Коефіцієнт пропускання

фізична величина, що дорівнює відношенню потоку випромінювання, котрий пройшов через середовище, до потоку випромінювання, що впав на його
Фізична величина
Назва Коефіцієнт пропускання
Вид величини скалярна
Позначення величини
Позначення для розмірності безрозмірнісна
Системи величин і одиниць Одиниця Розмірність
SI
{{{SI}}}
{{{SI-розмірність}}}

Коефіцієнт пропускання — безрозмірнісна фізична величина, що дорівнює відношенню потоку випромінювання , котрий пройшов через середовище, до потоку випромінювання , що впав на його поверхню[1]:

Приклад спектра пропускання рубінового монокристала товщиною 1 см у видимій і ближній інфрачервоної частинах спектра. На малюнку видно смуги поглинання в синій і зеленій частинах спектра і вузька лінія поглинання на довжині хвилі 694 нм — довжині хвилі випромінювання рубінового лазера.

В загальному випадку значення коефіцієнта пропускання [2] тіла залежить як від властивостей самого тіла, так і від кута падіння, спектрального складу і поляризації випромінювання.

Чисельно коефіцієнт пропускання виражають у частках або у відсотках.

Коефіцієнт пропускання неактивних середовищ завжди менший від 1. В активних середовищах коефіцієнт пропускання більший або дорівнює 1, під час проходження випромінювання через такі середовища відбувається його посилення. Активні середовища використовуються як робочі середовища лазерів[3][4][5][6].

Коефіцієнт пропускання пов'язаний з оптичною густиною співвідношенням:

Сума коефіцієнта пропускання і коефіцієнтів відбиття, поглинання і розсіювання дорівнює одиниці. Це твердження випливає з закону збереження енергії.

Похідні, пов'язані і споріднені поняттяРедагувати

Разом з поняттям «коефіцієнт пропускання» широко використовуються й інші створені на його основі поняття. Частина з них розглянуто нижче.

Коефіцієнт спрямованого пропускання  Редагувати

Коефіцієнт спрямованого пропускання дорівнює відношенню потоку випромінювання, що пройшов крізь середовище, не зазнавши розсіювання, до потоку випромінювання, що падає.

Коефіцієнт дифузного пропускання  Редагувати

Коефіцієнт дифузного пропускання дорівнює відношенню потоку випромінювання, що пройшов крізь середовище і розсіяний ним, до потоку випромінювання, що падає.

За відсутності поглинання і відбиттів виконується співвідношення:

 

Спектральний коефіцієнт пропускання  Редагувати

Коефіцієнт пропускання монохроматичного випромінювання називають спектральним коефіцієнтом пропускання. Вираз для нього має вигляд:

 

де   і   — потоки монохроматичного випромінювання, що падає на середовище, і що пройшов через нього відповідно.

Коефіцієнт внутрішнього пропускання  Редагувати

Коефіцієнт внутрішнього пропускання відображає тільки ті зміни інтенсивності випромінювання, які відбуваються всередині середовища, тобто втрати через відбиття на вхідний і вихідний поверхнях середовища він не враховує.

Таким чином, за визначенням:

 
де   — потік випромінювання, який перебуває в середовищі, а   — потік випромінювання, який дійшов до вихідної поверхні.

З урахуванням відбиття випромінювання на вхідний поверхні співвідношення між потоком випромінювання  , який перебуває в середовищі, і потоком випромінювання  , що падає на вхідну поверхню, має вигляд:

 
де   — коефіцієнт відбиття від вхідної поверхні.

На вихідний поверхні також відбувається відбивання, тому потік випромінювання  , що падає на цю поверхню, і потік  , що виходить з середовища, пов'язані співвідношенням:

 
де   — коефіцієнт відбиття від вихідної поверхні. Відповідно, виконується:
 

Як наслідок, для зв'язку   і   виходить:

 

Коефіцієнт внутрішнього пропускання зазвичай використовується не під час опису властивостей тіл, як таких, а як характеристика матеріалів, переважно оптичних[7].

Спектральний коефіцієнт внутрішнього пропускання  Редагувати

Спектральний коефіцієнт внутрішнього пропускання — це коефіцієнт внутрішнього пропускання для монохроматичного світла.

Інтегральний коефіцієнт внутрішнього пропускання  Редагувати

Інтегральний коефіцієнт внутрішнього пропускання   для білого світла стандартного джерела A (з корелятивною колірною температурою випромінювання T = 2856 K) розраховується за формулою[7][8]:

 

або отриманої з неї:

 
де   — спектральна густина потоку випромінювання, який увійшов у середовище,   — спектральна густина потоку випромінювання, який дійшов до вихідної поверхні, а   — відносна спектральна світлова ефективність монохроматичного випромінення для денного зору[9].

Подібним чином визначаються інтегральні коефіцієнти пропускання і для інших джерел світла.

Інтегральний коефіцієнт внутрішнього пропускання характеризує здатність матеріалу пропускати світло, що сприймається людським оком, і тому є важливою характеристикою оптичних матеріалів[7].

Спектр пропусканняРедагувати

Спектр пропускання — це залежність коефіцієнта пропускання від довжини хвилі або частоти (хвильового числа, енергії кванта тощо) випромінювання. Стосовно світла такі спектри називають також спектрами світлопропускання.

Спектри пропускання є первинним експериментальним матеріалом, одержуваним під час досліджень, виконуваних методами абсорбційної спектроскопії. Такі спектри становлять і самостійний інтерес, наприклад, як одна з основних характеристик оптичних матеріалів[10].

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. Пропускания коэффициент // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1994. — Т. 4. — С. 149. — 704 с. — 40 000 екз. — ISBN 5-85270-087-8.
  2. Обозначения соответствуют рекомендованным в ГОСТ 26148-84. Допускается также использование греческой  
  3. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. ЛАЗЕРЫ И УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ. Термины и определения.
  4. Справочник по лазерам. Пер. с англ. под ред. А. М. Прохорова, т. 1-2, М.: 1978.
  5. Звелто О. Физика лазеров. Пер. с англ., 2 изд., М.: 1984.
  6. Карлов Н. В. Лекции по квантовой электронике. М.: 1983. М. Н. Андреева.
  7. а б в Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М : Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 екз.
  8. Зверев В. А., Кривопустова Е. В., Точилина Т. В. Оптические материалы. Часть 1. — Санкт-Петербург : ИТМО, 2009. — С. 95. — 244 с.
  9. ДСТУ ГОСТ 8.332:2008 Державна система забезпечення єдності вимірювань. Світлові вимірювання. Значення відносної спектральної світлової ефективності монохроматичного випромінювання для денного зору
  10. Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т.. — М : Дом оптики, 1990. — 229 с. — 1500 екз.

ЛітератураРедагувати

  • 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. — 16 с.
  • 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..