Спектр поглощения – зависимость интенсивности поглощённого веществом излучения от частоты. Он связан с энергетическим переходами в веществе. Спектр поглощения характеризуется, так называемым коэффициентом поглощения, который зависит от частоты и определяется как обратная величина к расстоянию, на котором интенсивность прошедшего потока излучения снижается в e раз. Для различных материалов коэффициент поглощения и его зависимость от длины волны различны.

Исторически первые наблюдения линейчатых оптических спектров поглощения в спектре Солнца проделал в 1802 году Волластон, но не придал открытию значения, поэтому эти линии были названы «фраунгоферовыми» в честь другого учёного Фраунгофера, который детально изучил их в 1814—1815 гг.

В твердой, жидкой, газообразной фазах, а также в плазме можно наблюдать спектры поглощения, принадлежащие атомам и ионам. В газах и плазме это линейчатые спектры, хотя в ряде случаев имеет место поглощение в широкой спектральной области (за границами серий, в плотной плазме, а также как следствие сильного уширения спектральных линий). В твердом теле и жидкостях спектры поглощения обычно состоит из достаточно широких полос.

Спектр поглощения, то есть темные линии или полосы на ярком фоне сплошного спектра источника, наблюдается если убыль светового потока за счет поглощения больше вклада спонтанного и индуцированного излучения исследуемого объекта. Если доминирующим является излучение объекта, то наблюдается спектр испускания, то есть, яркие полосы и линии на темном фоне сплошного спектра. При точном балансе поглощенной и излученной энергии наступает так называемый момент обращения, когда полосы и линии исчезают на фоне сплошного спектра источника. При этом яркостная температура источника сплошного спектра равна эффективной температуре возбуждения излучаемых объектом полос, линий или сплошного спектра. Эффективная температура возбуждения T_э определяется по отношению заселенностей верхнего N₁ и нижнего N₂ уровней соответствующего перехода

Здесь g₁ и g₂ статистические веса уровней, v — частота излучения. Нередко для исследования поглощения вместо источника сплошного спектра используют источник линейчатого спектра обычно того же атомного состава, что и поглощающий газ, но испускающий более яркие и узкие линии. Этот метод позволяет определять характеристики линии поглощения, соответствующие ее центру. В ряде случаев он имеет преимущества перед обычным и широко применяется для атомно-абсорбционного анализа. При интерпретации спектров поглощения следует оценивать вклад излучения поглощающего слоя и ,если это необходимо, учитывать его. Такие случаи обычно встречаются, когда яркостная температура источника излучения лишь незначительно превышает эффективную температуру возбуждения. Ситуация здесь аналогична возникающей при интерпретации спектров испускания — в этом случае обязате¬лен учет поглощения излучающего объема.

Существует несколько способов, позволяющих практически полностью исключить влияние собственного свечения объекта на результаты исследовании поглощения. Они сводятся в конечном счете к тому, что приемное устройство делают нечувствительным к собственному излучению поглощающего объекта. В одном из способов излучение просвечивающего источника модулируют с определенной частотой. На ту же частоту настраивают узкополосный усилитель фототока приемника излучения. Это позволяет практически полностью избавиться от помех со стороны смодулированного излучения поглощающего объекта. Подобного рода схемы широко применяются в атомно-абсорбционном анализе.

Природа рентгеновых и оптических спектров испускания, достаточно сходна. Возникновение же рентгеновых и оптических спектров поглощения имеет существенные различия. Атомный оптический спектр поглощения возникает при переходах наиболее внешнего (валентного) электрона с нормального на возбужденные уровни.

Где v_NM частота поглощаемого света, E_M – энергия начального состояния, E_N- энергия конечного. Например, при прохождении пучка света через одноатомные пары натрия поглощается свет тех частот, которые вызывают переходы с нормального уровня натрия 3s²S_1/2 на возбужденные уровни np²P_j. Таким образом, здесь линии поглощения совпадают с линиями испускания главной серии натрия. Они образуют характерный ряд линий, сбегающихся к пределу серии, положение которого определяется численным значением терма 3s²S_1/2. Свет частоты большей, чем частота, соответствующая пределу серии, вызовет вырывание электрона за пределы атома, то есть процесс фотоионизации. Так как скорости электрона вне атома могут иметь любое значение, то процессу фотоионизации отвечает сплошная область поглощения, лежащая за пределом серии (заштрихованная область на рис.2 ). Интенсивность сплошного спектра спадает по мере удаления от предела серии. Аналогичные характерные обстоятельства сказываются и в спектрах поглощения других атомов.

Рентгеновское излучение вырывает электрон с какой-либо оболочки за пределы атома, то есть производит процесс ионизации. Поэтому рентгеновский спектр поглощения должен быть аналогичен сплошному поглощению в оптической области, лежащему за пределом серии. Опыт подтверждает этот вывод.
Рентгеновские спектры поглощения представляют собой ряд полос с резкими краями со стороны больших длин волн (малых частот) и размытых в сторону малых длин волн (больших частот).

Спектры поглощения являются объектом исследования во многих спектроскопических работах. Сюда относится атомно-абсорбционный спектральный анализ и работы по измерению сил осцилляторов спектральных линий. Исследование спектров поглощения позволяет получить важные сведения о процессах, происходящих в поглощающем слое,— о концентрациях поглощающих частиц, температуре, характере и числе столкновений атомов и ионов, скорости коллективных движений частиц. Линии поглощения используются и для метрологических целей. Следует упомянуть о многочисленных исследованиях спектров поглощения космических объектов —атмосферы звезд и Солнца, межзвездной среды и земной атмосферы.
С помощью спектров поглощения можно определить по краю оптического поглощения ширину запрещённой зоны полупроводника. В полупроводниках можно наблюдать следующие типы поглощения света, которые играют наиболее важную роль в исследовании свойств твёрдого тела (его зонной структуры и плотности состояний) и квазичастиц: оптические переходы зона-зона; оптические переходы зона-примесь; оптические переходы между примесями; поглощение на свободных носителях (для металлов это тоже верно); экситонные линии поглощения; поглощение с привлечением фононов и других квазичастиц.
 

Свет от лазера 1 разделяется на два пучка с помощью системы зеркал 2 и 3. Один из пучков рассеивается матовым стеклом 4 и, пройдя через объект 5 попадает на фотопластинку 6. Здесь он встречается с другим пучком 7 и интерферируя с ним, образует на фотопластинке сложный интерференционный узор. Проявленная пластинка с зарегистрированной на ней интерференционной структурой называется голограммой. Ее помещают в исходное места и освещают пучком 7, при этом восстанавливается световая волна, выходившая из объекта при получении голограммы. Поскольку некогерентное излучение самого объекта не принимало участия в образовании интерференционного узора на голограмме, то соответствующая часть световой волны не восстановится. Метод позволяет измерить поглощение света только для тех длин волн,
для которых можно получить достаточно монохроматичное и сильное лазерное излучение. Кроме того, для регистрации голограмм должны быть подходящие материалы.