主な違い – 減衰 vs 吸収
物理学、放射線治療、電気通信、電気工学などで波や信号を扱う際に特に重要な用語である「減衰」に対し、「吸収」は物理、化学、生物、数学、工学、医学、経済など様々な分野で使用される用語です。
この2つの概念は、場合によっては関連性があるにもかかわらず、それぞれ異なる具体的な意味を持っています。
ここでは、減衰と吸収の違いについて詳しく説明します。
物理学における減衰と吸収の主な違いは、減衰は物質中を伝搬する信号または波束の強度が徐々に減少することであり、吸収は光子のエネルギーが物質によって取り込まれることです。
この記事では、以下の内容を扱います。
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減衰とは何か？
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吸収とは何か？
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減衰と吸収の違いとは？
減衰とは
物理学・工学の分野では、物質中を伝搬する信号（波束）の強度が徐々に減少することを減衰と呼びます。
減衰は、媒質中を伝搬するあらゆる種類の波や信号が経験する一般的な現象です。
例えば、音響波は水によって、X線は鉛によって減衰し、地震波は地球を伝搬する際に減衰します。
通常、減衰は媒質中の経路長の指数関数となります。
つまり、ある媒質を通過する波の減衰の程度は、その経路長に依存します。
また、波やビームの減衰は、波の周波数と波が伝搬する媒質に依存します。
減衰の測定単位は、dB/m、dB/cm、dB/km（単位経路長あたりのデシベル）です。
電磁波の減衰の程度は、電磁波が伝搬する媒質によって決まります。
例えば、ある電磁波が水とプラズマを通過するときの減衰の程度は大きく異なる。
電磁波の減衰は、光子の吸収と散乱の両方によって起こる。
電磁波の物質への吸収は、電磁波と物質との間で起こるいくつかの種類の相互作用（光電効果、コンプトン効果、対生成）の結果です。
減衰は、信号の有効範囲を制限するため、電気通信において非常に重要な要素です。
光ファイバーでは、媒体を通過する信号の減衰を一般に伝送損失と呼びます。
光ファイバーは、他の通信技術に比べて減衰が著しく小さいため、長距離通信に広く使用されています。
ある媒質における超音波の減衰は、媒質を伝わる超音波の振幅の減少であり、媒質、経路長、超音波の周波数に依存します。
減衰の程度が画像の品質を決定します。
したがって、超音波の減衰は、超音波イメージングにおいて非常に重要な要素です。
吸収とは
吸収（Absorption）という用語は、さまざまな分野で異なる意味で使われています。
電磁気学では、電磁波のエネルギーが物質によって吸収されることを一般に「吸収」と呼びます。
このとき、吸収されたエネルギーは媒質の熱として、あるいは媒質の原子や分子の振動や回転エネルギーなど別の形で現れる。
EM波の吸収は、EM波の周波数、媒質、経路長、吸収媒質の濃度など、いくつかの要因に依存する。
光波は、完全に透明な物質中を振幅を減少させることなく伝搬することができる。
実際、透明なガラスは、比較的低い振幅の減少で光波を通過させることができる。
しかし、不透明度の高い媒質を通過する光波は、そのエネルギーの総量を失い、やがて消滅してしまう。
音響物理学では、物質媒体による音波の吸収を一般に「吸収」と呼んでいる。
音波の吸収は、特に防音の分野でよく研究されている。
通常、柔らかく柔軟性のある多孔質材料は優れた吸音材であるのに対し、硬く重い材料は音波を反射する。
吸収された音のエネルギーは、主に吸収媒体の熱に変換される。
In chemistry, absorption is mainly used to refer the absorption of particles by solid or liquid mediums. For instance, the absorption of carbon dioxide by calcium hydroxide is an absorption of gas molecules by a liquid medium.
減衰と吸収の違い
定義
減衰。
物質媒質中を伝搬する信号や波束の強度が徐々に減少すること。
吸収。
吸収という用語は、研究分野によって異なる定義がなされている。
例えば、電磁気学では、光子のエネルギーが物質に取り込まれることを吸収という。
一方、化学では、液体または固体による粒子の吸収を一般に吸収という。
アプリケーション
減衰。
減衰の概念は、放射線治療、超音波画像診断、通信などに利用されている。
吸収。
吸収の概念は、防音、吸収分光学などで使用される。
“Micrwavattrp. “By. ダントツ想定（著作権主張に基づく）。
– 自作想定（著作権の主張に基づいて）。
“吸収または発光分光法 “By Mysterioso – 自作 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
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