Показатель поглощения

Показатель поглощения
Показатель поглощения
a, a'
Размерность

L−1

Единицы измерения
СИ

1/м

СГС

1/см

Примечания

скалярная величина

Показа́тель поглоще́ния — величина, обратная расстоянию, на котором поток монохроматического излучения, образующего параллельный пучок, уменьшается в результате поглощения в среде в некоторое заранее оговоренное число раз. В принципиальном плане степень ослабления потока излучения в данном определении можно выбирать любой, однако в научно-технической, справочной и нормативной литературе и в целом на практике используются два значения степени ослабления: одно, равное 10, и другое — числу е.

Содержание

Десятичный показатель поглощения

Если в определении показателя поглощения степень ослабления выбрана равной 10, то получающийся в результате показатель поглощения  a[1] называют десятичным. В этом случае расчет производится по формуле:

 a = \frac{1}{l}\log_{10}\left( \frac{\Phi_0}{\Phi(l)}\right),

где \Phi_0 — поток излучения на входе в среду, \Phi(l) — поток излучения после прохождения им в поглощающей среде расстояния l.

Соответственно закон Бугера-Ламберта-Бера в таком случае принимает вид:

\Phi(l) = \Phi_0 10^{-al}.

В дифференциальной форме его можно записать так:

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

Здесь d\Phi — изменение потока излучения, после прохождения им слоя среды с малой толщиной dl. Поскольку исходно предполагается, что ослабление излучения происходит только за счет поглощения, то уменьшение потока излучения d\Phi одновременно представляет собой мощность, получаемую средой.

Десятичный показатель поглощения удобно использовать при выполнении оптотехнических расчетов, в частности, для определения коэффициентов пропускания оптических систем.

Натуральный показатель поглощения

При использовании в определении показателя поглощения числа е получают показатель поглощения a'[1], называемый натуральным. Расчет при этом производится в соответствии с формулой:

 a' = \frac{1}{l}\ln\left( \frac{\Phi_0}{\Phi(l)}\right).

Натуральный и десятичный показатели поглощения связаны друг с другом соотношением  a' =\ln(10)a или приближенно  a'\approx2.303a. С участием натурального показателя поглощения закон Бугера-Ламберта-Бера принимает вид:

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

Его вид в дифференциальной форме таков:

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

Всю энергию пучка, теряемую за счет поглощения, получает среда. Поэтому для получаемой средой мощности P справедливо:

dP =a'\Phi(l)dl,

откуда для a' получается:

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

Из последнего равенства следует важное свойство натурального показателя поглощения, которое можно воспринимать и как его альтернативное определение: натуральный показатель поглощения равен относительному значению мощности, поглощаемой слоем вещества малой единичной толщины при падении на него излучения.

Уравнения с участием натурального показателя поглощения имеют более компактный вид, чем в случае использования десятичного показателя поглощения, и не содержат имеющего искусственное происхождение множителя ln(10). Поэтому в научных исследованиях фундаментального характера, в особенности, касающихся взаимодействия излучения с веществом, преимущественно используется натуральный показатель поглощения.

Единицы измерения

В рамках Международной системы единиц (СИ) выбор единиц измерения определяется соображениями удобства и сложившимися традициями. Наиболее широко используются обратные сантиметры (см−1) и обратные метры (м−1). При относительно больших значениях показателя поглощения используют обратные миллиметры[2].

После создания оптических материалов с экстремально низким поглощением и последовавшего вслед за этим развитием волоконной оптики в качестве единицы измерения показателя поглощения стали использовать дБ/км (dB/km). В этом случае расчет значений показателя поглощения производится по формуле:

 a[dB/km] = \frac{10}{l}\log_{10}\left( \frac{\Phi_0}{\Phi(l)}\right),

где l выражается в км.

Таким образом, дБ/км является в 106 раз более мелкой единицей, чем см−1. Соответственно, если показатель поглощения материала равен 1 дБ/км, то это означает, что его десятичный показатель поглощения равен 10−6 см−1.

Об особенностях терминологии

Наличие близких по звучанию терминов приводит к широко распространенным неточностям и ошибкам в их употреблении и возникающим вследствие этого недоразумениям. Наиболее часто происходит смешение понятий в таких парах различных по смыслу терминов:

Ситуация усугубляется различиями в терминологии, используемой в русско- и англоязычной литературе. В частности, недоразумения происходят из-за того, что в русском языке эквивалентом для «Attenuation coefficient» является не созвучный ему «Коэффициент ослабления», а «Показатель ослабления». Аналогично, эквивалентом английского «Absorption coefficient» является не коэффициент поглощения, а термин «Показатель поглощения».

Примечания

  1. 1 2 Обозначения соответствуют рекомендованным в ГОСТ 26148-84 и ГОСТ 7601—78.
  2. 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. — 24 с.

ГОСТ 7601—78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин. — М: Издательство стандартов, 1999. — С. 7.

Физический энциклопедический словарь. — М: Советская энциклопедия, 1984. — С. 555.

Физическая энциклопедия. — М: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 661. — ISBN 5-85270-034-7

Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М: Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 экз.


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Показатель поглощения" в других словарях:

  • показатель поглощения — (a) [ГОСТ 7601 78] [ГОСТ 26148 84] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Обобщающие термины фотометрические параметры и характеристики веществ, сред и тел EN linear absorption coefficient DE Absorptioniskoeffizient FR coefficient d… …   Справочник технического переводчика

  • показатель поглощения — sugerties rodiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. absorption index vok. Absorptionsindex, m rus. показатель поглощения, m pranc. indice d’absorption, m …   Fizikos terminų žodynas

  • показатель поглощения — rus показатель (м) поглощения eng absorptance, absorption factor, absorptivity fra facteur (m) d absorption, absorptivité (f) deu Absorptionsgrad (m) spa absortancia (f), factor (m) de absorción, absortividad (f) …   Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

  • показатель поглощения — Величина, обратная длине пути, на котором интенсивность потока излучения уменьшается в е раз. Примечание. Термин применяется только для линейных сред …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • натуральный показатель поглощения — (a') Величина, обратная расстоянию, на котором поток излучения, образующего параллельный пучок, ослабляется в раз (основание натуральных логарифмов) в результате поглощения в среде. Примечание Натуральный показатель поглощения a' и… …   Справочник технического переводчика

  • главный показатель поглощения — (κ) Величина, характеризующая уменьшение интенсивности излучения в веществе в результате поглощения. Примечание Величины n и κ называются оптическими постоянными и являются составляющими комплексного показателя преломления . [ГОСТ… …   Справочник технического переводчика

  • молярный показатель поглощения — (ε[k]) Отношение показателя поглощения исследуемого вещества к его молярной концентрации. [ГОСТ 7601 78] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Обобщающие термины оптические параметры и характеристики веществ и тел EN molar… …   Справочник технического переводчика

  • удельный показатель поглощения — Отношение разности показателей поглощения раствора и растворителя к концентрации растворенного вещества. Примечание При пользовании аналогичными величинами, основанными на ослаблении излучения в е раз, к соответствующему термину добавляется… …   Справочник технического переводчика

  • Показатель ослабления — Размерность L−1 Единицы измерения СИ м−1 СГС см …   Википедия

  • ПОГЛОЩЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ — отношение потока излучения, поглощённого данным телом, к потоку излучения, упавшему на это тело. В случае, если падающий поток имеет широкий спектр, указанное отношение характеризует т. н. интегральный П. к.; если же диапазон частот падающего… …   Физическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»