Rata de absorbție

Rata de absorbție
$a, a'$
Dimensiune	L −1
Unități
SI	1m
GHS	1/cm
Note
scalar

Indicele de absorbție este inversul distanței la care fluxul de radiație monocromatică , formând un fascicul paralel, scade ca urmare a absorbției în mediu de un anumit număr de ori predeterminat. În principiu, gradul de atenuare a fluxului de radiații în această definiție poate fi ales de orice, cu toate acestea, în literatura științifică, tehnică, de referință și de reglementare și, în general, în practică, două valori ale gradului de atenuare sunt folosit: unul egal cu 10, iar celălalt - numărul e .

Rata de absorbție zecimală

Dacă rata de atenuare este aleasă să fie 10 în definiția indicelui de absorbție, atunci indicele de absorbție rezultat [1] este denumit zecimal. În acest caz, calculul se face după formula: $A$

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

unde este fluxul de radiație la intrarea în mediu, este fluxul de radiație după ce a depășit distanța în mediul absorbant . $\Phi _{0}$ $\Phi (l)$ $l$

În consecință , legea Bouguer-Lambert-Beer în acest caz ia forma:

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

În formă diferențială, se poate scrie după cum urmează:

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

Aici este modificarea fluxului de radiație după ce acesta trece printr-un strat mediu cu o grosime mică . Întrucât inițial se presupune că atenuarea radiației are loc numai datorită absorbției, scăderea fluxului de radiații reprezintă simultan puterea primită de mediu. $d\Phi$ $dl$ $d\Phi$

Indicele de absorbție zecimal este convenabil de utilizat atunci când se efectuează calcule optotehnice, în special pentru a determina coeficienții de transmisie ai sistemelor optice.

Rata de absorbție naturală

Când este utilizat în determinarea indicelui de absorbție al numărului e , indicele de absorbție [1] se numește natural. Calculul se efectuează în conformitate cu formula: $A'$

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

Ratele de absorbție naturale și zecimale sunt legate între ele printr-un raport sau aproximativ . Cu participarea indicelui de absorbție naturală, legea Bouguer-Lambert-Beer ia forma: $a'=\ln(10)a$ $a'\aproximativ 2.303a$

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

Forma sa diferentiala este urmatoarea:

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

Toată energia fasciculului pierdută din cauza absorbției este primită de mediu. Prin urmare, pentru puterea primită de mediu, este adevărat: $P$

dP=a'\Phi(l)dl,

de unde rezultă : $A'$

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

Din ultima egalitate rezultă o proprietate importantă a indicelui de absorbție naturală, care poate fi percepută și ca definiție alternativă: indicele de absorbție naturală este egal cu valoarea relativă a puterii absorbite de un strat de materie de grosime unitară mică atunci când radiația cade. pe el.

Ecuațiile care implică absorbanța naturală au o formă mai compactă decât atunci când se utilizează absorbanța zecimală și nu conțin factorul artificial ln(10). Prin urmare, în studiile științifice de natură fundamentală, în special cele referitoare la interacțiunea radiațiilor cu materia, se utilizează în principal indicele de absorbție naturală.

Unități de măsură

În cadrul Sistemului Internațional de Unități (SI), alegerea unităților de măsură este determinată de considerente de comoditate și tradiții consacrate. Cele mai utilizate sunt centimetrii inversi (cm −1 ) și metrii inversi (m −1 ). Pentru valori de absorbție relativ mari se folosesc milimetrii reciproci [2] .

Odată cu apariția materialelor optice cu absorbanță extrem de scăzută și dezvoltarea ulterioară a fibrei optice , dB /km (dB/km) a fost utilizat ca unitate pentru absorbanță . În acest caz, valorile indicelui de absorbție sunt calculate folosind formula:

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

unde se exprimă în km. $l$

Astfel, dB/km este de 10 6 ori mai fin decât cm −1 . În mod corespunzător, dacă indicele de absorbție al unui material este de 1 dB/km, atunci aceasta înseamnă că indicele său zecimal de absorbție este 10 −6 cm −1 .

Despre particularitățile terminologiei

Prezența termenilor care sună similar duce la inexactități și erori larg răspândite în utilizarea lor și la neînțelegeri care rezultă. Cel mai adesea există o confuzie de concepte în astfel de perechi de termeni cu semnificații diferite:

Rata de absorbție și rata de atenuare
Rata de absorbție și coeficientul de absorbție
Indicele de atenuare și factorul de atenuare
Ratele de absorbție și atenuare zecimale și omologii lor naturali

Situația este agravată de diferențele de terminologie folosită în literatura rusă și engleză. În special, neînțelegerile apar din cauza faptului că în rusă echivalentul pentru „ Coeficient de atenuare ” nu este „Coeficient de atenuare” în consonanță cu acesta, ci „ Indice de atenuare ”. În mod similar, echivalentul englezei „ Coeficient de absorbție ” nu este coeficientul de absorbție, ci termenul „Indice de absorbție”.

Vezi și

Note

↑ 1 2 Denumirile corespund celor recomandate în GOST 26148-84 și GOST 7601-78.
↑ Sticlă optică colorată și ochelari speciali. Catalog. Ed. Petrovsky G. T. - M . : Casa opticii, 1990. - 229 p. - 1500 de exemplare.

Literatură

GOST 26148-84. Fotometrie. Termeni și definiții. . - M . : Editura de standarde, 1984. - 24 p.
GOST 7601-78. Optica fizica. Termeni, denumiri de litere și definiții ale cantităților de bază . - M . : Editura de standarde, 1999. - 16 p.
Indicele de absorbție // Enciclopedia fizică / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Compresor de magnetoplasmă - Teorema lui Poynting. - S. 661. - 672 p. - 48.000 de exemplare. — ISBN 5-85270-019-3 .
Rata de absorbție // Dicționar enciclopedic fizic / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M .: Enciclopedia Sovietică , 1984. - S. 555 . — 944 p.
Sticla optică incoloră a URSS. Catalog. Ed. G. T. Petrovsky . - M . : Casa opticii, 1990. - 131 p. - 3000 de exemplare.