Массовый коэффициент ослабления, или массовый коэффициент ослабления узкого пучка из объема материала характеризует, как легко может быть пронизанным пучком света, звук, частиц или другой энергии или материи. Помимо видимого света, массовые коэффициенты ослабления могут быть определены для другого электромагнитного излучения (например, рентгеновских лучей ), звука или любого другого луча, который можно ослабить. Единица СИ коэффициента ослабления масс является квадратный метр на килограмм ( м 2 / кг). Другие распространенные единицы включают см 2 / г (наиболее распространенная единица для массовых коэффициентов ослабления рентгеновского излучения) и мл г -1 см -1 (иногда используется в химии растворов). Коэффициент массового вымирания - старый термин для обозначения этой величины.
Массовый коэффициент ослабления можно рассматривать как вариант поперечного сечения поглощения, в котором эффективная площадь определяется на единицу массы, а не на частицу.
Массовый коэффициент ослабления определяется как
где
При использовании массового коэффициента ослабления закон Бера – Ламберта записывается в альтернативной форме как
где
Когда узкий ( коллимированный ) луч проходит через объем, луч теряет интенсивность из-за двух процессов: поглощения и рассеяния.
Коэффициент массового поглощения и массовый коэффициент рассеяния определяются как
где
В химии массовые коэффициенты ослабления часто используются для химических веществ, растворенных в растворе. В этом случае массовый коэффициент ослабления определяется тем же уравнением, за исключением того, что «плотность» - это плотность только одного химического вещества, а «затухание» - это ослабление, обусловленное только этим одним химическим веществом. Фактический коэффициент ослабления вычисляется по
где каждый член в сумме представляет собой массовый коэффициент ослабления и плотность различных компонентов раствора ( растворитель также должен быть включен). Это удобная концепция, поскольку массовый коэффициент ослабления вида приблизительно не зависит от его концентрации (если выполняются определенные допущения ).
Тесно родственное понятие - молярная поглощающая способность. Количественно они связаны соотношением
Таблицы массовых коэффициентов ослабления фотонов необходимы в радиологической физике, радиографии (в медицинских целях и в целях безопасности), дозиметрии, дифракции, интерферометрии, кристаллографии и других областях физики. Фотоны могут быть в форме рентгеновских лучей, гамма-лучей и тормозного излучения.
Значения коэффициентов ослабления масс, на основе собственных значений фотонного сечения, зависят от поглощения и рассеяния от падающего излучения, вызванное несколько различных механизмов, таких как
Фактические значения были тщательно изучены и доступны широкой публике в трех базах данных Национального института стандартов и технологий (NIST):
Если несколько известных химических веществ растворены в одном растворе, концентрации каждого из них можно рассчитать с помощью анализа поглощения света. Во-первых, необходимо измерить или найти массовые коэффициенты ослабления каждого отдельного растворенного вещества или растворителя, в идеале в широком спектре длин волн. Во-вторых, необходимо измерить коэффициент затухания фактического решения. Наконец, используя формулу
спектр может быть подогнан с использованием ρ 1, ρ 2,… в качестве регулируемых параметров, поскольку μ и каждое μ / ρ i являются функциями длины волны. Если есть N растворенных веществ или растворителей, эта процедура требует, по крайней мере, N измеренных длин волн для создания решаемой системы одновременных уравнений, хотя использование большего количества длин волн дает более надежные данные.