Optische Tiefe oder optische Dicke, ist ein Maß der Durchsichtigkeit. Optische Tiefe wird durch den negativen natürlichen Logarithmus des Bruchteils der Radiation definiert (z.B, Licht), der nicht gestreut oder auf einem Pfad absorbiert wird. Folglich ist optische Tiefe ohne Dimension, und wird besonders in Einheiten der Länge nicht ausgedrückt; jedoch wird sich die optische Tiefe zu einem Gegenstand normalerweise Null als die Raumentfernung zu den Gegenstand-Abnahmen nähern.

Formulierungen

Die optische Tiefe drückt die Menge des von einem Balken entfernten Lichtes durch das Zerstreuen oder Absorption während seines Pfads durch ein Medium aus.

Wenn die Intensität der Radiation an der Quelle und dem ist

ist die beobachtete Intensität nach einem gegebenen Pfad, dann wird optische Tiefe durch den definiert

folgende Gleichung:

Berechnung von grundsätzlichen Grundsätzen

In der Atomphysik kann die optische Tiefe einer Wolke von Atomen vom Quant mechanische Eigenschaften der Atome berechnet werden. Es wird durch gegeben

wo d den Übergang-Dipolmoment, &gamma anzeigt; der natürliche linewidth des Übergangs, ν die Frequenz, N die Zahl von Atomen, und der Querschnitt durch den Balken.

Atmosphärische Wissenschaft

In atmosphärischen Wissenschaften bezieht man sich häufig auf die optische Tiefe der Atmosphäre als entsprechend dem

vertikaler Pfad von der Oberfläche der Erde bis Weltraum; in anderen Zeiten ist der optische Pfad von der Höhe des Beobachters bis Weltraum.

Seitdem τ bezieht sich auf einen vertikalen Pfad, die optische Tiefe für einen Schräge-Pfad ist τ′ = M τ wo M den relativen airmass, und für eine Flugzeug-Parallele genannt wird

Atmosphäre wird es als M = sec &theta bestimmt; wo θ ist der

Zenit-Winkel entsprechend dem gegebenen Pfad. Deshalb

Die optische Tiefe der Atmosphäre kann in mehrere Bestandteile geteilt werden, die dem Zerstreuen von Rayleigh, zugeschrieben sind

Aerosole und gasartige Absorption.

Die optische Tiefe der Atmosphäre kann mit einem Sonne-Belichtungsmesser gemessen werden.

Sternphysik

Ein anderes Beispiel kommt in der Astronomie vor, wo der Photobereich eines Sterns als die Oberfläche definiert wird, wo seine optische Tiefe 2/3 ist. Das bedeutet, dass jedes am Photobereich ausgestrahlte Foton einen Durchschnitt von weniger als einem Zerstreuen erträgt, bevor es den Beobachter erreicht. Bei der Temperatur an der optischen Tiefe 2/3 vergleicht die Energie, die durch den Stern ausgestrahlt ist (ist die ursprüngliche Abstammung für die Sonne), die beobachtete ausgestrahlte Gesamtenergie.

Bemerken Sie, dass die optische Tiefe eines gegebenen Mediums für verschiedene Farben (Wellenlängen) des Lichtes verschieden sein wird.

Für planetarische Ringe ist die optische Tiefe das Verhältnis des durch den Ring blockierten Lichtes, wenn es zwischen der Quelle und dem Beobachter liegt. Das wird gewöhnlich durch die Beobachtung von stellarem occultations erhalten.

Siehe auch

• Absorptionsvermögen
• Angström-Hochzahl

Links

• optische Tiefe-Gleichungen