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Der '''photoakustische Effekt''' (PAE), auch ''optoakustischer Effekt'' genannt, ist ein physikalischer Effekt, den sich die [[Optoakustik]] zunutze macht. Er beschreibt die Umwandlung von Lichtenergie in | Der '''photoakustische Effekt''' (PAE), auch ''optoakustischer Effekt'' genannt, ist ein physikalischer Effekt, den sich die [[Optoakustik]] zunutze macht. Er beschreibt die Umwandlung von [[Lichtleistung|Lichtenergie]] in akustische Energie ([[Schall]]). | ||
Erstmals beschrieben wurde der photoakustische Effekt 1880 von [[Alexander Graham Bell]].<ref>{{Literatur |Autor=A. G Bell |Titel=On the production and reproduction of sound by light |Sammelwerk=Am. J. Sci |Band=20 |Nummer=118 |Datum=1880 |Seiten=305–324}}</ref> Bereits kurz danach veröffentlichten auch andere namhafte Wissenschaftler wie [[John William Strutt, 3. Baron Rayleigh|Rayleigh]]<ref>{{Literatur |Autor=Lord Rayleigh |Titel=The Photophone |Sammelwerk=Nature |Band=23 |Datum=1881 |Seiten=274–275 |DOI=10.1038/023274a0}}</ref>, [[Wilhelm Conrad Röntgen]]<ref>{{Literatur |Autor=W. C. Roentgen |Titel=On tones produced by the intermittent irradiation of a gas |Sammelwerk=Philosophical Magazine Series 5 |Band=11 |Nummer=68 |Datum=1881 |Seiten=308–311}}</ref> und [[John Tyndall]]<ref>{{Literatur |Autor=John Tyndall |Titel=Action of an Intermittent Beam of Radiant Heat upon Gaseous Matter |Sammelwerk=Proceedings of the Royal Society of London |Band=31 |Datum=1880 |Seiten=307–317 |JSTOR=114062}}</ref> Arbeiten zu diesem Effekt.<ref>{{Literatur |Autor=Markus W. Sigrist |Titel=Air monitoring by spectroscopic techniques |Verlag=Wiley-IEEE |Datum=1994 |ISBN=978-0-471-55875-0 |Seiten=163}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Darryl Almond, Pravin Patel |Titel=Photothermal science and techniques |Verlag=Springer |Datum=1996 |ISBN=978-0-412-57880-9 |Seiten=4}}</ref> | Erstmals beschrieben wurde der photoakustische Effekt 1880 von [[Alexander Graham Bell]].<ref>{{Literatur |Autor=A. G Bell |Titel=On the production and reproduction of sound by light |Sammelwerk=Am. J. Sci |Band=20 |Nummer=118 |Datum=1880 |Seiten=305–324}}</ref> Bereits kurz danach veröffentlichten auch andere namhafte Wissenschaftler wie [[John William Strutt, 3. Baron Rayleigh|Rayleigh]]<ref>{{Literatur |Autor=Lord Rayleigh |Titel=The Photophone |Sammelwerk=Nature |Band=23 |Datum=1881 |Seiten=274–275 |DOI=10.1038/023274a0}}</ref>, [[Wilhelm Conrad Röntgen]]<ref>{{Literatur |Autor=W. C. Roentgen |Titel=On tones produced by the intermittent irradiation of a gas |Sammelwerk=Philosophical Magazine Series 5 |Band=11 |Nummer=68 |Datum=1881 |Seiten=308–311}}</ref> und [[John Tyndall]]<ref>{{Literatur |Autor=John Tyndall |Titel=Action of an Intermittent Beam of Radiant Heat upon Gaseous Matter |Sammelwerk=Proceedings of the Royal Society of London |Band=31 |Datum=1880 |Seiten=307–317 |JSTOR=114062}}</ref> Arbeiten zu diesem Effekt.<ref>{{Literatur |Autor=Markus W. Sigrist |Titel=Air monitoring by spectroscopic techniques |Verlag=Wiley-IEEE |Datum=1994 |ISBN=978-0-471-55875-0 |Seiten=163}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Darryl Almond, Pravin Patel |Titel=Photothermal science and techniques |Verlag=Springer |Datum=1996 |ISBN=978-0-412-57880-9 |Seiten=4}}</ref> | ||
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Der photoakustische Effekt wird unter anderem bei der [[Photoakustische Spektroskopie|photoakustischen Spektroskopie]] und der [[Photoakustische | Der photoakustische Effekt wird unter anderem bei der [[Photoakustische Spektroskopie|photoakustischen Spektroskopie]] und der [[Photoakustische Tomografie|photoakustischen Tomografie]] zur Untersuchung von [[Gas]]en, [[Festkörper]]n und [[Gewebe (Biologie)|Geweben]] eingesetzt. | ||
== Siehe auch == | == Siehe auch == | ||
Der photoakustische Effekt (PAE), auch optoakustischer Effekt genannt, ist ein physikalischer Effekt, den sich die Optoakustik zunutze macht. Er beschreibt die Umwandlung von Lichtenergie in akustische Energie (Schall). Erstmals beschrieben wurde der photoakustische Effekt 1880 von Alexander Graham Bell.[1] Bereits kurz danach veröffentlichten auch andere namhafte Wissenschaftler wie Rayleigh[2], Wilhelm Conrad Röntgen[3] und John Tyndall[4] Arbeiten zu diesem Effekt.[5][6]
Wird ein Ausbreitungsmedium mit Licht bestrahlt, so wird ein Teil der Lichtenergie von dem Medium aufgenommen (absorbiert) und in Wärmeenergie umgewandelt. Durch die Wärmeleitung verteilt sich die Energie nach endlicher Zeit im Medium und es stellt sich eine minimal erhöhte Temperatur im Medium ein (Wärmeverluste durch Wärmestrahlung usw. werden zur Vereinfachung nicht betrachtet). Durch die Wärmezufuhr kommt es unter anderem zur Volumenvergrößerung bzw. zur Dichteabnahme.
Wird das Medium mit einer Folge von Lichtblitzen bestrahlt, kommt es zu einer periodischen Erwärmung und „Abkühlung“. Dieser ständige Wechsel von Volumenausdehnung und -verringerung stellt eine Schallquelle dar. Das kann Körperschall im Festkörper oder normaler Schall im Gas sein.
Der photoakustische Effekt wird unter anderem bei der photoakustischen Spektroskopie und der photoakustischen Tomografie zur Untersuchung von Gasen, Festkörpern und Geweben eingesetzt.