Коефіцієнт поглинання (оптика)

Коефіцієнт поглинання — безрозмірнісна фізична величина, що характеризує здатність тіла поглинати випромінення, що падає на нього. Позначається грецькою літерою ${\displaystyle \alpha }$^[1].

Фізична величина
Назва		Коефіцієнт поглинання
Вид величини		скалярна
Позначення величини		${\displaystyle \alpha }$
Позначення для розмірності		безрозмірнісна
Системи величин і одиниць	Одиниця		Розмірність
SI	{{{SI}}}		{{{SI-розмірність}}}

Визначення

Чисельно коефіцієнт поглинання дорівнює відношенню потоку випромінювання ${\displaystyle \Phi }$, поглиненого тілом, до потоку випромінювання ${\displaystyle \Phi _{0}}$, що впав на тіло^[1][2]:

${\displaystyle \alpha ={\frac {\Phi }{\Phi _{0}}}.}$

Сума коефіцієнта поглинання і коефіцієнтів відбиття, пропускання та розсіювання дорівнює одиниці. Це твердження випливає з закону збереження енергії.

У тих випадках, коли спектр випромінювання, що падає, настільки вузький, що випромінювання можна вважати монохроматичним, кажуть про монохроматичний коефіцієнт поглинання. Інша назва, що має за таких умов таке саме значення, — поглинальна здатність^[3] тіла.

Якщо спектр випромінювання, що падає на тіло, широкий, то відповідний коефіцієнт поглинання називають інтегральним.

У загальному випадку значення коефіцієнта поглинання тіла залежить як від властивостей самого тіла, так і від кута падіння, спектрального складу і поляризації випромінювання.

Коефіцієнт внутрішнього поглинання

Більшою мірою характеризує здатність поглинати випромінювання матеріалами, а не тілами. Відповідно, на відміну від коефіцієнта поглинання, в його визначенні використовується не потік ${\displaystyle \Phi _{0}}$, що падає на поверхню тіла, а потік ${\displaystyle \Phi _{in}}$, що пройшов через вхідну поверхню тіла.

Таким чином, коефіцієнт внутрішнього поглинання ${\displaystyle \alpha _{i}}$ визначається зі співвідношення^[1]:

${\displaystyle \alpha _{i}={\frac {\Phi }{\Phi _{in}}}.}$

Потік ${\displaystyle \Phi _{in}}$ при цьому пов'язаний з ${\displaystyle \Phi _{0}}$ рівністю:

${\displaystyle \Phi _{in}=(1-\rho )\Phi _{0},}$

де ${\displaystyle \rho }$ — коефіцієнт відбиття.

В загальному випадку, під час поширення паралельного пучка випромінювання в середовищі, де одночасно відбувається поглинання і розсіяння випромінювання, коефіцієнт внутрішнього поглинання пов'язаний з натуральними показниками поглинання ${\displaystyle a'}$ і розсіювання ${\displaystyle r'}$ співвідношенням:

${\displaystyle \alpha _{i}={\frac {a'}{a'+r'}}\left[1-e^{-(a'+r')l}\right],}$

де ${\displaystyle l}$ — відстань, пройдена випромінюванням у середовищі.

Див. також

• Показник поглинання
• Коефіцієнт розсіювання
• Коефіцієнт ослаблення