面积密度

面积密度（英语：area density，也称为areal density、surface density、superficial density、areic density、mass thickness、column density、或density thickness）是二维物体的质量被计算为每单位面积的质量。国际单位制导出单位是每平方米千克（kg·m⁻²）。 相关的“面积数密度”可以通过用粒子数或其他可数替换质量来定义。

面积密度
常见符号	${\displaystyle \rho _{A}}$
国际单位	kg/m2
基本单位	m−2⋅kg
单位因次	wikidata
从其他物理量的推衍	${\displaystyle \rho _{A}={\frac {m}{A}}}$ ${\displaystyle \rho _{A}=\rho l}$
因次	wikidata

在造纸和织物工业中，它被称为标重，以克每平方米（g/m2）表示； 特别是对于纸张，它可以表示为标准尺寸（“基令”）的磅/令。

公式

面积密度可计算为：

$${\displaystyle \rho _{A}={\frac {m}{A}}}$$ 或 $${\displaystyle \rho _{A}=\rho \cdot l,}$$

此处“ρ_A”是平均面积密度，“m”是物体的总质量，“A”是物体的总面积，“ρ”是平均密度，还有 “l”是物体的平均厚度。

柱密度

一种特殊类型的面积密度称为“柱密度”（也称为“柱质量密度”或简称为“柱浓度”），表示为“ρ_A”或“σ”。它是沿路径每单位面积积分物质的质量^[1]；它是通过积分体积密度得到的${\displaystyle \rho }$^[2]：

$${\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} s.}$$

一般而言，积分路径可以是倾斜的或斜入射的（例如，大气物理学中的视线传播）。一个常见的特殊情况是从介质底部到顶部的垂直路径：

$${\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,}$$

此处${\displaystyle z}$表示垂直座标（例如高度或深度）。

柱密度${\displaystyle \rho _{A}}$与垂直平均体积密度${\displaystyle {\bar {\rho }}}$密切相关做为

$${\displaystyle {\bar {\rho }}={\frac {\rho _{A}}{\Delta z}},}$$

此处${\textstyle \Delta z=\int 1\,\mathrm {d} z}$； ${\displaystyle {\bar {\rho }}}$，${\displaystyle \rho _{A}}$，还有${\displaystyle \Delta z}$ 是有单位的，例如，克/立方米、克/平方米和米。

使用方法

大气物理学

这是一个通常由遥感仪器检索的量，例如检索全球臭氧柱的总臭氧测绘光谱仪（英语：Total Ozone Mapping Spectrometer）（TOMS）。柱也通过差分光学吸收光谱（英语：Differential optical absorption spectroscopy，DOAS）方法返回^[3]，并且是来自最低点微波辐射计的常见检索产品^[4][5]。

一个密切相关的概念是冰或液态水路径，它指定了单位面积的体积或深度，而不是单位面积的质量，因此两者是相关的：

$${\displaystyle P={\frac {\sigma }{\rho _{0}}}.}$$

另一个密切相关的概念是光深度。

天文学

在天文学中，柱密度通常用于表示沿特定方向视线每平方厘米（cm²）的原子或分子数量，例如从21cm氢线的观测或从某种分子物种的观测中得出。此外，星际消光可能与H或H₂的柱密度有关^[6]。

在分析吸积盘时，面积密度的概念可能很有用。在正面看到盘面的情况下，盘面给定区域的面积密度定义为柱密度：也就是说，从介质底部到顶部，沿着穿过圆盘（视线）的垂直路径，每单位面积积分的物质的质量：

$${\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,}$$

此处${\displaystyle z}$表示垂直座标（例如高度或深度），或者做为沿路径积分的每单位面积的物质的数量或计数，而不是质量（柱浓度）：

$${\displaystyle N=\int n\,\mathrm {d} z.}$$

资料存储介质

主条目：密度 (电脑记忆体)

面积密度用于量化和比较资料存储设备中使用的不同类型的介质，如硬盘、光碟和磁带机。现时的计量单位通常是千兆比特每平方英寸^[7]。

纸类

主条目：标重

面积密度通常用于描述纸张的厚度；例如80g/m²是非常常见的。

面料

主条目：标重

织物的“重量”通常指定为每单位面积的质量、克每平方米（gsm）或每平方码盎司。有时，特定布料的标准宽度也会以盎司/码为单位进行指定。每平方米一克等于每平方码0.0295盎司；每平方码一盎司等于每平方米33.9克。

其它

它也是辐射吸收的重要量。

在研究穿过空气坠落的物体时，因为阻力取决于面积，引力取决于质量，面积密度就很重要。

骨密度通常以每平方厘米克数（g·cm-2）表示，通过X射线骨密度仪量测，作为实际密度的替代。

尽管面积数位是标称的，是高度的平方，身体质量指数以千克每平方米为单位表示。

电离层中的总电子含量（英语：Total electron content）是一个柱状数密度的量。

雪水当量是柱状质量密度的量。

相关条目

• 面积
• 线密度
• 纸张密度