Открыть главное меню

Коэффицие́нт пропуска́ния — безразмерная физическая величина, равная отношению потока излучения , прошедшего через среду, к потоку излучения , упавшему на её поверхность[1]:

Коэффициент пропускания
Размерность безразмерная
Примечания
скалярная величина
Пример спектра пропускания рубиного монокристалла толщиной 1 см в видимой и ближней инфракрасной частях спектра. На рисунке видны полосы поглощения в синей и зелёной частях спектра и узкая линия поглощения на длине волны 694 нм — длине волны излучения рубинового лазера.

В общем случае значение коэффициента пропускания [2] тела зависит как от свойств самого тела, так и от угла падения, спектрального состава и поляризации излучения.

Численно коэффициент пропускания выражают в долях или в процентах.

Коэффициент пропускания неактивных сред всегда меньше 1. В активных средах коэффициент пропускания больше или равен 1, при прохождении излучения через такие среды происходит его усиление. Активные среды используются в качестве рабочих сред лазеров[3][4][5][6].

Коэффициент пропускания связан с оптической плотностью соотношением:

Сумма коэффициента пропускания и коэффициентов отражения, поглощения и рассеяния равна единице. Это утверждение следует из закона сохранения энергии.

Содержание

Производные, связанные и родственные понятияПравить

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

Коэффициент направленного пропускания  Править

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

Коэффициент диффузного пропускания  Править

Коэффициент диффузного пропускания равен отношению потока излучения, прошедшего сквозь среду и рассеянного ею, к потоку падающего излучения.

В отсутствие поглощения и отражений выполняется соотношение:

 

Спектральный коэффициент пропускания  Править

Коэффициент пропускания монохроматического излучения называют спектральным коэффициентом пропускания. Выражение для него имеет вид:

 

где   и   — потоки падающего на среду и прошедшего через неё монохроматического излучения соответственно.

Коэффициент внутреннего пропускания  Править

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:

 
где   — поток излучения, вошедшего в среду, а   — поток излучения, дошедшего до выходной поверхности.

С учетом отражения излучения на входной поверхности соотношение между потоком излучения  , вошедшего в среду, и потоком излучения  , падающим на входную поверхность, имеет вид:

 
где   — коэффициент отражения от входной поверхности.

На выходной поверхности также происходит отражение, поэтому поток излучения  , падающего на эту поверхность, и поток  , выходящий из среды, связаны соотношением:

 
где   — коэффициент отражения от выходной поверхности. Соответственно, выполняется:
 

В результате для связи   и   получается:

 

Коэффициент внутреннего пропускания обычно используется не при описании свойств тел, как таковых, а как характеристика материалов, преимущественно оптических[7].

Спектральный коэффициент внутреннего пропускания  Править

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

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания  Править

Интегральный коэффициент внутреннего пропускания   для белого света стандартного источника A (с коррелированной цветовой температурой излучения T=2856 K) рассчитывается по формуле[7][8]:

 

или следующей из неё:

 
где   — спектральная плотность потока излучения, вошедшего в среду,   — спектральная плотность потока излучения, дошедшего до выходной поверхности, а   — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения[9].

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[7].

Спектр пропусканияПравить

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[10].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Пропускания коэффициент // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — Т. 4. — С. 149. — 704 с. — 40 000 экз. — 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. [1]
  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. 1 2 3 Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М: Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 экз.
  8. Зверев В. А., Кривопустова Е. В., Точилина Т. В. Оптические материалы. Часть 1. — Санкт-Петербург: ИТМО, 2009. — С. 95. — 244 с.
  9. ГОСТ 8.332-78. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. — М: Издательство стандартов, 1979. — 6 с. — 2000 экз.
  10. Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т.. — М: Дом оптики, 1990. — 229 с. — 1500 экз.

ЛитератураПравить

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..