الكثافة المساحية

تُعرَّف الكثافة السطحية (المعروفة أيضًا بالكثافة المساحية ، أو الكثافة السطحية ، أو الكثافة العمودية ، أو كثافة السماكة ) لجسم ثنائي الأبعاد بأنها حاصل قسمة الكتلة على المساحة . ووحدة القياس المشتقة من النظام الدولي للوحدات هي " كيلوغرام لكل متر مربع " ( رمز الوحدة kg·m ⁻² ).

في صناعات الورق والنسيج، يطلق عليه اسم غراماج ويتم التعبير عنه بالجرام لكل متر مربع (جم/م ² )؛ بالنسبة للورق على وجه الخصوص، يمكن التعبير عنه بالرطل لكل رزمة من الأحجام القياسية ("الرزمة الأساسية").

تُعرَّف الكمية المساحية المعممة بأنها حاصل قسمة كمية فيزيائية عامة على المساحة، ^{[ 1 ]} مثل كثافة الشحنة السطحية أو الشحنة الكهربائية المساحية. ^{[ 2 ]} ويمكن تعريف كثافة عددية مساحية ذات صلة باستبدال الكتلة بعدد الجسيمات أو أي كمية أخرى قابلة للعد .

يمكن حساب كثافة المساحة على النحو التالي: $${\displaystyle \rho _{A}={\frac {m}{A}}}$$ أو $${\displaystyle \rho _{A}=\rho \cdot l,}$$ حيث ρ _A هي متوسط ​​كثافة المساحة، و m هي الكتلة الكلية للجسم، و A هي المساحة الكلية للجسم، و ρ هي متوسط ​​الكثافة ، و l هو متوسط ​​سمك الجسم.

يُطلق على نوع خاص من كثافة المساحة اسم كثافة العمود (وتُسمى أيضًا كثافة الكتلة العمودية أو ببساطة كثافة العمود )، ويُرمز لها بـ _ρA أو σ . وهي كتلة المادة لكل وحدة مساحة مُكاملة على طول مسار؛ ^{[ 3 ]} ويتم الحصول عليها بتكامل الكثافة الحجمية${\displaystyle \rho }$على عمود: ^{[ 4 ]}$${\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} s.}$$

بشكل عام، يمكن أن يكون مسار التكامل مائلاً أو مائلاً بزاوية (كما هو الحال، على سبيل المثال، في انتشار خط البصر في فيزياء الغلاف الجوي ). ومن الحالات الخاصة الشائعة المسار الرأسي، من أسفل الوسط إلى أعلاه. $${\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,}$$ أين${\displaystyle z}$يشير إلى الإحداثي الرأسي (مثل الارتفاع أو العمق).

الكثافة العمودية${\displaystyle \rho _{A}}$يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالكثافة الحجمية المتوسطة رأسيًا${\displaystyle {\bar {\rho }}}$مثل $${\displaystyle {\bar {\rho }}={\frac {\rho _{A}}{\Delta z}},}$$ أين${\textstyle \Delta z=\int 1\,\mathrm {d} z}$؛${\displaystyle {\bar {\rho }}}$،${\displaystyle \rho _{A}}$، و${\displaystyle \Delta z}$على سبيل المثال، تكون وحدات القياس هي غرام لكل متر مكعب، وغرام لكل متر مربع، ومتر، على التوالي.

يوصى باستخدام مصطلح "المساحة" في النظام الدولي للكميات ( ISO 80000-1 ) للدلالة على ناتج قسمة أي كمية فيزيائية على مساحة. ^{[ 1 ]} كما تُستخدم عبارات "لكل وحدة مساحة" أو "كثافة السطح" (أو ببساطة "الكثافة") بشكل شائع، مع وحدات ناتجة تتضمن مقلوب المتر المربع (م⁻² ⁾ ، على سبيل المثال:

• كثافة الكتلة السطحية أو الكتلة السطحية ^{[ 1 ] [ 10 ]}
• الحجم لكل وحدة مساحة أو الحجم السطحي، كما هو الحال في هطول الأمطار ^{[ 1 ]}
• كثافة الشحنة السطحية أو الشحنة الكهربائية السطحية، الشحنة الكهربائية لكل وحدة مساحة ^{[ 1 ] [ 2 ]}
• كثافة التيار السطحي أو التيار الكهربائي السطحي، وهو حاصل قسمة التيار الكهربائي على المساحة ^{[ 2 ]}
• كثافة التدفق المغناطيسي السطحي أو التدفق المغناطيسي السطحي ^{[ 1 ]}
• كثافة النشاط السطحي أو النشاط السطحي ^{[ 11 ]}
• معدل تدفق الحرارة الكثافة أو معدل تدفق الحرارة السطحي ^{[ 12 ]}
• كثافة الطاقة السطحية ، الطاقة لكل وحدة مساحة
• الطاقة السطحية النوعية ، والطاقة الحرة لكل وحدة مساحة هي

• الكثافة الخطية
• كثافة الورق