Profondeur optique

La profondeur optique est une mesure du transparent , et est définie comme fraction du rayonnement (ou du léger) qui est dispersé ou absorbé sur un chemin. L'one-way de visualiser la profondeur optique est de penser à un brouillard. Le brouillard entre vous et un objet qui est immédiatement devant vous a une profondeur optique de zéro. Pendant que l'objet s'écarte, la profondeur optique augmente jusqu'à ce qu'elle atteigne une grande valeur et l'objet est non plus long évident.

La profondeur optique exprime la quantité de lumière enlevée d'un faisceau par le dispersant ou absorption pendant son chemin par un milieu . Si $I_0$ est l'intensité du rayonnement à la source et au $I$ est l'intensité observée après un chemin indiqué, puis le $optique de profondeur \ tau$ est défini par équation suivante : $I de /I_0 = e^ {- \ tau}. \,$

En sciences atmosphériques , on se rapporte souvent à la profondeur optique de l'atmosphère comme correspondant au chemin vertical de la surface terrestre à l'espace extra-atmosphérique ; à d'autres fois le chemin optique est de l'altitude de l'observateur à l'espace extra-atmosphérique. Depuis le $\ tau$ se rapporte à un chemin vertical, la profondeur optique pour un chemin oblique est $\ tau = m \ tau$ , où $m$ s'appelle le facteur d'airmass de , et pour un avion-parallèle l'atmosphère on le détermine comme $m = 1/\ cos \ thêta$ , où le $\ theta$ est angle de zénith de correspondant au chemin donné. Par conséquent $I de /I_0 = e^ {- m \ tau}. \,$

La profondeur optique de l'atmosphère peut être divisée dans plusieurs composants, attribués à la diffusion de Rayleigh , aérosols , et absorption gazeuse . La profondeur optique de l'atmosphère peut être mesurée avec un photomètre de Sun de . Voir également : La loi de bière .

Un autre exemple se produit dans l'astronomie où la photosphère d'une étoile est définie comme surface où sa profondeur optique est 2/3. Ceci signifie que chaque photon émis à la photosphère souffre une moyenne plus moins de d'une dispersant avant qu'il vous atteigne. À la température à la profondeur optique 2/3, l'énergie émise par l'étoile (la dérivation originale est pour le soleil) assortit toute l'énergie observée émise.

Noter que la profondeur optique d'un milieu indiqué sera différente pour différentes couleurs (longueurs d'onde de lumière.

Pour les anneaux planétaires , la profondeur optique est la proportion de lumière bloquée par l'anneau quand elle se trouve entre la source et l'observateur. Ceci est habituellement obtenu par l'observation des occultations stellaires.

Calcul à partir des principes fondamentaux

Dans la physique atomique , la profondeur optique d'un nuage des atomes peut être calculée à partir des propriétés mécaniques de quantum des atomes. Elle est donnée près

$\ tau = \ frac {d^2 \ NU N} {2 C \ hbar \ epsilon_0 A \ gamma},$

là où $d$ dénote le moment dipolaire de transition , le $\ gamma$ la largeur des raies normale de la transition, le $\ nu$ la fréquence, $N$ le nombre d'atomes, et $A$ de la section transversale du faisceau.

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