Коэффициент пропускания

Коэффициент пропускания
$T, \tau$
Размерность	безразмерная
Примечания
скалярная величина

Коэффицие́нт пропуска́ния — безразмерная физическая величина, равная отношению потока излучения $\Phi$, прошедшего через среду, к потоку излучения $\Phi_0$, упавшего на её поверхность:

$T=\frac{\Phi}{\Phi_0}.$

В общем случае значение коэффициента пропускания $T$^[1] тела зависит как от свойств самого тела, так и от угла падения, спектрального состава и поляризации излучения.

Коэффициент пропускания связан с оптической плотностью $D$ соотношением:

$T =10^{-D}.$

Сумма коэффициента пропускания и коэффициентов отражения, поглощения и рассеяния равна единице. Это утверждение следует из закона сохранения энергии.

Производные, связанные и родственные понятия

Вместе с понятием «коэффициент пропускания» широко используются и другие созданные на его основе понятия. Часть из них представлена ниже.

Коэффициент направленного пропускания $T_r$

Коэффициент направленного пропускания равен отношению потока излучения, прошедшего сквозь среду, не испытав рассеяния, к потоку падающего излучения.

Коэффициент диффузного пропускания $T_d$

Коэффициент диффузного пропускания равен отношению потока излучения, прошедшего сквозь среду и рассеянного ею, к потоку падающего излучения.

В отсутствие поглощения и отражений выполняется соотношение:

$T=T_r+T_d.$

Спектральный коэффициент пропускания $T_\lambda$

Коэффициент пропускания монохроматического излучения называют спектральным коэффициентом пропускания. Выражение для него имеет вид:

$T_\lambda=\frac{\Phi_\lambda}{\Phi_{\lambda0}},$

где $\Phi_{\lambda0}$ и $\Phi_\lambda$ — потоки падающего на среду и прошедшего через неё монохроматического излучения соответственно.

Коэффициент внутреннего пропускания $T_i$

Коэффициент внутреннего пропускания отражает только те изменения интенсивности излучения, которые происходят внутри среды, то есть потери из-за отражений на входной и выходной поверхностях среды им не учитываются.

Таким образом, по определению:

$T_i=\frac{\Phi_{out}}{\Phi_{in}},$

где $\Phi_{in}$ — поток излучения, вошедшего в среду, а $\Phi_{out}$ — поток излучения, дошедшего до выходной поверхности.

С учетом отражения излучения на входной поверхности соотношение между потоком излучения $\Phi_{in}$, вошедшего в среду, и потоком излучения $\Phi_0$, падающим на входную поверхность, имеет вид:

$\Phi_{in} =(1-R_{in})\Phi_0,$

где $R_{in}$ — коэффициент отражения от входной поверхности.

На выходной поверхности также происходит отражение, поэтому поток излучения $\Phi_{out}$, падающего на эту поверхность, и поток $\Phi$, выходящий из среды, связаны соотношением:

$\Phi =(1-R_{out})\Phi_{out},$

где $R_{out}$ — коэффициент отражения от выходной поверхности. Соответственно, выполняется:

$\Phi_{out}=\frac{\Phi}{(1-R_{out})}.$

В результате для связи $T_i$ и $T$ получается:

$T_i=\frac{T}{(1-R_{in})(1-R_{out})}.$

Коэффициент внутреннего пропускания обычно используется не при описании свойств тел, как таковых, а как характеристика материалов, преимущественно оптических^[2].

Спектральный коэффициент внутреннего пропускания $T_{i,\lambda}$

Спектральный коэффициент внутреннего пропускания представляет собой коэффициент внутреннего пропускания для монохроматического света.

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания $T_A$

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания $T_A$ для белого света стандартного источника A (с коррелированной цветовой температурой излучения T=2856 K) рассчитывается по формуле:

$T_A=\frac{\int\limits_{380}^{760} \Phi_{out,\lambda}(\lambda)V(\lambda)T_{i,\lambda}(\lambda)d\lambda}{\int\limits_{380}^{760} \Phi_{in,\lambda}(\lambda)V(\lambda)d\lambda},$

где $\Phi_{in,\lambda}(\lambda)$ — спектральная плотность потока излучения, вошедшего в среду, а $\Phi_{out,\lambda}(\lambda)$ — спектральная плотность потока излучения, дошедшего до выходной поверхности. $V(\lambda)$ — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения^[3].

Аналогичным образом определяются интегральные коэффициенты пропускания и для других источников света.

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания характеризует способность материала пропускать свет, воспринимаемый человеческим глазом, и является поэтому важной характеристикой оптических материалов^[2].

Спектр пропускания

Спектр пропускания — это зависимость коэффициента пропускания от длины волны или частоты (волнового числа, энергии кванта и т. д.) излучения. Применительно к свету такие спектры называют также спектрами светопропускания.

Спектры пропускания являются первичным экспериментальным материалом, получаемым при исследованиях, выполняемых методами абсорбционной спектроскопии. Такие спектры представляют и самостоятельный интерес, например, как одна из основных характеристик оптических материалов^[4].

См. также

• Коэффициент поглощения
• Коэффициент отражения
• Коэффициент рассеяния
• Коэффициент ослабления

Примечания

1. ↑ Обозначения соответствуют рекомендованным в ГОСТ 26148-84. Допускается также использование греческой $\tau.$
2. ↑ ^{1 2} Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М: Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 экз.
3. ↑ ГОСТ 8.332-78. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. — М: Издательство стандартов, 1979. — 6 с. — 2000 экз.
4. ↑ Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М: Дом оптики, 1990. — 229 с. — 1500 экз.

Литература

ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения. — М: Издательство стандартов, 1984. — С. 12.

ГОСТ 7601—78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин. — М: Издательство стандартов, 1999. — С. 16.

Физический энциклопедический словарь. — М: Советская энциклопедия, 1984. — С. 590.

Физическая энциклопедия. — М: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 4. — С. 149. — ISBN 5-85270-087-8.