Коэффициент затухания - Attenuation coefficient - Wikipedia

Относительно «коэффициента затухания» применительно к теории электромагнитного поля и телекоммуникациям см. Постоянная затухания. Относительно «массового коэффициента ослабления» см. Коэффициент ослабления массы.

В коэффициент линейного затухания, коэффициент затухания, или же коэффициент ослабления узкого луча характеризует, насколько легко объем материала может быть пронизан пучком свет, звук, частицы, или другой энергия или же иметь значение.[1] Большой коэффициент затухания означает, что луч быстро «затухает» (ослабляется) при прохождении через среду, а небольшой коэффициент затухания означает, что среда относительно прозрачный к балке. В Единица СИ коэффициента затухания - это обратный счетчик−1). Коэффициент экстинкции это старый термин для этого количества[1] но все еще используется в метеорология и климатология.[2] Чаще всего количество измеряет значение нисходящей е-складывающийся расстояние исходной интенсивности, когда энергия интенсивности проходит через единицу (например, один метр) толщины материала, так что коэффициент затухания 1 м−1 означает, что после прохождения 1 метра излучение уменьшится в раз е, а для материала с коэффициентом 2 м−1, он будет уменьшен вдвое на е, или же е2. Другие меры могут использовать коэффициент, отличный от е, такой как декадный коэффициент затухания ниже. В коэффициент ослабления широкого луча считает излучение, рассеянное вперед, как переданное, а не ослабленное, и более применимо к радиационная защита.

Обзор

Коэффициент затухания описывает степень, в которой лучистый поток луча уменьшается при прохождении через определенный материал. Он используется в контексте:

Коэффициент ослабления называется «коэффициентом ослабления» в контексте

  • солнечный и инфракрасный перенос излучения в атмосфера, хотя обычно обозначается другим символом (учитывая стандартное использование μ = cos θ для наклонных дорожек);

Небольшой коэффициент затухания указывает на то, что рассматриваемый материал относительно прозрачный, а большее значение указывает на большую степень непрозрачность. Коэффициент ослабления зависит от типа материала и энергии излучения. Как правило, для электромагнитного излучения, чем выше энергия падающих фотонов и чем менее плотен рассматриваемый материал, тем ниже будет соответствующий коэффициент ослабления.

Математические определения

Полусферический коэффициент затухания

Полусферический коэффициент затухания объема, обозначенного μ, определяется как[5]

куда

Коэффициент спектрального полусферического ослабления

Коэффициент спектрального полусферического ослабления по частоте и спектральный полусферический коэффициент затухания на длине волны объема, обозначенного μν и μλ соответственно, определяются как[5]

куда

Коэффициент направленного затухания

Коэффициент направленного затухания объема, обозначенного μΩ, определяется как[5]

куда Lе, Ω это сияние.

Коэффициент направленного спектрального ослабления

Коэффициент направленного спектрального ослабления по частоте и коэффициент направленного спектрального ослабления в длине волны объема, обозначенного μΩ, ν и μΩ, λ соответственно, определяются как[5]

куда

Коэффициенты поглощения и рассеяния

При узком (коллимированный ) пучок проходит через объем, пучок теряет интенсивность из-за двух процессов: поглощение и рассеяние.

Коэффициент поглощения объема, обозначенного μа, и коэффициент рассеяния объема, обозначенного μs, определяются так же, как и для коэффициента затухания.[5]

Коэффициент ослабления объема складывается из коэффициента поглощения и коэффициента рассеяния:[5]

Просто глядя на сам узкий луч, эти два процесса невозможно различить. Однако, если детектор настроен для измерения луча, уходящего в разных направлениях, или, наоборот, с использованием неузкого луча, можно измерить, какая часть потерянного лучистого потока была рассеянной и какая была поглощена.

В этом контексте «коэффициент поглощения» измеряет, насколько быстро луч потеряет лучистый поток из-за поглощения один, а «коэффициент затухания» измеряет общий потеря интенсивности узкого луча, в том числе и рассеяние. «Коэффициент затухания в узком луче» всегда однозначно относится к последнему. Коэффициент затухания по крайней мере такой же, как коэффициент поглощения; они равны в идеализированном случае отсутствия рассеяния.

Массовые коэффициенты ослабления, поглощения и рассеяния

Коэффициент ослабления массы, массовый коэффициент поглощения, и массовый коэффициент рассеяния определены как[5]

куда ρм это плотность вещества.

Наперовские и декадные коэффициенты затухания

Десятичный коэффициент затухания или же декадный коэффициент ослабления узкого луча, обозначенный μ10, определяется как

Так же, как обычный коэффициент затухания измеряет количество е-кратное сокращение, которое происходит на единице длины материала, этот коэффициент измеряет, сколько происходит 10-кратное сокращение: десятичный коэффициент 1 м−1 означает, что 1 м материала снижает излучение один раз в 10 раз.

μ иногда называют Коэффициент неперовского затухания или же Коэффициент затухания неперово узкого луча а не просто «коэффициент затухания». Термины «декадный» и «наперовский» происходят от базы, используемой для экспоненциальный в Закон Бера – Ламберта для образца материала, в котором участвуют два коэффициента затухания:

куда

В случае униформа затухание эти отношения становятся

Случаи неоднородный затухание происходит в наука об атмосфере приложения и радиационная защита теория, например.

Коэффициент затухания (Напьера) и декадный коэффициент затухания образца материала связаны с числовые плотности и количественные концентрации своего N аттенуирующие виды как

куда

по определению сечения затухания и молярного коэффициента затухания.

Сечение затухания и молярный коэффициент затухания связаны соотношением

а числовую плотность и количественную концентрацию на

куда NА это Константа Авогадро.

В слой половинной стоимости (HVL) - толщина слоя материала, необходимого для уменьшения лучистого потока проходящего излучения до половины его падающей величины. Слой половинной стоимости составляет около 69% (ln 2) от Глубина проникновения. Инженеры используют эти уравнения, чтобы определить, какая толщина экранирования требуется для ослабления излучения до приемлемых или нормативных пределов.

Коэффициент затухания также обратно пропорционален длина свободного пробега. Более того, это очень тесно связано с затуханием поперечное сечение.

Блоки радиометрии СИ

Блоки радиометрии СИ
КоличествоЕдиница измеренияИзмерениеПримечания
ИмяСимвол[nb 1]ИмяСимволСимвол
Энергия излученияQе[nb 2]джоульJML2Т−2Энергия электромагнитного излучения.
Плотность лучистой энергиишеджоуль на кубический метрДж / м3ML−1Т−2Лучистая энергия на единицу объема.
Сияющий потокΦе[nb 2]ваттW = Дж / сML2Т−3Излучаемая, отраженная, переданная или полученная энергия излучения в единицу времени. Иногда это также называют «сияющей силой».
Спектральный потокΦе, ν[№ 3]ватт на герцВт /ГцML2Т−2Лучистый поток на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅нм.−1.
Φе, λ[№ 4]ватт на метрВт / мMLТ−3
Сияющая интенсивностьяе, Ω[№ 5]ватт на стерадианВт /SRML2Т−3Излучаемый, отраженный, передаваемый или принимаемый поток излучения на единицу телесного угла. Это направленный количество.
Спектральная интенсивностьяе, Ω, ν[№ 3]ватт на стерадиан на герцW⋅sr−1⋅Гц−1ML2Т−2Интенсивность излучения на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в W⋅sr.−1⋅нм−1. Это направленный количество.
яе, Ω, λ[№ 4]ватт на стерадиан на метрW⋅sr−1⋅m−1MLТ−3
СияниеLе, Ω[№ 5]ватт на стерадиан на квадратный метрW⋅sr−1⋅m−2MТ−3Лучистый поток, излучаемый, отраженный, передаваемый или принимаемый поверхность, на единицу телесного угла на единицу площади проекции. Это направленный количество. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральное сияниеLе, Ω, ν[№ 3]ватт на стерадиан на квадратный метр на герцW⋅sr−1⋅m−2⋅Гц−1MТ−2Сияние поверхность на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в W⋅sr.−1⋅m−2⋅нм−1. Это направленный количество. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью».
Lе, Ω, λ[№ 4]ватт на стерадиан на квадратный метр, на метрW⋅sr−1⋅m−3ML−1Т−3
Освещенность
Плотность потока
Eе[nb 2]ватт на квадратный метрВт / м2MТ−3Сияющий поток получила по поверхность на единицу площади. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральная освещенность
Спектральная плотность потока
Eе, ν[№ 3]ватт на квадратный метр на герцW⋅m−2⋅Гц−1MТ−2Освещенность поверхность на единицу частоты или длины волны. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью». Внесистемные единицы спектральной плотности потока включают: Янски (1 Ян = 10−26 W⋅m−2⋅Гц−1) и блок солнечного потока (1 SFU = 10−22 W⋅m−2⋅Гц−1 = 104 Jy).
Eе, λ[№ 4]ватт на квадратный метр, на метрВт / м3ML−1Т−3
ЛучистостьJе[nb 2]ватт на квадратный метрВт / м2MТ−3Сияющий поток уход (испускается, отражается и передается) a поверхность на единицу площади. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральное излучениеJе, ν[№ 3]ватт на квадратный метр на герцW⋅m−2⋅Гц−1MТ−2Сияние поверхность на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅м.−2⋅нм−1. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью».
Jе, λ[№ 4]ватт на квадратный метр, на метрВт / м3ML−1Т−3
Сияющая выходностьMе[nb 2]ватт на квадратный метрВт / м2MТ−3Сияющий поток испускается по поверхность на единицу площади. Это излучаемая составляющая излучения. «Излучение» - это старый термин для обозначения этой величины. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральная выходностьMе, ν[№ 3]ватт на квадратный метр на герцW⋅m−2⋅Гц−1MТ−2Сияющий выход поверхность на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅м.−2⋅нм−1. «Спектральный коэффициент излучения» - старый термин для обозначения этой величины. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью».
Mе, λ[№ 4]ватт на квадратный метр, на метрВт / м3ML−1Т−3
Сияющее воздействиеЧАСеджоуль на квадратный метрДж / м2MТ−2Лучистая энергия, полученная поверхность на единицу площади, или, что эквивалентно, освещенность поверхность интегрируется с течением времени облучения. Иногда это также называют «сияющим флюенсом».
Спектральная экспозицияЧАСе, ν[№ 3]джоуль на квадратный метр на герцJ⋅m−2⋅Гц−1MТ−1Сияющая экспозиция поверхность на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Дж⋅м.−2⋅нм−1. Иногда это также называют «спектральным флюенсом».
ЧАСе, λ[№ 4]джоуль на квадратный метр, на метрДж / м3ML−1Т−2
Полусферический коэффициент излученияεНет данных1Сияющий выход поверхность, деленное на черное тело при той же температуре, что и эта поверхность.
Спектральная полусферическая излучательная способностьεν
 или же
ελ
Нет данных1Спектральная выходность поверхность, деленное на черное тело при той же температуре, что и эта поверхность.
Направленная излучательная способностьεΩНет данных1Сияние испускается по поверхность, деленное на испускаемое черное тело при той же температуре, что и эта поверхность.
Спектрально-направленная излучательная способностьεΩ, ν
 или же
εΩ, λ
Нет данных1Спектральное сияние испускается по поверхность, деленное на черное тело при той же температуре, что и эта поверхность.
Полусферическое поглощениеАНет данных1Сияющий поток поглощен по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью. Это не следует путать с "поглощение ".
Спектральное полусферическое поглощениеАν
 или же
Аλ
Нет данных1Спектральный поток поглощен по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью. Это не следует путать с "спектральное поглощение ".
Направленное поглощениеАΩНет данных1Сияние поглощен по поверхность, деленное на яркость, падающую на эту поверхность. Это не следует путать с "поглощение ".
Спектральное направленное поглощениеАΩ, ν
 или же
АΩ, λ
Нет данных1Спектральное сияние поглощен по поверхность, деленное на спектральную яркость, падающую на эту поверхность. Это не следует путать с "спектральное поглощение ".
Полусферическое отражениерНет данных1Сияющий поток отраженный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Спектральная полусферическая отражательная способностьрν
 или же
рλ
Нет данных1Спектральный поток отраженный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Направленное отражениерΩНет данных1Сияние отраженный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Спектральное направленное отражениерΩ, ν
 или же
рΩ, λ
Нет данных1Спектральное сияние отраженный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Полусферический коэффициент пропусканияТНет данных1Сияющий поток переданный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Спектральное полусферическое пропусканиеТν
 или же
Тλ
Нет данных1Спектральный поток переданный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Направленное пропусканиеТΩНет данных1Сияние переданный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Спектрально-направленное пропусканиеТΩ, ν
 или же
ТΩ, λ
Нет данных1Спектральное сияние переданный по поверхность, деленное на полученное этой поверхностью.
Полусферический коэффициент затуханияμобратный счетчикм−1L−1Сияющий поток поглощен и разбросанный по объем на единицу длины, деленную на полученный объем.
Коэффициент спектрального полусферического ослабленияμν
 или же
μλ
обратный счетчикм−1L−1Спектральный лучистый поток поглощен и разбросанный по объем на единицу длины, деленную на полученный объем.
Коэффициент направленного затуханияμΩобратный счетчикм−1L−1Сияние поглощен и разбросанный по объем на единицу длины, деленную на полученный объем.
Коэффициент направленного спектрального ослабленияμΩ, ν
 или же
μΩ, λ
обратный счетчикм−1L−1Спектральное сияние поглощен и разбросанный по объем на единицу длины, деленную на полученный объем.
Смотрите также: SI  · Радиометрия  · Фотометрия
  1. ^ Организации по стандартизации рекомендовать радиометрический количество следует обозначать суффиксом «е» (от «энергичный»), чтобы не путать с фотометрическим или фотон количества.
  2. ^ а б c d е Иногда встречаются альтернативные символы: W или же E для лучистой энергии, п или же F для лучистого потока, я для освещенности, W для сияющего выхода.
  3. ^ а б c d е ж грамм Спектральные величины даны на единицу частота обозначаются суффиксом "ν «(Греческий) - не путать с суффиксом« v »(« визуальный »), обозначающим фотометрическую величину.
  4. ^ а б c d е ж грамм Спектральные величины даны на единицу длина волны обозначаются суффиксом "λ "(Греческий).
  5. ^ а б Направленные величины обозначаются суффиксом "Ω "(Греческий).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "Коэффициент затухания ". Дои:10.1351 / goldbook.A00516
  2. ^ «2-е издание Глоссария по метеорологии». Американское метеорологическое общество. Получено 2015-11-03.
  3. ^ ISO 20998-1: 2006 «Измерение и определение характеристик частиц акустическими методами».
  4. ^ Духин, А. и Гетц П.Дж. "Ультразвук для определения характеристик коллоидов", Elsevier, 2002
  5. ^ а б c d е ж грамм «Теплоизоляция. Передача тепла излучением. Физические величины и определения». ISO 9288: 1989. ISO каталог. 1989 г.. Получено 2015-03-15.

внешняя ссылка