Optinen paksuus

Väliaineen optinen paksuus ( optinen syvyys , optinen syvyys , τ ) on dimensioton suure, joka kuvaa väliaineen optisen säteilyn vaimenemista sen absorptiosta ja sironnasta johtuen .

Se on yksi astrofysiikan ja ilmakehän fysiikan tärkeimmistä käsitteistä.

Määritelmä

Optinen paksuus määritellään seuraavasti: $\tau$

\tau =\ln {\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}=-\ln {\left({\frac {I_{1}}{ I_{0}}}\right)}=-\ln T,

missä on väliaineeseen tulevan säteilyn intensiteetti;

I_0

I_1

on väliaineesta lähtevän säteilyn intensiteetti;

T

- ympäristön avoimuus .

Tai $I_{1}=I_{0}e^{-\tau }.$

Siksi homogeenisen absorboivan väliaineen optinen paksuus, jonka paksuus on, liittyy vaimennusindeksiin , joka perustuu Bouguer-Lambert-Beer-lakiin seuraavasti: $l$ $k$

I_{1}=I_{0}e^{-kl}=I_{0}e^{-\tau },

\tau =kl,

Optisesti epähomogeeniselle väliaineelle, jossa vaimennusindeksi on lineaarisen paksuuden omaavan koordinaatin funktio , suhde on muodossa [1] : $k(l)$ $L$

\tau =\int _{0}^{L}{k(l)dl}.

Siten, kun säteily kulkee väliaineen kerroksen läpi, jonka optinen paksuus on , säteilyn intensiteetti väliaineesta poistumiskohdassa pienenee kertoimella. $\tau ,$ ${\displaystyle e^{\tau ))$

Yleisessä tapauksessa τ on säteilytaajuuden funktio.

Valokuvauksessa valon absorption kvantitatiiviseen karakterisointiin valotetuissa, kehitetyissä valokuvamateriaaleissa käytetään optista tiheyttä - tulevan ja lähtevän valovirran intensiteettien suhteen desimaalilogaritmia [2] : $D$

D=\lg {\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}.

Optisen paksuuden ja optisen tiheyden välinen suhde:

\tau \approx 2{,}30259\ D;\quad D\approx 0{,}43429\ \tau .

Sovellus

Optisen paksuuden käsitettä käytetään laajalti kuvaamaan absorptio- ja sirontaprosesseja säteilynsiirron teoriassa esimerkiksi tähtien ilmakehissä ja tähtien sisätiloissa, maapallon ilmakehässä , luonnonvesien läpinäkyvyydessä jne.

Esimerkkejä

Joidenkin kohteiden optiset paksuudet ( aallonpituudella λ =550 nm) on esitetty taulukossa [1] .

keskiviikko	Optinen paksuus	keskiviikko	Optinen paksuus
pilvetön tunnelma	~0.3	aurinkofotosfääri	>1
pilviä maan päällä	~30	auringon kromosfääri	~1
Pilviä valtameren yllä	~20	aurinko korona	~10 -6

Muistiinpanot

↑ 1 2 Shifrin K. S. Optinen paksuus // Physical Encyclopedia / Ch. toim. A. M. Prokhorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasmakompressori - Poyntingin lause. - S. 443. - 672 s. - 48 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-019-3 .
↑ Kaporsky L. N. Optinen tiheys // Fysikaalinen tietosanakirja / Ch. toim. A. M. Prokhorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasmakompressori - Poyntingin lause. - S. 441. - 672 s. - 48 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-019-3 .

Linkit

Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia : [30 nidettä] / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
Kuvaus AstroNetissä Arkistoitu 12. lokakuuta 2008 Wayback Machinessa

Katso myös

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)