Astronet Астронет: И. Г. Митрофанов,  "Физика Космоса", 1986 Оптическая толща (толщина)
http://variable-stars.ru/db/msg/1188509

Оптическая толща (толщина)

 - безразмерная величина, характеризующая степень непрозрачности среды для проходящего сквозь неё излучения. Обычно О. т. определяется по отношению к конкретному процессу взаимодействия излучения с веществом (напр., О. т. по томсоновскому рассеянию, О. т. по тормозному поглощению). О. т. среды между точками xM и xN равна:
$\tau_A(x_{MN})=\int\limits^{x_N}_{x_M} \; n(x)\sigma_A(x)\;dx$ ,
где n(x) - концентрация частиц, взаимодействующих с излучением, $\sigma_A$ - сечение взаимодействия относительно нек-рого процесса А. В однородной среде О. т. $\tau_A=x_{MN}n\sigma_A$ имеет смысл отношения расстояния xMN (xMN=xN-xM) к среднему пробегу фотона в среде $l_A=(n\sigma_A)^{-1}$ относительно взаимодействий типа А, то есть О. т. равна геометрич. толщине xMN, выраженной в ед. lA. О. т. определяет ослабление вследствие процесса А интенсивности излучения, прошедшего от источника путьxMN:
$I(x_N)=I(x_M)\exp[-\tau_A(x_{MN})]$ . (1)
Полное ослабление потока определяется суммарной О. т. $\tau=\sum\limits_A \tau_A$, в к-рой суммируются вклады всех процессов, приводящих к ослаблению интенсивности излучения. Максимальное слагаемое этой суммы соответствует основному процессу ослабления.

Среда между точками xM и xN считается оптически тонкой при $\tau(x_{MN})\ll 1$ и оптически толстой при $\tau(x_{MN}) > 1$. В общем случае О. т. зависит от частоты излучения $\omega$. Если в нек-рой оптически тонкой области происходит генерация теплового излучения, то его интенсивность равна:
$I(\omega)=(1-e^{-\tau(x_{MN},\omega)}) B_\omega(T)$ , (2)
где $B_\omega(T)$ - интенсивность излучения абсолютно чёрного тела. Если О. т. излучающей области $\tau \gg 1$, то св-ва выходящего излучения определяются поверхностным слоем, О. т. к-рого $\approx$1, и $I(\omega)$ близка к $B_\omega(T)$ с темп-рой Т, характерной для этого слоя.

Частотная зависимость сечения взаимодействия излучения с веществом может иметь резонансы, обусловленные рассеянием или поглощением в линиях. Обычно О. т. в линии много больше О. т. в непрерывном спектре. Спектр излучения, прошедшего сквозь такую среду, имеет линии поглощения [в соответствии с (1)]. Напротив, спектр излучения оптически тонкой среды имеет эмиссионные линии [в соответствии с (2)]. Если О. т. в линии превышает 1, то интенсивность излучения в центре линии имеет порядок $B_\omega(T)$ и линия будет насыщенной. При дальнейшем увеличении О. т. интенсивность в центре линии не меняется, а её ширина возрастает (см. Кривая роста). Если оптически толстая среда имеет темп-ру, уменьшающуюся к поверхности, то излучение на частотах спектральных линий выходит из более холодной области. В этом случае в спектре выходящего излучения должны наблюдаться линии поглощения (см. Атмосферы звезд).

(И.Г. Митрофанов)


Глоссарий Astronet.ru

Rambler's Top100 Яндекс цитирования