불투명도(광학)

1. 불투명도, 2. 투명도 및 3. 투명도 비교. 각 패널 뒤에는 별이 있습니다.

불투명도는 전자파나 다른 종류의 방사선, 특히 가시광선에 대한 투과성의 척도이다.방사전송에서는 플라즈마, 유전체, 차폐재, 유리 등의 매체에서 방사선의 흡수 및 산란을 기술한다.불투명한 물체는 투명하지도 않고(모든 빛이 통과하도록 허용), 반투명하지도 않습니다(일부 빛이 통과할 수 있음).빛이 두 물질 사이의 계면에 닿으면 일반적으로 일부는 반사되고 일부는 흡수되고 일부는 산란되며 나머지는 투과됩니다(굴절 참조).반사는 흰색 벽에 반사되는 빛과 같이 확산될 수 있으며 거울에 반사되는 빛과 같이 반사될 수 있습니다.불투명한 물질은 빛을 투과하지 않기 때문에 빛을 반사, 산란 또는 흡수한다.미러와 카본 블랙은 모두 불투명합니다.불투명도는 고려되는 빛의 주파수에 따라 달라집니다.예를 들어, 어떤 종류의 유리는 시야 범위에서는 투명하지만 자외선에 대해서는 대체로 불투명하다.차가운 가스의 흡수 라인에서 보다 극단적인 주파수 의존성이 눈에 띈다.불투명도는 여러 가지 방법으로 수량화할 수 있습니다. 예를 들어 불투명도에 대한 수학적 설명을 참조하십시오.

프로세스가 다르면 흡수, 반사, 산란을 포함한 불투명도가 발생할 수 있습니다.

어원학

중세 후기 영어 오파케, 라틴어 주판 '어두워졌다'현재의 철자법은 프랑스어의 영향을 받아왔다.

방사선 투과성

방사선 불투명도는 X선의 불투명도를 설명하는 데 우선적으로 사용됩니다.현대의학에서 방사성 물질은 X선이나 유사한 방사선이 통과하지 못하게 하는 물질이다.방사선 촬영 영상은 혈류, 위장관을 통과하거나 뇌척수액으로 전달되어 CT 스캔 또는 X선 영상을 강조하기 위해 사용될 수 있는 방사선 조영제에 의해 혁신되었습니다.방사선 용량은 방사선 개입 중에 사용되는 유도선이나 스텐트와 같은 다양한 기기의 설계에서 중요한 고려사항 중 하나이다.중재적 시술 중에 장치를 추적할 수 있기 때문에 특정 혈관 내 장치의 방사선 투과성이 중요합니다.

정량적 정의

"불투명"과 "불투명"이라는 단어는 위에서 설명한 속성을 가진 물체나 매체에 대한 구어체로 자주 사용됩니다.하지만, 여기에 주어진 천문학, 플라즈마 물리학, 그리고 다른 분야에서 사용되는 "불투명성"에 대한 특정하고 정량적인 정의도 있다.

이 용도에서 "불투명도"는 전자기 방사선의 특정 주파수 ${\$ ${\$ $displaystyle \nu }$ 에서 $\kappa _{\nu }$ $\nu$ 질량 감쇠 계수의 다른 용어이다(또는 맥락에 따라 질량 흡수 계수, 여기서 그 차이를 설명한다).

보다 구체적으로 주파수 $(\displaystyle\nu)$ 의 $\nu$ 빔이 불투명도 $(\$ 및 $\kappa _{\nu }$ 질량 밀도 $\rho$ (\ $displaystyle\rho$ 를 가진 매체를 통과하면 다음 공식에 따라 거리 x만큼 강도가 감소합니다.

I(x)=I_{0}e^{-\kappa_{\nu}\rho x}

어디에

x는 빛이 매체를 통해 이동한 거리입니다.
$)$ { $displaystyle$ I $(x)}$ 는 $I(x)$ 거리 x에 남아 있는 빛의 세기입니다.
$I_{0}$ 0 $({$ 은 $I_{0}$ x $x=0$ ({ $displaystyle$ x $=0})$ 에서 빛의 초기 강도입니다.

주어진 주파수에서 주어진 매체에 대해 불투명도는 길이/질량 단위로² 0에서 무한대 사이의 수치 값을 가집니다.

대기 오염 작업의 불투명도는 감쇠 계수(소멸 계수) 대신 차단된 빛의 비율을 의미하며, 0% 차단에서 100% 차단까지 다양하다.

{text{Opacity}}=100%\left(1-{\frac {I(x)}}{I_{0}}\right

플랑크 및 로젤란드 불투명도

특정 가중치 체계를 사용하여 계산된 평균 불투명도를 정의하는 것이 일반적입니다.플랑크 불투명도(플랑크-평균^[1] 흡수계수라고도 함)는 정규화된 플랑크 흑체 방사선 에너지 밀도 분포인 $B_{\nu }(T)$ ( $)$ (\ $displaystyle B_{\nu$ displaystyle $\kappa_\nu$ }( $\kappa _{\nu }$ )를 $\kappa _{\nu }$ 가중 함수로 $\kappa _{\nu }$ 하며 $,$ 평균 δ (\displaystyle \kappa_nu ${\$ nu})를 직접 사용한다.

\kappa _{Pl}={\infty}\kappa _{\nu}B_{\infty }B_{\nu }(T)\nu }d\nu }(T)=\leftwright\pi \int } ^4

여기서

\sigma

(\

displaystyle \sigma)

는

\sigma

스테판-볼츠만 상수입니다.

한편, 로젤란드 불투명도 $($ 스베인 로젤란드 이후)는 플랑크 분포의 온도 $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ u ( $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ , T ) $=$ $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ B $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ ( $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ ) / $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ T ( \ $display style u$ ( \ $nu$ , T )= \ $partial$ B $_$ { \ $nu$ } $u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T$ T )를 $사용$ 한다.

{\kappa } = frac {\int _ {0}^{\infty } u(\nu,T)d\nu } {\int _{0}^{\infty }u(\nu,T)d\nu} } u(\nu) }.

광자 평균 자유경로는

\lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho )^{-1}

\lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho )^{-1}

(

κ

) -

\lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho )^{-1}

(

\lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho )^{-1}

\

displaystyle

\

displayda _

{ \ nu } = ( \

kappa

_ { \ nu } \

rho )^

-

1

입니다

\lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho )^{-1}

로스랜드 불투명도는 복사 수송 방정식에 대한 확산 근사에서 도출된다.국소 열평형에서와 같이 방사선 평균 자유로와 동등하거나 그보다 작은 거리에 걸쳐 방사선장이 등방성이면 항상 유효하다.실제로 Thomson 전자 산란의 평균 불투명도는 다음과 같습니다.

\displaystyle \kappa _{\rm {es}}=0.20(1+X),\mathrm {cm^{2},g^{-1}}

X

서 X

(\displaystyle

X

)

는

X

수소 질량 비율입니다.태양 금속성을 가정할 때 비상대론적 열 제동 또는 자유 전이의 경우 다음과 같다.^[2]

(\displaystyle \kappa _{\rm {ff}}(\rho,T)=0.64\times 10^{23}(\rho [{\rm {g}}~{\rm {,cm}}^{-3})))(T[{\rm {K}}})^{-7/2}{\rm {,cm}}^{2}{\rm {,g}}^{-1}.}

Rosseland 평균 감쇠 계수는 다음과 같습니다.^[3]

{\kappa } = specfrac {{0}^{\infty}(\kappa _{\nu,{\rm {ff}}) +\kappa _{\nu,{\rm {ff}})^{-1u(\nu,T) d\nu } {\int _0} {\inftyu},

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ 온화한 복사열 전달, ISBN 978-0-12386944-9
^ 스튜어트 L.샤피로와 사울 A. 테콜스키, "블랙홀, 백색왜성, 중성자별" 1983, ISBN 0-471-87317-9.
^ 조지 B.Rybicki와 Alan P. 라이트먼, 1979년 ISBN 0-471-04815-1.

[1] 온화한 복사열 전달, ISBN 978-0-12386944-9

[2] 스튜어트 L.샤피로와 사울 A. 테콜스키, "블랙홀, 백색왜성, 중성자별" 1983, ISBN 0-471-87317-9.

[3] 조지 B.Rybicki와 Alan P. 라이트먼, 1979년 ISBN 0-471-04815-1.

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