الشفافية

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 20 صور
الموسوعة الحرة
مقارنات بين 1. العتامة، 2. الشفافية الجزئية، و3. الشفافية؛ يوجد نجم خلف كل لوحة.

العتامة هي مقياس عدم نفاذية الإشعاع الكهرومغناطيسي أو غيره من أنواع الإشعاع ، وخاصة الضوء المرئي . في انتقال الإشعاع ، تصف العتامة امتصاص الإشعاع وتشتته في وسط ما ، مثل البلازما ، أو العازل الكهربائي ، أو مواد التدريع ، أو الزجاج، وما إلى ذلك. الجسم المعتم ليس شفافًا ولا نصف شفاف . [ 1 ] عندما يصطدم الضوء بسطح فاصل بين مادتين، فإنه بشكل عام، قد ينعكس جزء منه، ويُمتص جزء آخر، ويتشتت جزء ثالث، بينما ينفذ الجزء المتبقي (انظر أيضًا الانكسار ).

يمكن أن يكون الانعكاس منتشرًا ، كما في حالة انعكاس الضوء عن جدار أبيض، أو منتظمًا ، كما في حالة انعكاس الضوء عن مرآة. أما المادة المعتمة فلا تنقل الضوء، وبالتالي تعكسه أو تشتته أو تمتصه بالكامل. وقد صُنفت فئات أخرى من المظهر البصري، المتعلقة بإدراك الانعكاس المنتظم أو المنتشر للضوء وانتقاله، ضمن مفهوم "الرؤية" ( cesia) في نظام ترتيبي بثلاثة متغيرات، تشمل العتامة والشفافية وشبه الشفافية من بين الجوانب المعنية.

كل من المرايا والكربون الأسود معتمة. وتعتمد درجة العتامة على تردد الضوء المدروس. فعلى سبيل المثال، بعض أنواع الزجاج ، رغم شفافيتها في نطاق الضوء المرئي ، إلا أنها معتمة إلى حد كبير للأشعة فوق البنفسجية . ويظهر اعتماد أكبر على التردد في خطوط امتصاص الغازات الباردة .

يمكن أن تؤدي عمليات مختلفة إلى العتامة، بما في ذلك الامتصاص والانعكاس والتشتت .

الشفافية الإشعاعية

يُستخدم مصطلح "الشفافية الإشعاعية" عادةً لوصف مدى عتامة الأشعة السينية . في الطب الحديث، تُعرف المواد الكثيفة إشعاعيًا بأنها تلك التي لا تسمح بمرور الأشعة السينية أو الإشعاعات المشابهة. وقد أحدثت وسائط التباين الكثيفة إشعاعيًا ثورةً في التصوير الشعاعي ، حيث يمكن تمريرها عبر مجرى الدم أو الجهاز الهضمي أو السائل النخاعي، وتُستخدم لإبراز صور الأشعة المقطعية أو الأشعة السينية. تُعدّ الشفافية الإشعاعية أحد الاعتبارات الرئيسية في تصميم الأجهزة المختلفة، مثل الأسلاك الموجهة أو الدعامات، المستخدمة أثناء التدخلات الإشعاعية . وتكتسب الشفافية الإشعاعية لأي جهاز داخل الأوعية الدموية أهميةً بالغة، إذ تُمكّن من تتبع الجهاز أثناء الإجراء التدخلي.

التعريف الكمي

تُستخدم كلمتا "العتامة" و"المعتم" عادةً كمصطلحات عامية للإشارة إلى الأجسام أو الأوساط التي تتمتع بالخصائص المذكورة أعلاه. ومع ذلك، يوجد أيضًا تعريف كمي محدد لمصطلح "العتامة"، يُستخدم في علم الفلك وفيزياء البلازما وغيرها من المجالات، وهو مُفصّل هنا.

في هذا الاستخدام، "العتامة" مصطلح آخر لمعامل التوهين الكتلي (أو، حسب السياق، معامل الامتصاص الكتلي ، ويتم وصف الفرق هنا ).κν{\displaystyle \kappa _{\nu }}بتردد معينν{\displaystyle \nu }من الإشعاع الكهرومغناطيسي.

وبشكل أكثر تحديدًا، إذا كان شعاع الضوء ذو ترددν{\displaystyle \nu }ينتقل عبر وسط معتمκν{\displaystyle \kappa _{\nu }}وكثافة الكتلةρ{\displaystyle \rho }إذا كان كلاهما ثابتًا، فإن الشدة ستنخفض مع المسافة x وفقًا للصيغة أنا(x)=أنا0هـ-κνρx{\displaystyle I(x)=I_{0}e^{-\kappa _{\nu }\rho x}} أين

  • يمثل x المسافة التي قطعها الضوء عبر الوسط
  • أنا(x){\displaystyle I(x)}هي شدة الضوء المتبقية عند المسافة x
  • أنا0{\displaystyle I_{0}}هي شدة الضوء الأولية، عندx=0{\displaystyle x=0}

بالنسبة لوسط معين عند تردد معين، فإن العتامة لها قيمة عددية قد تتراوح بين 0 وما لا نهاية، بوحدات طول 2 / كتلة.

يشير مصطلح العتامة في مجال تلوث الهواء إلى النسبة المئوية للضوء المحجوب بدلاً من معامل التوهين (المعروف أيضاً بمعامل الانقراض)، ويتراوح من 0% إلى 100% من الضوء المحجوب:

الشفافية=100%(1-أنا(x)أنا0){\displaystyle {\text{الشفافية}}=100\%\left(1-{\frac {I(x)}{I_{0}}}\right)}

عتامة بلانك وروسلاند

من المعتاد تعريف متوسط ​​العتامة، الذي يُحسب باستخدام نظام ترجيح معين. تستخدم عتامة بلانك (المعروفة أيضًا باسم معامل امتصاص بلانك المتوسط ​​[ 2 ] ) توزيع كثافة طاقة إشعاع الجسم الأسود المعياري لبلانك .بν(تي){\displaystyle B_{\nu }(T)}، كدالة ترجيح، والمتوسطاتκν{\displaystyle \kappa _{\nu }}مباشرة: κPل=∫0∞κνبν(تي)دν∫0∞بν(تي)دν=(πσتي4)∫0∞κνبν(تي)دν،{\displaystyle \kappa _{Pl}={\int _{0}^{\infty}\kappa _{\nu }B_{\nu }(T)d\nu \over \int _{0}^{\infty }B_{\nu }(T)d\nu }=\left({\pi \over \sigma T^{4}}\right)\int _ {0}^ {\infty}\kappa _{\nu }B_{\nu }(T)d\nu ,} أينσ{\displaystyle \sigma }هو ثابت ستيفان-بولتزمان .

من ناحية أخرى، تستخدم معامل روسلاند للشفافية (نسبة إلى سفين روسلاند ) مشتق درجة الحرارة لتوزيع بلانك .u(ν،تي)=∂بν(تي)/∂تي{\displaystyle u(\nu ,T)=\partial B_{\nu }(T)/\partial T}، كدالة ترجيح، والمتوسطاتκν-1{\displaystyle \kappa _{\nu }^{-1}}، 1κ=∫0∞κν-1u(ν،تي)دν∫0∞u(ν،تي)دν.{\displaystyle {\frac {1}{\kappa }}={\frac {\int _{0}^{\infty }\kappa _{\nu }^{-1}u(\nu ,T)d\nu }{\int _{0}^{\infty }u(\nu ,T)d\nu }}.}متوسط ​​المسار الحر للفوتون هو λν=(κνρ)-1{\displaystyle \lambda _{\nu }=(\kappa _{\nu }\rho )^{-1}}تُشتق معامل روسلاند للعتامة من تقريب الانتشار لمعادلة النقل الإشعاعي. وهو صالح عندما يكون مجال الإشعاع متجانسًا على مسافات تُقارب أو تقل عن متوسط ​​المسار الحر للإشعاع، كما هو الحال في التوازن الحراري الموضعي. عمليًا، يكون متوسط ​​معامل العتامة لتشتت إلكترونات طومسون كما يلي: κهـs=0.20(1+X)جم2ز-1{\displaystyle \kappa _{\rm {es}}=0.20(1+X)\,\mathrm {cm^{2}\,g^{-1}} } أينX{\displaystyle X}يمثل الكسر الكتلي للهيدروجين. بالنسبة لإشعاع الكبح الحراري غير النسبي ، أو الانتقالات الحرة-الحرة، بافتراض معدنية شمسية ، يكون: [ 3 ]κوو(ρ،تي)=0.64×1023(ρ[ز جم-3])(تي[ك])-7/2جم2ز-1.{\displaystyle \kappa _{\rm {ff}}(\rho ,T)=0.64\times 10^{23}(\rho [{\rm {g}}~{\rm {\,cm}}^{-3}])(T[{\rm {K}}])^{-7/2}{\rm {\,cm}}^{2}{\rm {\,g}}^{-1}.}معامل التوهين المتوسط ​​لروسيلاند هو: [ 4 ]1κ=∫0∞(κν،هـs+κν،وو)-1u(ν،تي)دν∫0∞u(ν،تي)دν.{\displaystyle {\frac {1}{\kappa }}={\frac {\int _{0}^{\infty }(\kappa _{\nu ,{\rm {es}}}+\kappa _{\nu ,{\rm {ff}}})^{-1}u(\nu ,T)d\nu }{\int _{0}^{\infty}u(\nu) ،T)د\نو }}.}

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "تعريف مبهم - مسرد مصطلحات المجوهرات الشائعة - دليل جوزيف للمجوهرات | مجوهرات جوزيف بيلفيو سياتل، مجوهرات مصممة حسب الطلب" . www.josephjewelry.com . تاريخ الاسترجاع: 5 فبراير 2026 .
  2. ↑ مودست، انتقال الحرارة الإشعاعي، ISBN 978-0-12386944-9
  3. ↑ ستيوارت ل. شابيرو وساول أ. تيوكولسكي ، "الثقوب السوداء والأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية"، 1983، رقم ISBN 0-471-87317-9.
  4. ↑ جورج ب. ريبكي وآلان ب. لايتمان ، " العمليات الإشعاعية في الفيزياء الفلكية "، 1979، رقم ISBN 0-471-04815-1.