Optikai vastagság

A közeg optikai vastagsága ( optikai mélység , optikai mélység , τ ) egy dimenzió nélküli mennyiség, amely a közegben az optikai sugárzásnak annak elnyelése és szórása miatti csillapítását jellemzi .

Ez az asztrofizika és a légkörfizika egyik legfontosabb fogalma.

Definíció

Az optikai vastagságot a következőképpen határozzuk meg: $\tau$

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

hol van a közegbe jutó sugárzás intenzitása;

I_0

I_1

a közeget elhagyó sugárzás intenzitása;

T

- a környezet átláthatósága .

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

Ezért a vastagságú homogén abszorbeáló közeg optikai vastagsága a csillapítási indexhez kapcsolódik, a Bouguer-Lambert-Beer törvény alapján : $l$ $k$

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

\tau =kl,

Optikailag inhomogén közeg esetén, ahol a csillapítási index egy lineáris vastagságú koordináta függvénye , az összefüggés a következő formában jelenik meg: [1] : $k(l)$ $L$

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

Így amikor a sugárzás áthalad egy optikai vastagságú közeg rétegén, a sugárzás intenzitása a közegből való kilépésnél egy faktorral csökken. $\tau ,$ ${\displaystyle e^{\tau ))$

Általános esetben τ a sugárzási frekvencia függvénye.

A fotózásban az exponált, előhívott fényképészeti anyagok fényelnyelésének kvantitatív jellemzésére az optikai sűrűséget - a bejövő és kimenő fényáram intenzitásának arányának decimális logaritmusát - használják [2] : $D$

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

Az optikai vastagság és az optikai sűrűség kapcsolata:

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

Alkalmazás

Az optikai vastagság fogalmát széles körben használják az abszorpciós és szórási folyamatok leírására a sugárzási átvitel elméletében, például a csillagok légkörében és a csillagok belsejében, a Föld légkörében , a természetes vizek átlátszóságában stb.

Példák

Egyes objektumok optikai vastagságát ( λ =550 nm hullámhossz esetén) az [1] táblázat tartalmazza .

szerda	Optikai vastagság	szerda	Optikai vastagság
felhőtlen légkör	~0.3	napfény fotoszféra	>1
felhők a föld felett	~30	szoláris kromoszféra	~1
Felhők az óceán felett	~20	napkorona	~10 −6

Jegyzetek

↑ 1 2 Shifrin K. S. Optikai vastagság // Fizikai enciklopédia / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasma kompresszor - Poynting-tétel. - S. 443. - 672 p. - 48.000 példány. — ISBN 5-85270-019-3 .
↑ Kaporsky L. N. Optikai sűrűség // Fizikai enciklopédia / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasma kompresszor - Poynting-tétel. - S. 441. - 672 p. - 48.000 példány. — ISBN 5-85270-019-3 .

Linkek

Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M . : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
Leírás az AstroNeten Archiválva : 2008. október 12., a Wayback Machine -nél

Lásd még

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)