光深度

✍ dations ◷ 2025-04-02 18:47:14 #光学

光深度是透明度的测量,在定义上是辐射或光在传输路径上被散射或吸收的比率。为了让光深度更加形象化,可以想一想雾。在观测者和物体之间的雾会立刻使得你前方的光深度为零。当物体远离时,光深度将会增加,直到该物体远至不能被看见为止。

光深度表现的是光束在介质中传播的路径上被散射或吸收而被移除的量。如果 I 0 {\displaystyle I_{0}} 是辐射源的强度, I {\displaystyle I} 是通过路径后,观测者测到的强度,则光深度 τ {\displaystyle \tau } 被下列的方程式定义为:

在核子物理,原子云的光深度可以从原子的量子力学特性来计算。它的形式是:

τ = d 2 ν N 2 c ϵ 0 A γ , {\displaystyle \tau ={\frac {d^{2}\nu N}{2c\hbar \epsilon _{0}A\gamma }},}

此处 d {\displaystyle d} 表示跃迁偶极矩, γ {\displaystyle \gamma } :转换的自然线宽, ν {\displaystyle \nu } :频率, N {\displaystyle N} :原子的数量,和 A {\displaystyle A} :射束的截面

在大气科学,经常提到的光深度路径是垂直于地球表面并直至外太空;在其他的场合则是由观测者的高度直至外太空。因为 τ {\displaystyle \tau } 是参考垂直的路径,对歪斜路径的光深度即为 τ = m τ {\displaystyle \tau '=m\tau } ,此处的 m {\displaystyle m} 称为气体质量因子,对一个相对于大气层的平行平面是: m = 1 / cos θ {\displaystyle m=1/\cos \theta } ,此处 θ {\displaystyle \theta } 是天顶距,对应于给予的路径。因此:

大气的光深度可以分解成几个部分:瑞利散射、悬浮微粒和气体的吸收。大气的光深度可以用日照计(sun photometer)测量(参考比尔-朗伯定律(Beer's law))。

另一个例子是天文学上对光球厚度的定义,是从表面至光深度表面2/3处。这意味着光球散发出的光子在到达观测者之前平均被散射的次数少于一次,在光深度为2/3之处的温度,恒星辐射出的能量(原始的推导是源自太阳)相当于观测到的总辐射能量。

要注意的是对一个被测量的介质,不同颜色(波长)的光会有不同的光深度。

对行星环,当它阻挡在光源和观测者之间时,它的光深度是环所阻挡掉的光的比率,通常是来自掩星观测所获得的资料。

相关

  • 虹彩病毒科虹彩病毒科是一族有双链DNA基因组的病毒。虹彩病毒科的原文Iridoviridae,来自希腊字中的Iris,有彩虹的意思。因为被虹彩病毒感染的宿主,例如昆虫和鱼类,其身体表面会呈现特别的
  • 黄志玮黄志玮(英文名:Jerry Huang,1981年4月10日-),台湾男模特儿以及男演员,出生于台湾台北。毕业于强恕高中和东南科技大学土木工程系。曾荣获2002年中国大陆新丝路模特儿大赛冠军。经常
  • 贾莱斯·吉尔伯特·斯科特贾莱斯·吉尔伯特·斯科特爵士 OM(英语:Sir Giles Gilbert Scott,1880年11月9日-1960年2月8日),20世纪英国著名建筑师,英国皇家建筑学院院士。最为人所知的作品包含利物浦座堂、滑
  • Apple BooksApple Books(前称iBooks)是苹果公司推出的一套专用于 Apple 设备上的电子书阅读软件。iBooks最早于2010年1月17日与iPad一起发布,并于4月份iPad上市时同时面世。iOS4发布时宣布
  • 达令河达令河(英语:Darling River)亦翻作大令河,是澳大利亚第一长河,发源于新南威尔士北部,上游有很多支流;干流向西南流,在温特沃斯(Wentworth)注入墨累河。水量季节变化很大,干季经常断流,雨
  • 模判别式在数学中,魏尔斯特拉斯椭圆函数(Weierstrass's elliptic functions)又称 p 函数并且以 ℘ {\displaystyle \wp } 符号表示,是格外
  • 桃花 (命理学)从中国古代开始,就一直认为桃花就是好色、淫荡、婚外情,红颜祸水,及一些不正当性关系的代名词。民间已经将离婚、色情、二奶、小三大多都牵扯上桃花身上。在紫微斗数中,有着四颗
  • 玉林话玉林话旧称郁林话,是粤语勾漏方言的一种,主要分布于广西壮族自治区东南部的玉林市,使用人口约150万。声调约14个玉林话有24个声母,有两个内爆浊音声母,构成清浊对立。
  • 富冈港富冈渔港是一座小型规模的渔港,位于台湾台东县台东市的富冈里,东临太平洋。富冈渔港是台东县内第二大之渔港,仅次于成功渔港。渔港位于台东县海岸线中点,位在卑南溪出海口北方,距
  • 切尔诺贝利核电站切尔诺贝利核电站(乌克兰语:Чорнобильська атомна електростанція,转写:Chornobilska atomna elektrostantsiia,俄语:Чернобыльска