Показатель поглощения

Показа́тель поглоще́ния — величина, обратная расстоянию, на котором поток монохроматического излучения, образующего параллельный пучок, уменьшается в результате поглощения в среде в некоторое заранее оговоренное число раз. В принципиальном плане степень ослабления потока излучения в данном определении можно выбирать любой, однако в научно-технической, справочной и нормативной литературе и в целом на практике используются два значения степени ослабления: одно, равное 10, и другое — числу е.

Показатель поглощения
Размерность L−1
Единицы измерения
СИ 1/м
СГС 1/см
Примечания
скалярная величина

Десятичный показатель поглощения

Если в определении показателя поглощения степень ослабления выбрана равной 10, то получающийся в результате показатель поглощения image называют десятичным. В этом случае расчёт производится по формуле:

image

где image — поток излучения на входе в среду, image — поток излучения после прохождения им в поглощающей среде расстояния image.

Соответственно закон Бугера — Ламберта — Бера в таком случае принимает вид:

image

В дифференциальной форме его можно записать так:

image

Здесь image — изменение потока излучения после прохождения им слоя среды с малой толщиной image. Поскольку исходно предполагается, что ослабление излучения происходит только за счёт поглощения, то уменьшение потока излучения image одновременно представляет собой мощность, получаемую средой.

Десятичный показатель поглощения удобно использовать при выполнении оптотехнических расчётов, в частности, для определения коэффициентов пропускания оптических систем.

Натуральный показатель поглощения

При использовании в определении показателя поглощения числа е получают показатель поглощения image, называемый натуральным. Расчет при этом производится в соответствии с формулой:

image

Натуральный и десятичный показатели поглощения связаны друг с другом соотношением image или приближённо image. С участием натурального показателя поглощения закон Бугера — Ламберта — Бера принимает вид:

image

Его вид в дифференциальной форме таков:

image

Всю энергию пучка, теряемую за счёт поглощения, получает среда. Поэтому для получаемой средой мощности image справедливо:

image

откуда для image получается:

image

Из последнего равенства следует важное свойство натурального показателя поглощения, которое можно воспринимать и как его альтернативное определение: натуральный показатель поглощения равен относительному значению мощности, поглощаемой слоем вещества малой единичной толщины при падении на него излучения.

Уравнения с участием натурального показателя поглощения имеют более компактный вид, чем в случае использования десятичного показателя поглощения, и не содержат имеющего искусственное происхождение множителя ln(10). Поэтому в научных исследованиях фундаментального характера, в особенности, касающихся взаимодействия излучения с веществом, преимущественно используется натуральный показатель поглощения.

Единицы измерения

В рамках Международной системы единиц (СИ) выбор единиц измерения определяется соображениями удобства и сложившимися традициями. Наиболее широко используются обратные сантиметры (см−1) и обратные метры (м−1). При относительно больших значениях показателя поглощения используют обратные миллиметры.

После создания оптических материалов с экстремально низким поглощением и последовавшего вслед за этим развитием волоконной оптики в качестве единицы измерения показателя поглощения стали использовать дБ/км (dB/km). В этом случае расчёт значений показателя поглощения производится по формуле:

image

где image выражается в км.

Таким образом, дБ/км является в 106 раз более мелкой единицей, чем см−1. Соответственно, если показатель поглощения материала равен 1 дБ/км, то это означает, что его десятичный показатель поглощения равен 10−6 см−1.

Об особенностях терминологии

Наличие близких по звучанию терминов приводит к широко распространённым неточностям и ошибкам в их употреблении и возникающим вследствие этого недоразумениям. Наиболее часто происходит смешение понятий в таких парах различных по смыслу терминов:

  • Показатель поглощения и показатель ослабления
  • Показатель поглощения и коэффициент поглощения
  • Показатель ослабления и коэффициент ослабления
  • Десятичные показатели поглощения и ослабления и их натуральные аналоги

Ситуация усугубляется различиями в терминологии, используемой в русско- и англоязычной литературе. В частности, недоразумения происходят из-за того, что в русском языке эквивалентом для «Attenuation coefficient» является не созвучный ему «Коэффициент ослабления», а «Показатель ослабления». Аналогично, эквивалентом английского «Absorption coefficient» является не коэффициент поглощения, а термин «Показатель поглощения».

См. также

  • Показатель рассеяния
  • Показатель ослабления
  • Коэффициент поглощения

Примечания

  1. Обозначения соответствуют рекомендованным в ГОСТ 26148-84 и ГОСТ 7601—78.
  2. Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М.: Дом оптики, 1990. — 229 с. — 1500 экз.

Литература

  • ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.. — М.: Издательство стандартов, 1984. — 24 с.
  • ГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин. — М.: Издательство стандартов, 1999. — 16 с.
  • Поглощения показатель // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. Магнитоплазменный компрессор — Пойнтинга теорема. — С. 661. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
  • Поглощения показатель // Физический энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1984. — С. 555. — 944 с.
  • Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Г. Т. Петровского. — М.: Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 экз.

википедия, вики, книга, книги, библиотека, статья, читать, скачать, бесплатно, бесплатное скачивание, мобильный, телефон, андроид, ios, apple, мобильный телефон, ПК, веб, компьютер, информация о Показатель поглощения, Что такое Показатель поглощения? Что означает Показатель поглощения?

0 ответы

Оставить ответ

Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!

Написать ответ

Обязательные поля отмечены звездочкой *