吸光度・透過率

吸光度と透過率は、分光学や分析化学において非常に重要な概念である。吸光度は、与えられた試料が吸収する光の量として決定することができます。透過率とは、試料を通過する光の量と考えることができます。この2つの概念は、分析化学、分光学、定量・定性分析、物理学、その他様々な分野で非常に重要である。これらの分野で活躍するためには、吸光度や透過率の概念を正しく理解することが不可欠です。今回は、吸光度と透過率とは何か、その定義、吸光度と透過率の応用、両者の類似性、吸光度と透過率の関連性、最後に吸光度と透過率の違いについて説明します。

吸光度とは何ですか？

吸光度の概念を理解するためには、まず吸収分光法を理解する必要がある。原子は、陽子と中性子からなる原子核と、原子核の周りを回る電子から構成されています。電子の軌道は、電子のエネルギーに依存する。電子のエネルギーが高いほど、原子核から遠くなる。量子論を使って、電子はどのエネルギーレベルにも入ることができないことを示すことができる。電子のエネルギーは不連続である。原子試料がある領域で連続スペクトルを持つとき、原子中の電子は特定のエネルギーを吸収している。電磁波のエネルギーも量子化されているので、電子に吸収される光子は特定のエネルギーを持っていると言える。光が物質を通過した後のスペクトルでは、あるエネルギーが欠落しているように見える。これらのエネルギーは、原子に吸収される光子である。

吸光度は、入射光の強度をI0、試料を透過した光の強度をIとすると、Log10 (I0/I) で定義されます。光は単色で、指定された波長に設定されています。この方法は、分光光度計で使用されています。吸光度は試料の濃度と試料の長さに依存します。

Beer-Lambertの法則により、I0/I値が0.2～0.7であれば、溶液の吸光度は濃度に直線的に比例することが分かっています。これは、定量分析に用いられる分光法において、非常に有効な法則である。

化学以外の分野で吸光度を定義する場合は、対数（I0/I）で定義されます。

光透過率とは？

透過率は吸光度の反対で、試料の透過率を測定します。実用的な分光法の多くでは、測定値は透過率強度です。

透過率強度を光源強度で割ることにより、試料の透過率を求めることができます。

• 透過率は直接測定できる量ですが、吸光度は透過率の測定値を用いて計算する必要があります。

• 透過率は試料を通過する光の量を、吸光度は試料に吸収される光の量を表します。