Absorptionshastighed

Absorptionshastighed
$a,a'$
Dimension	L −1
Enheder
SI	1m
GHS	1/cm
Noter
skalar

Absorptionsindekset er det reciproke af afstanden, hvor fluxen af monokromatisk stråling , der danner en parallel stråle, falder som følge af absorption i mediet med et vist forudbestemt antal gange. I princippet kan dæmpningsgraden af strålingsfluxen i denne definition vælges af enhver, men i den videnskabelige, tekniske, reference- og regulatoriske litteratur og generelt i praksis er to værdier for dæmpningsgraden brugt: en lig med 10, og den anden - tallet e .

Decimal Absorptionsrate

Hvis dæmpningshastigheden er valgt til at være 10 i definitionen af absorptionsindekset, så omtales det resulterende absorptionsindeks [1] som decimal. I dette tilfælde foretages beregningen i henhold til formlen: $-en$

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

hvor er strålingsfluxen ved indgangen til mediet, er strålingsfluxen efter den har passeret afstanden i det absorberende medium . $\Phi _{0}$ $\Phi (l)$ $l$

Derfor har Bouguer-Lambert-Beer-loven i dette tilfælde formen:

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

I differentiel form kan det skrives som følger:

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

Her er ændringen i strålingsfluxen, efter at den passerer gennem et mellemlag med en lille tykkelse . Da det i første omgang antages, at dæmpningen af stråling kun sker på grund af absorption, repræsenterer faldet i strålingsfluxen samtidig den effekt, som mediet modtager. $d\Phi$ $dl$ $d\Phi$

Decimalabsorptionsindekset er praktisk at bruge, når der udføres optotekniske beregninger, især for at bestemme transmissionskoefficienterne for optiske systemer.

Naturlig absorptionshastighed

Når det bruges til at bestemme absorptionsindekset for tallet e , kaldes absorptionsindekset [1] naturligt. Beregningen udføres i overensstemmelse med formlen: $en'$

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

Naturlige og decimale absorptionshastigheder er relateret til hinanden med et forhold eller ca. Med deltagelse af det naturlige absorptionsindeks tager Bouguer-Lambert-Beer-loven formen: $a'=\ln(10)a$ $a'\ca. 2.303a$

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

Dens differentiale form er som følger:

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

Al den stråleenergi, der går tabt på grund af absorption, modtages af mediet. Derfor, for kraften modtaget af mediet, er det sandt: $P$

dP=a'\Phi(l)dl,

hvorfra viser det sig: $en'$

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

Fra den sidste lighed følger en vigtig egenskab ved det naturlige absorptionsindeks, som også kan opfattes som dets alternative definition: det naturlige absorptionsindeks er lig med den relative værdi af den effekt, der absorberes af et stoflag med lille enhedstykkelse, når strålingen falder på det.

Ligninger, der involverer den naturlige absorbans, har en mere kompakt form end ved brug af decimalabsorbansen og indeholder ikke den kunstige faktor ln(10). I videnskabelige undersøgelser af grundlæggende karakter, især dem, der vedrører interaktionen mellem stråling og stof, anvendes det naturlige absorptionsindeks derfor.

Måleenheder

Inden for rammerne af International System of Units (SI) er valget af måleenheder bestemt af bekvemmelighedshensyn og etablerede traditioner. De mest anvendte er omvendte centimeter (cm −1 ) og omvendte meter (m −1 ). For relativt store absorptionsværdier anvendes reciproke millimeter [2] .

Med fremkomsten af optiske materialer med ekstrem lav absorbans og den efterfølgende udvikling af fiberoptik er dB /km (dB/km) blevet brugt som enhed for absorbans . I dette tilfælde beregnes absorptionsindeksværdierne ved hjælp af formlen:

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

hvor er udtrykt i km. $l$

Således er dB/km 10 6 gange finere end cm −1 . Tilsvarende, hvis et materiales absorptionsindeks er 1 dB/km, betyder det, at dets decimale absorptionsindeks er 10 −6 cm −1 .

Om ejendommeligheder ved terminologi

Tilstedeværelsen af lignende udtryk fører til udbredte unøjagtigheder og fejl i deres brug og resulterende misforståelser. Oftest er der en forvirring af begreber i sådanne udtrykspar med forskellige betydninger:

Absorptionshastighed og dæmpningshastighed
Absorptionshastighed og absorptionskoefficient
Dæmpningsindeks og dæmpningsfaktor
Decimalabsorptions- og dæmpningsrater og deres naturlige modstykker

Situationen forværres af forskelle i den terminologi, der bruges i russisk og engelsk litteratur. Især opstår misforståelser på grund af det faktum, at ækvivalenten til " Dæmpningskoefficient " på russisk ikke er "Dæmpningskoefficient" i overensstemmelse med det, men " Dæmpningsindeks ". Tilsvarende er ækvivalenten til den engelske " Absorption coefficient " ikke absorptionskoefficienten, men udtrykket "Absorption index".

Se også

Noter

↑ 1 2 Betegnelser svarer til dem, der anbefales i GOST 26148-84 og GOST 7601-78.
↑ Farvet optisk glas og specialglas. Katalog. Ed. Petrovsky G.T. - M . : House of Optics, 1990. - 229 s. - 1500 eksemplarer.

Litteratur

GOST 26148-84. Fotometri. Begreber og definitioner. . - M . : Forlag for standarder, 1984. - 24 s.
GOST 7601-78. Fysisk optik. Begreber, bogstavbetegnelser og definitioner af grundmængder . - M . : Forlag af standarder, 1999. - 16 s.
Absorptionsindeks // Physical Encyclopedia / Kap. udg. A. M. Prokhorov . - M. : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3. Magnetoplasma-kompressor - Poyntings sætning. - S. 661. - 672 s. - 48.000 eksemplarer. — ISBN 5-85270-019-3 .
Absorptionshastighed // Fysisk encyklopædisk ordbog / Kap. udg. A. M. Prokhorov . - M .: Soviet Encyclopedia , 1984. - S. 555 . — 944 s.
Farveløst optisk glas fra USSR. Katalog. Ed. G.T. Petrovsky . - M . : House of Optics, 1990. - 131 s. - 3000 eksemplarer.