Коэффициент рассеяния (оптика)

Коэффициент рассеяния (оптика)
${\displaystyle \sigma }$
Размерность	безразмерная
Примечания
скалярная величина

Коэффицие́нт рассе́яния — безразмерная физическая величина, характеризующая способность тела рассеивать падающее на него излучение. В качестве буквенного обозначения используется греческая ${\displaystyle \sigma }$[1].

Количественно коэффициент рассеяния равен отношению потока излучения ${\displaystyle \Phi }$, рассеянного телом, к потоку ${\displaystyle \Phi _{0}}$, упавшему на тело[1]:

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

Сумма коэффициента рассеяния и коэффициентов поглощения, пропускания и отражения равна единице. Это утверждение является следствием выполнения закона сохранения энергии.

В общем случае, при распространении параллельного пучка излучения в среде, где одновременно имеет место рассеяние и поглощение излучения, коэффициент рассеяния связан с натуральными показателями рассеяния ${\displaystyle r'}$ и поглощения ${\displaystyle a'}$ соотношением:

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

где ${\displaystyle l}$ — расстояние, пройденное излучением в среде.

В литературе иногда под термином «коэффициент рассеяния» понимают показатель рассеяния[2].

Примеры значений ${\displaystyle \sigma }$

Приведенную выше формулу для ${\displaystyle \sigma }$ можно преобразовать к виду:

${\displaystyle \sigma ={\frac {r}{\mu }}\left[1-10^{-\mu l}\right],}$

где ${\displaystyle r}$ и ${\displaystyle \mu }$ — десятичные показатели рассеяния и ослабления соответственно. В таком виде формула позволяет, используя имеющиеся в нормативной и справочной литературе данные, рассчитывать коэффициенты рассеяния слоёв оптических материалов произвольной толщины.

В таблице для примера приведены рассчитанные таким образом значения коэффициентов рассеяния света (λ=550 нм) для нескольких марок оптических стекол основных типов. Толщина слоёв стекол во всех случаях была одинаковой и составляла 1 см. В расчетах использовались литературные данные о значениях ${\displaystyle r}$[3] и ${\displaystyle \mu }$[4].

Тип и марка стекла	Коэффициент рассеяния σ^.10^5
Легкий крон ЛК3	3,4
Крон К8	1,8
Тяжелый крон ТК4	5,7
Сверхтяжелый крон СТК3	7,4
Баритовый флинт БФ8	6,9
Флинт Ф4	20
Тяжелый флинт ТФ4	41
Особый флинт ОФ1	13

См. также

• Коэффициент поглощения
• Коэффициент отражения
• Коэффициент пропускания
• Коэффициент ослабления

Примечания

1. ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.  (неопр.) Дата обращения: 28 ноября 2020. Архивировано из оригинала 16 марта 2020 года.
2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Физматлит, 2005. — Т. IV. Оптика. — С. 636. — ISBN 5-9221-0228-1.
3. ГОСТ 13659-78. Стекло оптическое бесцветное. Физико-химические характеристики. Основные параметры. — М.: Издательство стандартов, 1999. — 27 с.
4. Бесцветное оптическое стекло СССР. Каталог. Под ред. Петровского Г. Т. — М.: Дом оптики, 1990. — 131 с. — 3000 экз.