Index rozptylu

Index rozptylu
$r,r'$
Dimenze	L -1
Jednotky
SI	m -1
GHS	cm -1
Poznámky
skalární

Index rozptylu je převrácená hodnota vzdálenosti, na kterou se tok monochromatického záření šířícího se prostředím ve formě paralelního paprsku snižuje v důsledku rozptylu v prostředí o určitý předem stanovený počet opakování. V zásadě lze v této definici zvolit jakýkoli stupeň snížení toku záření, avšak ve vědecké, technické, referenční a regulační literatuře a obecně v praxi se používají dvě hodnoty stupně snížení: jeden se rovná 10 (desetinný index rozptylu) a druhý - číslo e (index přirozeného rozptylu).

Desetinný bod

Index desetinného rozptylu [1] se určí podle vzorce: $r$

r={\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 rozptylovém médiu . $\Phi _{0}$ $\Phi (l)$ $l$

Podle toho je tok záření během jeho šíření v rozptylovém prostředí v tomto případě popsán výrazem:

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

V diferenciální formě to může být zapsáno takto:

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

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

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

Index přirozeného rozptylu

Index přirozeného rozptylu [1] se vypočítá podle vzorce: $r'$

r'={\frac {1}{l}}\ln \left({\frac {I_{0}}{I(l)))\right).

Ukazatele přirozeného a desetinného rozptylu jsou ve vzájemném poměru nebo přibližně . Při použití indexu přirozeného rozptylu je závislost toku záření na vzdálenosti, kterou urazí záření v rozptylovém prostředí, popsána výrazem: $r'=\ln(10)r$ $r'\cca 2,303r$

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

Jeho diferenciální forma je následující:

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

Rovnice zahrnující přirozený index rozptylu jsou kompaktnější než rovnice používající desetinný index rozptylu a neobsahují umělý faktor ln(10). Proto se ve vědeckém výzkumu zásadního charakteru používá především index přirozeného rozptylu.

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 měrná jednotka pro index rozptylu používá dB /km (dB/km) . V tomto případě se výpočet hodnot indexu rozptylu provádí podle vzorce:

r[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 menší než cm - 1 . Pokud je tedy faktor rozptylu materiálu 1 dB/km, pak to znamená, že jeho desetinný faktor rozptylu je 10 −6 cm −1 .

Příklad hodnot

Index rozptylu je důležitou charakteristikou optických materiálů. V tabulce jsou uvedeny hodnoty dekadických koeficientů rozptylu některých bezbarvých optických skel hlavních typů pro spektrální čáru e , tedy při vlnové délce 546 nm [2] .

Typ a značka skla	Exponent desetinného rozptylu r . 105 , cm - 1
Light Crown LC3	1.5
Kron K8	0,8
Těžká koruna TK4	2.5
Super těžká korunka STK3	3.2
Barytový pazourek BF8	3.0
Flint F4	8.7
Heavy Flint TF4	18.0
Speciální pazourek OF1	5.7

Viz také

Poznámky

↑ 1 2 Označení odpovídají označení doporučeným v GOST 26148-84 a GOST 7601-78.
↑ GOST 13659-78. Sklo optické bezbarvé. Fyzikální a chemické vlastnosti. Hlavní parametry. - M . : Nakladatelství norem, 1999. - 27 s.

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. 625 .

Fyzická encyklopedie. - M . : Velká ruská encyklopedie, 1992. - T. 4. - S. 283. - ISBN 5-85270-087-8 ..