Коефіцієнт пропускання

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

Коефіцієнт пропускання — безрозмірнісна фізична величина, що дорівнює відношенню потоку випромінювання ${\displaystyle \Phi }$, котрий пройшов через середовище, до потоку випромінювання ${\displaystyle \Phi _{0}}$, що впав на його поверхню^[1]:

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

В загальному випадку значення коефіцієнта пропускання ${\displaystyle T}$^[2] тіла залежить як від властивостей самого тіла, так і від кута падіння, спектрального складу і поляризації випромінювання.

Чисельно коефіцієнт пропускання виражають у частках або у відсотках.

Коефіцієнт пропускання неактивних середовищ завжди менший від 1. В активних середовищах коефіцієнт пропускання більший або дорівнює 1, під час проходження випромінювання через такі середовища відбувається його посилення. Активні середовища використовуються як робочі середовища лазерів^[3][4][5][6].

Коефіцієнт пропускання пов'язаний з оптичною густиною ${\displaystyle D}$ співвідношенням:

${\displaystyle T=10^{-D}.}$

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

Разом з поняттям «коефіцієнт пропускання» широко використовуються й інші створені на його основі поняття. Частина з них розглянуто нижче.

Коефіцієнт спрямованого пропускання дорівнює відношенню потоку випромінювання, що пройшов крізь середовище, не зазнавши розсіювання, до потоку випромінювання, що падає.

Коефіцієнт дифузного пропускання дорівнює відношенню потоку випромінювання, що пройшов крізь середовище і розсіяний ним, до потоку випромінювання, що падає.

За відсутності поглинання і відбиттів виконується співвідношення:

${\displaystyle T=T_{r}+T_{d}.}$

Коефіцієнт пропускання монохроматичного випромінювання називають спектральним коефіцієнтом пропускання. Вираз для нього має вигляд:

${\displaystyle T_{\lambda }={\frac {\Phi _{\lambda }}{\Phi _{\lambda 0}}},}$

де ${\displaystyle \Phi _{\lambda 0}}$ і ${\displaystyle \Phi _{\lambda }}$ — потоки монохроматичного випромінювання, що падає на середовище, і що пройшов через нього відповідно.

Коефіцієнт внутрішнього пропускання відображає тільки ті зміни інтенсивності випромінювання, які відбуваються всередині середовища, тобто втрати через відбиття на вхідний і вихідний поверхнях середовища він не враховує.

Таким чином, за визначенням:

${\displaystyle T_{i}={\frac {\Phi _{out}}{\Phi _{in}}},}$

де ${\displaystyle \Phi _{in}}$ — потік випромінювання, який перебуває в середовищі, а ${\displaystyle \Phi _{out}}$ — потік випромінювання, який дійшов до вихідної поверхні.

З урахуванням відбиття випромінювання на вхідній поверхні співвідношення між потоком випромінювання ${\displaystyle \Phi _{in}}$, який перебуває в середовищі, і потоком випромінювання ${\displaystyle \Phi _{0}}$, що падає на вхідну поверхню, має вигляд:

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

де ${\displaystyle R_{in}}$ — коефіцієнт відбиття від вхідної поверхні.

На вихідний поверхні також відбувається відбивання, тому потік випромінювання ${\displaystyle \Phi _{out}}$, що падає на цю поверхню, і потік ${\displaystyle \Phi }$, що виходить з середовища, пов'язані співвідношенням:

${\displaystyle \Phi =(1-R_{out})\Phi _{out},}$

де ${\displaystyle R_{out}}$ — коефіцієнт відбиття від вихідної поверхні. Відповідно, виконується:

${\displaystyle \Phi _{out}={\frac {\Phi }{(1-R_{out})}}.}$

Як наслідок, для зв'язку ${\displaystyle T_{i}}$ і ${\displaystyle T}$ виходить:

${\displaystyle T_{i}={\frac {T}{(1-R_{in})(1-R_{out})}}.}$

Коефіцієнт внутрішнього пропускання зазвичай використовується не під час опису властивостей тіл, як таких, а як характеристика матеріалів, переважно оптичних^[7].

Спектральний коефіцієнт внутрішнього пропускання — це коефіцієнт внутрішнього пропускання для монохроматичного світла.

Інтегральний коефіцієнт внутрішнього пропускання ${\displaystyle T_{A}}$ для білого світла стандартного джерела A (з корелятивною колірною температурою випромінювання T = 2856 K) розраховується за формулою^[7][8]:

${\displaystyle T_{A}={\frac {\int \limits _{380}^{760}\Phi _{in,\lambda }(\lambda )V(\lambda )T_{i,\lambda }(\lambda )d\lambda }{\int \limits _{380}^{760}\Phi _{in,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda }},}$

або отриманої з неї:

${\displaystyle T_{A}={\frac {\int \limits _{380}^{760}\Phi _{out,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda }{\int \limits _{380}^{760}\Phi _{in,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda }},}$

де ${\displaystyle \Phi _{in,\lambda }(\lambda )}$ — спектральна густина потоку випромінювання, який увійшов у середовище, ${\displaystyle \Phi _{out,\lambda }(\lambda )}$ — спектральна густина потоку випромінювання, який дійшов до вихідної поверхні, а ${\displaystyle V(\lambda )}$ — відносна спектральна світлова ефективність монохроматичного випромінення для денного зору^[9].

Подібним чином визначаються інтегральні коефіцієнти пропускання і для інших джерел світла.

Інтегральний коефіцієнт внутрішнього пропускання характеризує здатність матеріалу пропускати світло, що сприймається людським оком, і тому є важливою характеристикою оптичних матеріалів^[7].

Спектр пропускання — це залежність коефіцієнта пропускання від довжини хвилі або частоти (хвильового числа, енергії кванта тощо) випромінювання. Стосовно світла такі спектри називають також спектрами світлопропускання.

Спектри пропускання є первинним експериментальним матеріалом, одержуваним під час досліджень, виконуваних методами абсорбційної спектроскопії. Такі спектри становлять і самостійний інтерес, наприклад, як одна з основних характеристик оптичних матеріалів^[10].

• Коефіцієнт розсіювання
• Коефіцієнт ослаблення

• ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.. — М. : Издательство стандартов, 1984. — 24 с.
• ГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин. — М. : Издательство стандартов, 1999. — 16 с.
• Физический энциклопедический словарь. — М : Советская энциклопедия, 1984. — С. 590.
• Физическая энциклопедия. — М : Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 4. — С. 149. — ISBN 5-85270-087-8..