Показник розсіювання

Показник розсіювання — величина, зворотна відстані, на якій потік монохроматичного випромінювання, що поширюється в середовищі у вигляді паралельного пучка, зменшується внаслідок розсіювання в середовищі в деяку заздалегідь обумовлену кількість разів. У принциповому плані ступінь зменшення потоку випромінювання в даному визначенні можна вибирати будь-який, проте в науково-технічній, довідковій та нормативній літературі та в цілому на практиці використовуються два значення ступеня зменшення: одне, що дорівнює 10 (десятковий показник розсіювання), а інше — числу е (натуральний показник розсіювання).

Фізична величина
Назва		{{{Назва}}}
Вид величини		{{{ВидВеличини}}}
Позначення величини		{{{Позначення}}}
Позначення для розмірності		{{{Розмірність}}}
Похідна від		{{{ПохіднаВід}}}
Системи величин і одиниць	Одиниця		Розмірність
SI	{{{SI}}}		{{{SI-розмірність}}}
СГС	{{{CGS}}}		{{{CGS-розмірність}}}
СГСЕ (Ел-стат.)	{{{esE}}}		{{{esE-розмірність}}}
СГСМ (Ел-магн.)	{{{emE}}}		{{{emE-розмірність}}}
Планківські	{{{Планк}}}		{{{Планк-розмірність}}}
Астрономічні	{{{Астро}}}		{{{Астро-розмірність}}}
Англоамериканські	{{{Англо}}}		{{{Англо-розмірність}}}
Виноски
{{{Виноски}}}
Див. також: {{{ДивТакож}}}

Десятковий показник розсіювання

Десятковий показник розсіювання $r$ [1] визначається відповідно до формули:

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

де $\Phi _{0}$ — потік випромінювання на вході в середовище, $\Phi (l)$ — потік випромінювання після проходження ним в розсіюваному середовищі відстані $l$ .

Відповідно потік випромінювання при поширенні його в середовищі розсіювання в такому випадку описується виразом:

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

У диференціальній формі його можна записати так:

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

тут $d\Phi$ — зміна потока випромінювання, після проходження ним шару середовища з малою товщиною $dl$ .

Десятковий показник розсіювання зручно використовувати при виконанні оптикотехнічних розрахунків, зокрема для визначення коефіцієнтів пропускання оптичних систем.

Натуральний показник розсіювання

r'={\frac {1}{l}}\ln \left({\frac {I_{0}}{I(l)}}\right).

Натуральний і десятковий показники розсіювання пов'язані один з одним співвідношенням $r'=\ln(10)r$ або приблизно $r'\approx 2.303r$ . При використанні натурального показника розсіювання залежність потоку випромінювання від відстані, пройденої випромінюванням в розсіяному середовищі, описується виразом:

\Phi (l)=\Phi _{0}e^{-r'l}.

Його вигляд в диференціальній формі такий:

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

Рівняння з участю натурального показника розсіювання мають більш компактний вигляд, ніж у разі використання десяткового показника розсіювання, і не містять множника ln (10), що має штучне походження. Тому в наукових дослідженнях фундаментального характеру переважно використовується натуральний показник розсіювання.

Одиниці вимірювання

В рамках Міжнародної системи одиниць (SI) вибір одиниць вимірювання визначається міркуваннями зручності і сформованими традиціями. Найбільш широко використовуються зворотні сантиметри (см⁻¹⁾ і зворотні метри (м^−1).

Після створення оптичних матеріалів з екстремально низькими втратами і розвитком волоконної оптики, що послідувала за цим, в якості одиниці вимірювання показника розсіювання стали використовувати дБ/км (dB / km). У цьому випадку розрахунок значень показника розсіювання здійснюється за формулою:

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

де

l

виражається в км.

Таким чином, дБ / км в 10⁶ разів менше, ніж см^−1. Відповідно, якщо показник розсіювання матеріалу дорівнює 1 дБ/км, то це означає, що його десятковий показник розсіювання дорівнює 10⁻⁶ см^−1.

Приклади значень

Показник розсіювання є важливою характеристикою оптичних матеріалів. У таблиці наведені значення десяткових показників розсіювання деякого безбарвного оптичного скла основних типів для спектральної лінії e, тобто на довжині хвилі 546 нм[2].

Див. також

Примітки

Позначення відповідають рекомендованим в ГОСТ 26148-84 і ГОСТ 7601—78.
ГОСТ 13659-78. Стекло оптическое бесцветное. Физико-химические характеристики. Основные параметры. — М : Издательство стандартов, 1999. — 27 с.

Література

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. 625.

Физическая энциклопедия. — М : Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 4. — С. 283. — ISBN 5-85270-087-8.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[ГОСТ-1] Позначення відповідають рекомендованим в ГОСТ 26148-84 і ГОСТ 7601—78.

[2] ГОСТ 13659-78. Стекло оптическое бесцветное. Физико-химические характеристики. Основные параметры. — М : Издательство стандартов, 1999. — 27 с.