Коэффициент пропускания

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
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[править | править вики-текст]

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

Коэффициент направленного пропускания T_r[править | править вики-текст]

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

Коэффициент диффузного пропускания T_d[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

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}[править | править вики-текст]

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

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания T_A[править | править вики-текст]

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания T_A для белого света стандартного источника A (с коррелированной цветовой температурой излучения T=2856 K) рассчитывается по формуле[2][3]:

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

или следующей из неё:

T_A=\frac{\int\limits_{380}^{760} \Phi_{out,\lambda}(\lambda)V(\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, \Phi_{out,\lambda}(\lambda) — спектральная плотность потока излучения, дошедшего до выходной поверхности, а V(\lambda) — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения[4].

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[править | править вики-текст]

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[5].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Обозначения соответствуют рекомендованным в ГОСТ 26148-84. Допускается также использование греческой \tau.
  2. 1 2 3 Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М: Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 экз.
  3. Зверев В. А., Кривопустова Е. В., Точилина Т. В. Оптические материалы. Часть 1. — Санкт-Петербург: ИТМО, 2009. — С. 95. — 244 с.
  4. ГОСТ 8.332-78. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. — М: Издательство стандартов, 1979. — 6 с. — 2000 экз.
  5. Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М: Дом оптики, 1990. — 229 с. — 1500 экз.

Литература[править | править вики-текст]

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.