Espesor óptico

El espesor óptico ( profundidad óptica , profundidad óptica , τ ) de un medio es una cantidad adimensional que caracteriza la atenuación de la radiación óptica en un medio debido a su absorción y dispersión .

Es uno de los conceptos más importantes en astrofísica y física atmosférica.

Definición

El espesor óptico se define como: $\tau$

\tau =\ln {\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}=-\ln {\left({\frac {I_{1}}{ I_{0}}}\right)}=-\ln T,

donde es la intensidad de la radiación que ingresa al medio;

yo_0

yo_1

es la intensidad de la radiación que sale del medio;

T

- transparencia del medio ambiente .

O $I_{1}=I_{0}e^{-\tau}.$

Por tanto, el espesor óptico para un medio absorbente homogéneo con espesor está relacionado con el índice de atenuación , basado en la ley de Bouguer-Lambert-Beer como: $yo$ $k$

I_{1}=I_{0}e^{-kl}=I_{0}e^{-\tau},

{\ estilo de visualización \ tau = kl,}

Para un medio ópticamente no homogéneo, donde el índice de atenuación es una función de una coordenada con un espesor lineal , la relación toma la forma [1] : ${\ estilo de visualización k (l)}$ $L$

\tau =\int _{0}^{L}{k(l)dl}.

Así, cuando la radiación pasa a través de una capa de un medio con un espesor óptico , la intensidad de la radiación a la salida del medio disminuye por un factor. $\tau ,$ $e^{\tau}$

En el caso general, τ es una función de la frecuencia de radiación.

En fotografía , para caracterizar cuantitativamente la absorción de luz en materiales fotográficos expuestos y revelados , se utiliza la densidad óptica , el logaritmo decimal de la relación de las intensidades de los flujos de luz entrantes y salientes [2] : $D$

D=\lg {\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}.

Relación entre espesor óptico y densidad óptica:

\tau \approx 2{,}30259\ D;\quad D\approx 0{,}43429\ \tau .

Aplicación

El concepto de espesor óptico es muy utilizado para describir los procesos de absorción y dispersión en la teoría de la transferencia radiativa, por ejemplo, en las atmósferas estelares y los interiores de las estrellas, la atmósfera terrestre , la transparencia de las aguas naturales , etc.

Ejemplos

Los espesores ópticos de algunos objetos (para una longitud de onda λ =550 nm) se dan en la tabla [1] .

miércoles	Espesor óptico	miércoles	Espesor óptico
atmosfera sin nubes	~0.3	fotosfera solar	>1
nubes sobre la tierra	~30	cromosfera solar	~1
Nubes sobre el océano	~20	corona solar	~10 −6

Notas

↑ 1 2 Shifrin K. S. Grosor óptico // Enciclopedia física / Cap. edición A. M. Projorov . - M .: Gran Enciclopedia Rusa , 1992. - T. 3. Compresor de magnetoplasma - Teorema de Poynting. - S. 443. - 672 pág. - 48.000 ejemplares. — ISBN 5-85270-019-3 .
↑ Kaporsky L. N. Densidad óptica // Enciclopedia física / Cap. edición A. M. Projorov . - M .: Gran Enciclopedia Rusa , 1992. - T. 3. Compresor de magnetoplasma - Teorema de Poynting. - S. 441. - 672 pág. - 48.000 ejemplares. — ISBN 5-85270-019-3 .

Enlaces

Gran Enciclopedia Soviética : [en 30 volúmenes] / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M. : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
Descripción en AstroNet Archivado el 12 de octubre de 2008 en Wayback Machine .

Véase también

diccionarios y enciclopedias	Britannica (en línea)