Optická tloušťka

Optická tloušťka ( optická hloubka , optická hloubka , τ ) média je bezrozměrná veličina, která charakterizuje útlum optického záření v médiu jeho absorpcí a rozptylem .

Je to jeden z nejdůležitějších pojmů v astrofyzice a fyzice atmosféry.

Definice

Optická tloušťka je definována jako:

kde  je intenzita záření vstupující do prostředí;  je intenzita záření opouštějícího médium;  - transparentnost prostředí .

Nebo

Proto je optická tloušťka pro homogenní absorbující médium s tloušťkou vztažena k indexu útlumu , na základě Bouguer-Lambert-Beerova zákona jako:

Pro opticky nehomogenní prostředí, kde je index útlumu funkcí souřadnice s lineární tloušťkou , má vztah tvar [1] :

Při průchodu záření vrstvou média o optické tloušťce se tedy intenzita záření na výstupu z média faktorem sníží.

V obecném případě je τ funkcí frekvence záření.

Ve fotografii se pro kvantitativní charakterizaci absorpce světla v exponovaných, vyvolaných fotografických materiálech používá optická hustota  - dekadický logaritmus poměru intenzit příchozího a odcházejícího světelného toku [2] :

Vztah mezi optickou tloušťkou a optickou hustotou:

Aplikace

Pojem optické tloušťky se široce používá k popisu procesů absorpce a rozptylu v teorii přenosu záření, například ve hvězdných atmosférách a vnitřcích hvězd, zemské atmosféře , průhlednosti přírodních vod atd.

Příklady

Optické tloušťky některých objektů (pro vlnovou délku λ =550 nm) jsou uvedeny v tabulce [1] .

středa Optická tloušťka středa Optická tloušťka
bezoblačnou atmosféru ~0,3 sluneční fotosféra >1
mraky nad zemí ~30 sluneční chromosféra ~1
Mraky nad oceánem ~20 sluneční koróna ~10 -6

Poznámky

  1. 1 2 Shifrin K. S. Optická tloušťka // Fyzická encyklopedie / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasma kompresor - Poyntingova věta. - S. 443. - 672 s. - 48 000 výtisků.  — ISBN 5-85270-019-3 .
  2. Kaporsky L. N. Optická hustota // Fyzická encyklopedie / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasma kompresor - Poyntingova věta. - S. 441. - 672 s. - 48 000 výtisků.  — ISBN 5-85270-019-3 .

Odkazy

Viz také