Index útlumu

Index útlumu
$\mu ,\mu '$
Dimenze	L -1
Jednotky
SI	m -1
GHS	cm -1
Poznámky
skalární

Index útlumu ( index extinkce ) je převrácená hodnota vzdálenosti, ve které se tok záření , tvořící paralelní paprsek, snižuje v důsledku absorpce a rozptylu 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 . Obecně platí, že index útlumu se rovná součtu indexu absorpce a indexu rozptylu [1] .

Desetinný útlum

Pokud je v definici indexu útlumu zvolena míra útlumu 10, pak se výsledný index útlumu [2] označuje jako desítkový. V tomto případě se výpočet provádí podle vzorce: $\mu$

\mu ={\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 prošlo vzdáleností v médiu . $\Phi _{0}$ $\Phi (l)$ $l$

V souladu s tím má výraz pro v tomto případě tvar: $\Phi (l)$

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

V diferenciální formě to může být zapsáno takto:

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

Zde je změna toku záření po průchodu střední vrstvou o malé tloušťce . $d\Phi$ $dl$

Dekadický index útlumu je vhodné použít při provádění optotechnických výpočtů, zejména pro stanovení koeficientů přenosu optických systémů. Právě tato forma indexu útlumu se používá v referenční literatuře týkající se vlastností bezbarvých optických skel [3] .

Přirozená míra útlumu

Při použití v definici indexu útlumu se číslem e získá index útlumu [2] , nazývaný přirozený. Výpočet se provádí podle vzorce: $\mu'$

\mu '={\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 indikátoru má výraz pro tvar: $\mu '=\ln(10)\mu$ $\mu '\cca 2,303\mu$ $\Phi (l)$

\Phi (l)=\Phi _{0}e^{-\mu 'l}.

Jeho diferenciální forma je následující:

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

Rovnice zahrnující přirozený index zeslabení jsou kompaktnější než rovnice používající dekadický index extinkce a neobsahují umělý faktor ln(10). Proto se ve vědeckém výzkumu fundamentálního charakteru častěji preferuje použití přirozeného indexu útlumu.

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 ).

S příchodem extrémně nízkoztrátových optických materiálů a následným rozvojem vláknové optiky se jako jednotka pro útlum používá dB /km (dB/km) . V tomto případě se hodnoty indexu útlumu vypočítají pomocí vzorce:

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

kde je vyjádřeno v km. $l$

dB/km je tedy 106krát jemnější než cm - 1 . Pokud je tedy faktor útlumu materiálu 1 dB/km, pak to znamená, že jeho desetinný faktor útlumu 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 kvůli tomu, že v ruštině není ekvivalentem pro „ Koeficient útlumu “ s ním shodný „ Koeficient útlumu “, ale „ Index útlumu “. Podobně ekvivalentem anglického „ Absorption koeficient “ není Absorption koeficient , ale termín „ Absorpční koeficient “.

Viz také

Poznámky

↑ Indikátor útlumu // Fyzická encyklopedie / Kap. vyd. A. M. Prochorov . - M .: Velká ruská encyklopedie , 1992. - T. 3. - S. 475. - 672 s. - 48 000 výtisků. — ISBN 5-85270-019-3 .
↑ 1 2 Označení odpovídají označení doporučeným v GOST 26148-84 a GOST 7601-78.
↑ Bezbarvé optické sklo SSSR. Katalog. Ed. Petrovský G.T. - M . : Dům optiky, 1990. - 131 s. - 3000 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. - S. 7.

Fyzikální encyklopedický slovník . - M . : Sovětská encyklopedie, 1984. - S. 502 .

Fyzická encyklopedie. - M . : Velká ruská encyklopedie, 1992. - T. 3. - S. 475. - ISBN 5-85270-034-7 .

Barevná optická skla a speciální skla. Katalog. Ed. Petrovský G.T. - M . : Dům optiky, 1990. - 229 s. - 1500 výtisků.