Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 212

Abb. 4.59 Berechneter
idealer Transmissionskoef-
fizient τ (ohne Absorption
µ = 0) als Funktion des
Eintrittswinkels θ 1 für eine
unterschiedliche Anzahl
N parallel angeordneter
Scheiben für die Paarung
Luft ( n 1 = 1) und Quarzglas
( n 2 = 1.526)
zentration der absorbierenden Substanz im transparenten Medium c k und dem molaren,
wellenlängenabhängigen Extinktionskoeffizienten ε λ aller im transparenten Körper ent-
haltenen Elemente ab. Damit ist der Extinktionskoeffizient eine Funktion beider Größen
und es gilt für µ = f ( c k , ε λ ).
Im Gegensatz zur Farbdispersion bei der Brechung ist die Abhängigkeit ε λ von der
Wellenlänge nicht durch ein physikalisches Gesetz beschreibbar. Die Abhängigkeit von
λ wird durch die molekularen Eigenschaften der absorbierenden Substanz bestimmt. Far-
bige Substanzen zeigen meist auf der Skala der Wellenlängen ein oder mehrere definierte
Absorptionsmaxima. Andere Farbstoffe zeigen eine mit der Wellenlänge im sichtbaren
Bereich kontinuierlich zunehmende oder abnehmende Extinktion. Diese Eigenschaften
basieren auf der Molekülstruktur (insbesondere der Elektronenkonfigurationen in den
Molekülen). Dies wird in der chemischen Analytik genutzt, worin viele Substanzen auf-
grund ihrer spezifischen spektralen Extinktionsverläufe direkt identifiziert und quantita-
tiv gemessen werden können, wie beispielsweise Chlorophyll und Hämoglobin. Farblose
Substanzen werden einer speziellen Nachweisreaktion ausgesetzt, die zu einer Farbstoff-
bildung führen, womit der qualitative und quantitative Nachweis der betreffenden Subs-
tanz möglich ist. Eine Nutzung erfolgt hier in der Wasseranalytik zur Bestimmungen von
Nitrit, Nitrat, Ammonium und Phosphat. Jeder der Nachweise wird bei der Wellenlänge
der maximalen spezifischen Extinktion geführt, da hierbei die größte Messempfindlich-
keit erzielbar ist.
Zur Quantifizierung der Abschwächung soll zunächst die Abb. 4.60 betrachtet werden.
Dort trifft ein Strahl der Intensität i 0 unter einem Eintrittswinkel θ 1 auf eine Glasschei-
be. Unter Annahme eines homogenen isotropen transparenten Körpers mit konstantem
Extinktionskoeffizienten µ kann die Gl. (4.196) über die Scheibendicke d integriert werden