; оно используется, например, в нефелометрии и турбидиметрии для оценки мутности и концентрации взвешенных частиц. Отражение возникает преимущественно на границе сред с различными оптическими свойствами и бывает зеркальным или диффузным. Вторичное испускание — это образование нового фотона при переходе возбужденной частицы в состояние с меньшей энергией; к его проявлениям относят флуоресценцию, фосфоресценцию и тепловое излучение.
| Физический эффект | Механизм | Практическое проявление |
|---|---|---|
| Поглощение | Переход энергии фотона к атомам или молекулам с их возбуждением, ионизацией либо нагреванием | Ослабление интенсивности пучка; измерение оптической плотности и концентрации вещества по закону Бугера—Ламберта—Бера |
| Рассеяние | Изменение направления распространения излучения на молекулах, частицах и неоднородностях среды | Нефелометрия, турбидиметрия, оценка мутности воздуха, воды, биологических и иных проб |
| Отражение | Возврат части излучения от поверхности или границы сред с различными показателями преломления | Формирование зеркального либо диффузного отражения; используется в рефлектометрии и оптическом контроле поверхностей |
| Вторичное испускание | Излучение фотона возбужденным атомом или молекулой при переходе на более низкий энергетический уровень | Флуориметрия, люминесцентный анализ, регистрация флуоресценции и фосфоресценции |
| Пропускание и преломление | Результат прохождения излучения через среду с изменением скорости и, при переходе между средами, направления | Характеризуют распространение света, но в данной классификации не являются самостоятельными основными эффектами взаимодействия |
Именно поэтому пропускание, преломление и полное внутреннее отражение не заменяют базовую четверку эффектов: они описывают главным образом геометрию распространения излучения. В реальном образце несколько процессов обычно протекают одновременно, а регистрируемый сигнал определяется их суммарным вкладом. Выбор метода анализа зависит от доминирующего эффекта: поглощение определяет спектрофотометрию, рассеяние — нефелометрию и турбидиметрию, а вторичное испускание — флуоресцентные методы.