Grosimea optică

Grosimea optică ( adâncimea optică , adâncimea optică , τ ) a unui mediu este o mărime adimensională care caracterizează atenuarea radiației optice într-un mediu datorită absorbției și împrăștierii sale .

Este unul dintre cele mai importante concepte din astrofizică și fizica atmosferei.

Definiție

Grosimea optică este definită ca: $\tau$

\tau =\ln {\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}=-\ln {\left({\frac {I_{1}}{ I_{0}}}\right)}=-\ln T,

unde este intensitatea radiației care intră în mediu;

I_0

I_1

este intensitatea radiațiilor care părăsesc mediul;

T

- transparența mediului .

Sau $I_{1}=I_{0}e^{-\tau }.$

Prin urmare, grosimea optică pentru un mediu absorbant omogen cu grosime este legată de indicele de atenuare , bazat pe legea Bouguer-Lambert-Beer ca: $l$ $k$

I_{1}=I_{0}e^{-kl}=I_{0}e^{-\tau },

\tau =kl,

Pentru un mediu optic neomogen, unde indicele de atenuare este o funcție a unei coordonate cu o grosime liniară , relația ia forma [1] : $k(l)$ $L$

\tau =\int _{0}^{L}{k(l)dl}.

Astfel, atunci când radiația trece printr-un strat al unui mediu cu o grosime optică , intensitatea radiației la ieșirea din mediu scade cu un factor. $\tau ,$ $e^{\tau }$

În cazul general, τ este o funcție a frecvenței radiației.

În fotografie , pentru a caracteriza cantitativ absorbția luminii în materiale fotografice expuse, dezvoltate , se utilizează densitatea optică - logaritmul zecimal al raportului dintre intensitățile fluxurilor de lumină de intrare și de ieșire [2] : $D$

D=\lg {\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}.

Relația dintre grosimea optică și densitatea optică:

\tau \approx 2{,}30259\ D;\quad D\approx 0{,}43429\ \tau .

Aplicație

Conceptul de grosime optică este utilizat pe scară largă pentru a descrie procesele de absorbție și împrăștiere în teoria transferului radiativ, de exemplu, în atmosferele stelare și interioarele stelelor, atmosfera Pământului , transparența apelor naturale etc.

Exemple

Grosimile optice ale unor obiecte (pentru lungimea de undă λ =550 nm) sunt date în tabelul [1] .

miercuri	Grosimea optică	miercuri	Grosimea optică
atmosferă fără nori	~0,3	fotosfera solară	>1
nori peste pământ	~30	cromosfera solară	~1
Nori peste ocean	~20	coroana solara	~10 −6

Note

↑ 1 2 Shifrin K. S. Grosimea optică // Enciclopedia fizică / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Compresor de magnetoplasmă - Teorema lui Poynting. - S. 443. - 672 p. - 48.000 de exemplare. — ISBN 5-85270-019-3 .
↑ Kaporsky L. N. Densitatea optică // Enciclopedia fizică / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Compresor de magnetoplasmă - Teorema lui Poynting. - S. 441. - 672 p. - 48.000 de exemplare. — ISBN 5-85270-019-3 .

Link -uri

Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
Descriere pe AstroNet Arhivat pe 12 octombrie 2008 la Wayback Machine

Vezi și

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)