L’absorption différentielle est un phénomène où une substance avec des composants mélangés absorbera et réfléchira le rayonnement à des vitesses différentes en raison de la composition différente des composants. Un exemple classique de ceci peut être vu dans l’imagerie par rayons X, où un médecin peut prendre une photo de l’intérieur du corps d’un patient en irradiant le patient pour exposer un film. Les structures du corps sont visibles sur le film car elles absorbent les rayons X à des degrés divers ; l’os, par exemple, absorbe beaucoup de rayons X et le film n’est donc pas exposé pour montrer les os du patient.
L’imagerie médicale n’est pas le seul domaine où l’absorption différentielle est utile. Il peut également être utile pour des activités telles que la mesure des concentrations de gaz atmosphériques, l’étude d’événements éloignés dans l’espace et l’analyse des formations de sol et de roche. Dans tous ces cas, les gens se fient au fait que les matériaux absorbent et réfléchissent le rayonnement à des vitesses différentes pour recueillir des données.
Le technicien peut ajuster la clarté et la qualité de l’image en utilisant différents types de rayonnement ou en modifiant l’intensité. En imagerie médicale, les gens doivent trouver un équilibre entre obtenir une bonne image et mettre le patient en danger. En imagerie par rayons X, par exemple, il est possible d’obtenir une résolution plus élevée, mais cela exposerait le patient à des niveaux de rayonnement inacceptablement élevés. Les chercheurs scientifiques profitant de l’absorption différentielle doivent également considérer les effets du rayonnement sur l’expérience.
En physique, les scientifiques utilisent l’absorption différentielle avec des techniques telles que la détection et la télémétrie de la lumière (LIDAR) pour en savoir plus sur la composition de l’atmosphère. Cela implique de projeter des impulsions lumineuses dans une zone d’intérêt et de lire la lumière réfléchie à son retour. Certains des gaz dans l’atmosphère absorberont la lumière tandis que d’autres la refléteront, et la quantité de diffusion qui se produit peut indiquer aux chercheurs quels gaz sont présents. Ils peuvent comparer les données d’autres sites pour étudier des sujets tels que la couche d’ozone, la météorologie et les effets de la pollution sur l’atmosphère.
En sciences du sol et en géologie, l’absorption différentielle peut être un moyen utile de collecter des données sur ce qui se passe sous la surface de la terre ou de l’océan. Les archéologues utilisent également cette technique pour étudier les sites enfouis. Le plus souvent, cela implique l’utilisation d’un appareil qui émet des ondes sonores. L’appareil passe au-dessus de la surface et les ondes sonores réfléchies indiquent aux techniciens ce qui se trouve en dessous, car des éléments tels que des formations rocheuses, des épaves de navires ou des bâtiments enfouis réfléchiront les ondes sonores à des taux différents de ceux du sol. Différents types de sol auront également différents modèles de réflexion.