Курс общей астрофизики. Постнов К.А - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра
31
каждого диска σ
ν
, а их число в единице объема n, то полная пло-
щадь всех дисков в слое газа с площадью 1 см
2
и толщиной ds рав-
на nσ
ν
ds. Отсюда непосредственно получаем dI
ν
= −nσ
ν
I
ν
ds.
Замечание. Коэффициент поглощения может быть как положи-
тельным (истинное поглощение), так и отрицательным, т.к. среди
элементарных процессов испускания и поглощения света атомами
всегда присутствует вынужденное (индуцированное) излучение,
пропорциональное, как и поглощение, падающей интенсивности.
Хорошо известный пример из оптики – квантовый генератор из-
лучения (лазер). В космических условиях также возможно образо-
вание инверсной заселенности уровней (космические мазеры). Мы
обсудим этот вопрос подробнее в главе, посвященной межзвездной
среде.
Оптическая толща. Это безразмерная характеристика, опреде-
ляющая поглощение вдоль луча распространения света:
dτ
ν
= α
ν
ds, (2.20)
или в пределах от s
0
до s
τ
ν
=
s
s
0
α(s
)ds
(2.21)
(иногда отсчет расстояния ведется в обратном направлении от на-
блюдателя к источнику, тогда в определении оптической толщи по-
является знак минус). С учетом (2.20) изменение I
ν
всредеспо-
глощением выразится простым соотношением I
ν
= I
ν
(0) exp{−τ
ν
}.
Если τ
ν
1, то реализуется оптически толстый случай (среда
непрозрачна для излучения); если τ
ν
1 – оптически тонкий слу-
чай (среда прозрачна для излучения).
Важность понятия оптической толщи вытекает из ее связи с
длиной свободного пробега фотона. Рассмотрим однородную среду
без излучения. Средняя длина свободного пробега фотона опреде-
ляется из условия τ
ν
= α
ν
l
ν
=1,
l
ν
=
1
α
ν
=
1
nσ
ν
, (2.22)
2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра        31

каждого диска σν , а их число в единице объема n, то полная пло-
щадь всех дисков в слое газа с площадью 1 см2 и толщиной ds рав-
на nσν ds. Отсюда непосредственно получаем dIν = −nσν Iν ds.
   Замечание. Коэффициент поглощения может быть как положи-
тельным (истинное поглощение), так и отрицательным, т.к. среди
элементарных процессов испускания и поглощения света атомами
всегда присутствует вынужденное (индуцированное) излучение,
пропорциональное, как и поглощение, падающей интенсивности.
Хорошо известный пример из оптики – квантовый генератор из-
лучения (лазер). В космических условиях также возможно образо-
вание инверсной заселенности уровней (космические мазеры). Мы
обсудим этот вопрос подробнее в главе, посвященной межзвездной
среде.
   Оптическая толща. Это безразмерная характеристика, опреде-
ляющая поглощение вдоль луча распространения света:
                             dτν = αν ds,                 (2.20)
или в пределах от s0 до s
                                   s
                            τν =        α(s )ds         (2.21)
                                   s0

(иногда отсчет расстояния ведется в обратном направлении от на-
блюдателя к источнику, тогда в определении оптической толщи по-
является знак минус). С учетом (2.20) изменение Iν в среде с по-
глощением выразится простым соотношением Iν = Iν (0) exp{−τν }.
Если τν      1, то реализуется оптически толстый случай (среда
непрозрачна для излучения); если τν  1 – оптически тонкий слу-
чай (среда прозрачна для излучения).
    Важность понятия оптической толщи вытекает из ее связи с
длиной свободного пробега фотона. Рассмотрим однородную среду
без излучения. Средняя длина свободного пробега фотона опреде-
ляется из условия τν = αν lν = 1,
                                    1     1
                            lν =       =     ,            (2.22)
                                    αν   nσν

Страницы