Míra absorpce

Míra absorpce
$a,a'$
Dimenze	L -1
Jednotky
SI	1 m
GHS	1/cm
Poznámky
skalární

Index absorpce je převrácená hodnota vzdálenosti, na kterou se tok monochromatického záření , tvořícího paralelní paprsek, snižuje v důsledku absorpce v médiu o určitý předem stanovený počet krát. V zásadě lze míru zeslabení toku záření v této definici zvolit libovolně, ve vědecké, technické, referenční a regulační literatuře a obecně v praxi jsou však dvě hodnoty stupně zeslabení. používá se: jeden se rovná 10 a druhý - číslo e .

Desetinná míra absorpce

Pokud je v definici indexu absorpce zvolena míra útlumu 10, pak se výsledný index absorpce [1] označuje jako desítkový. V tomto případě se výpočet provádí podle vzorce: $A$

a={\frac {1}{l}}\log _{{10}}\left({\frac {\Phi _{0}}{\Phi (l)))\right),

kde je tok záření na vstupu do média, je tok záření poté, co překonal vzdálenost v absorbujícím médiu . $\Phi _{0}$ $\Phi (l)$ $l$

V souladu s tím má Bouguer-Lambert-Beerův zákon v tomto případě podobu:

\Phi (l)=\Phi _{0}10^{{-al}}.

V diferenciální formě to může být zapsáno takto:

d\Phi =-\ln(10)a\Phi (l)dl.

Zde je změna toku záření po průchodu střední vrstvou o malé tloušťce . Protože se zpočátku předpokládá, že k útlumu záření dochází pouze v důsledku absorpce, představuje pokles toku záření současně výkon přijímaný médiem. $d\Phi$ $dl$ $d\Phi$

Dekadický index absorpce je vhodné použít při provádění optotechnických výpočtů, zejména pro stanovení koeficientů prostupu optických systémů.

Přirozená míra absorpce

Při použití při stanovení indexu absorpce čísla e se index absorpce [1] nazývá přirozený. Výpočet se provádí podle vzorce: $A'$

a'={\frac {1}{l}}\ln \left({\frac {\Phi _{0}}{\Phi (l)))\right).

Přirozená a desetinná míra absorpce jsou ve vzájemném poměru nebo přibližně . Za účasti přirozeného indexu absorpce má Bouguer-Lambert-Beerův zákon podobu: $a'=\ln(10)a$ $a'\cca 2,303a$

\Phi (l)=\Phi _{o}e^{{-a'l}}.

Jeho diferenciální forma je následující:

d\Phi =-a'\Phi (l)dl.

Veškerá energie paprsku ztracená v důsledku absorpce je přijímána médiem. Pro sílu přijatou médiem tedy platí: $P$

dP=a'\Phi(l)dl,

odkud se ukazuje: $A'$

a'={\frac {dP}{{\Phi }dl)).

Z poslední rovnosti vyplývá důležitá vlastnost indexu přirozené absorpce, kterou lze vnímat i jako jeho alternativní definici: index přirozené absorpce je roven relativní hodnotě výkonu absorbovaného vrstvou hmoty o malé jednotkové tloušťce při poklesu záření. na to.

Rovnice zahrnující přirozenou absorbanci mají kompaktnější formu než při použití desítkové absorbance a neobsahují umělý faktor ln(10). Proto se ve vědeckých studiích zásadní povahy, zejména těch, které se týkají interakce záření s hmotou, používá hlavně přirozený index absorpce.

Jednotky měření

V rámci mezinárodní soustavy jednotek (SI) je výběr jednotek měření dán ohledy na pohodlí a zavedené tradice. Nejpoužívanější jsou inverzní centimetry (cm −1 ) a inverzní metry (m −1 ). Pro relativně velké hodnoty absorpce se používají reciproké milimetry [2] .

S příchodem optických materiálů s extrémně nízkou absorbancí a následným rozvojem vláknové optiky se jako jednotka pro absorbanci používá dB /km (dB/km) . V tomto případě se hodnoty indexu absorpce vypočítají pomocí vzorce:

a[dB/km]={\frac {10}{l}}\log _{{10}}\left({\frac {\Phi _{0}}{\Phi (l)))\vpravo) ,

kde je vyjádřeno v km. $l$

dB/km je tedy 106krát jemnější než cm - 1 . Pokud je tedy absorpční index materiálu 1 dB/km, pak to znamená, že jeho desetinný absorpční index je 10 −6 cm −1 .

O zvláštnostech terminologie

Přítomnost podobně znějících termínů vede k rozšířeným nepřesnostem a chybám v jejich používání a z toho vyplývajícím nedorozuměním. Nejčastěji dochází k záměně pojmů v takových párech termínů s různými významy:

Míra absorpce a míra útlumu
Rychlost absorpce a koeficient absorpce
Index útlumu a faktor útlumu
Desetinné míry absorpce a útlumu a jejich přirozené protějšky

Situaci ztěžují rozdíly v terminologii používané v ruské a anglické literatuře. K nedorozuměním dochází zejména v důsledku skutečnosti, že v ruštině není ekvivalentem pro " Koeficient útlumu " s ním shodný " Koeficient útlumu ", ale " Index útlumu ". Podobně ekvivalentem anglického „ Absorption factor “ není koeficient absorpce, ale termín „Absorption index“.

Viz také

Poznámky

↑ 1 2 Označení odpovídají označení doporučeným v GOST 26148-84 a GOST 7601-78.
↑ Barevná optická skla a speciální skla. Katalog. Ed. Petrovský G.T. - M . : Dům optiky, 1990. - 229 s. - 1500 výtisků.

Literatura

GOST 26148-84. Fotometrie. Termíny a definice. . - M . : Nakladatelství norem, 1984. - 24 s.
GOST 7601-78. Fyzikální optika. Pojmy, písmenná označení a definice základních veličin . - M . : Nakladatelství norem, 1999. - 16 s.
Absorpční index // Fyzikální encyklopedie / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasma kompresor - Poyntingova věta. - S. 661. - 672 s. - 48 000 výtisků. — ISBN 5-85270-019-3 .
Absorpční rychlost // Fyzikální encyklopedický slovník / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M .: Sovětská encyklopedie , 1984. - S. 555 . — 944 s.
Bezbarvé optické sklo SSSR. Katalog. Ed. G. T. Petrovský . - M . : Dům optiky, 1990. - 131 s. - 3000 výtisků.