L’assorbimento differenziale è un fenomeno in cui una sostanza con componenti misti assorbe e riflette la radiazione a velocità diverse a causa della diversa composizione dei componenti. Un classico esempio di ciò può essere visto nell’imaging a raggi X, in cui un medico può scattare una foto dell’interno del corpo di un paziente irradiando il paziente per esporre la pellicola. Le strutture del corpo sono visibili sulla pellicola perché assorbono i raggi X in misura diversa; l’osso, ad esempio, assorbe molti raggi X e quindi la pellicola non viene esposta per mostrare le ossa del paziente.
L’imaging medico non è l’unico campo in cui l’assorbimento differenziale è utile. Può anche essere utile per attività come la misurazione delle concentrazioni di gas atmosferici, lo studio di eventi remoti nello spazio e l’analisi del suolo e delle formazioni rocciose. In tutti questi casi, le persone si affidano al fatto che i materiali assorbono e riflettono le radiazioni a velocità diverse per raccogliere dati.
Il tecnico può regolare la chiarezza e la qualità dell’immagine utilizzando diversi tipi di radiazioni o alterando l’intensità. Nell’imaging medico, le persone devono trovare un equilibrio tra ottenere una buona immagine e mettere in pericolo il paziente. Nell’imaging a raggi X, ad esempio, è possibile ottenere una risoluzione più elevata, ma ciò esporrebbe il paziente a livelli di radiazioni inaccettabilmente elevati. I ricercatori scientifici che sfruttano l’assorbimento differenziale devono considerare anche gli effetti della radiazione sull’esperimento.
In fisica, gli scienziati utilizzano l’assorbimento differenziale con tecniche come il rilevamento e la distanza della luce (LIDAR) per saperne di più sulla composizione dell’atmosfera. Ciò comporta l’emissione di impulsi di luce in un’area di interesse e la lettura della luce riflessa al suo ritorno. Alcuni dei gas nell’atmosfera assorbiranno la luce mentre altri la rifletteranno e la quantità di dispersione che si verifica può dire ai ricercatori quali gas sono presenti. Possono confrontare i dati di altri siti per studiare argomenti come lo strato di ozono, la meteorologia e gli effetti dell’inquinamento sull’atmosfera.
Nelle scienze del suolo e nella geologia, l’assorbimento differenziale può essere un modo utile per raccogliere dati su ciò che sta accadendo sotto la superficie della terra o dell’oceano. Gli archeologi usano anche questa tecnica per studiare i siti sepolti. Più comunemente, ciò comporta l’uso di un dispositivo che emette onde sonore. Il dispositivo passa sulla superficie e le onde sonore riflesse dicono ai tecnici cosa c’è sotto, poiché cose come formazioni rocciose, relitti o edifici sepolti rifletteranno le onde sonore a velocità diverse rispetto al suolo. Diversi tipi di terreno avranno anche diversi modelli di riflessione.