침투 깊이

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침투 깊이는 빛이나 전자기 방사선이 물질에 얼마나 깊이 침투할 수 있는지를 측정하는 척도다. 그것은 물질 내부의 방사선 강도가 표면에서 원래 값의 1/e(약 37%)까지 떨어지는 깊이로 정의된다.

전자파 방사선이 물질 표면에서 발생하는 경우, 그것은 (부분적으로) 그 표면에서 반사될 수 있고 물질로 전달되는 에너지를 포함하는 장이 있을 것이다. 이 전자기장은 물질 내부의 원자 및 전자와 상호작용을 한다. 물질의 성질에 따라 전자기장은 물질 속으로 아주 멀리 이동하거나 아주 빨리 소멸할 수도 있다. 주어진 물질의 경우 침투 깊이는 일반적으로 파장의 함수일 것이다.

맥주-램버트 법칙

Beer-Lambert 법칙에 따르면 물질 내부의 전자기파의 세기는 표면으로부터 기하급수적으로 떨어진다.

$(\displaystyle I(z)=)I_{0}\,e^{-\알파 z}}$

$\Delta {\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle p_{}}$ ${\$가 침투 깊이를 나타낸다면$$ 우리는

${\displaystyle \cHB _{p}={\frac {1}{\property }}$

침투 깊이는 물질 내부의 전자기파의 붕괴를 설명하는 용어 중 하나이다. 위의 정의는 ${\displaystyle {\Delta }_{}}$ p ${\$ 필드의 강도나 힘이 표면 값의 1/e로 감소하는$$ 깊이를 가리킨다. 많은 맥락에서 사람들은 자기장의 양 자체에 집중하고 있다: 전자파의 경우 전기장과 자기장이다. 특정 매체의 파동력은 전장량의 제곱에 비례하므로, 전기장(또는 자기장)의 크기가 표면 값의 1/e까지 부패한 침투 깊이를 말할 수 있으며, 그 지점에서 파동력이 $1{\displaystyle \mathrm{}}$/$/$e2$displaystyle 1/e^{2$}}까지 감소하였다. 또는 표면 값의 약 13%:

${\displaystyle \property_{e}={\frac {1}{\frac /2}}={\frac {2}{\p}}}}}$

$\Delta {\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle e_{}}$ ${\$는 피부 깊이와 동일하며, 후기는 일반적으로 전류의 붕괴와 관련하여 금속(벌크 도체에서 평면파가 발생하여 전기장이나 자기장의 붕괴에 따르는 것)에 적용된다. 감쇠 상수 α${\displaystyle }$/ ${\displaystyle 2\mathrm{}}$ ${\displaystyle \alpha /2}$은(는) 전파 상수의 (음) 실제 부분과도 동일하며$$, 위의 용도와 일치하지 않는$$ $표기법$을 사용하여$α$ {\displaystyle \$alpha }$라고도 할 수 있다. 소스를 참조할 때는 항상 $\alpha {\displaystyle }$ ${\displaystyle \alpha }$ 또는$$ $\Delta {\displaystyle }$ ${\displaystyle \delta }$과 같은 숫자가 필드 자체의 붕괴를$$ 의미하는지 또는 해당 필드와 관련된 강도(전력)를 의미하는지 주의해야 한다. 또한 양수가 감쇠(필드 축소) 또는 이득(gain)을 설명하는지에 대해서도 모호할 수 있다. 이는 대개 맥락에서 명백하다.

감쇠 상수

물질에 대한 정상 발생 시 전자파에 대한 감쇠 상수는 물질의 굴절률 n의 가상 부분에 비례한다. 위의 α${\displaystyle }${\$displaystyle \alpha$}의 정의를 사용하여(강도에 따라)$$ 다음 관계가 유지된다.

${\displaystyle \alpha /2={\frac {1}{\delta _{e}}}={\frac {1}{2\delta _{p}}}={\frac {\omega }{c}}\;\mathrm {Im} ({\tilde {n}}(\omega ))={\frac {2\pi }{\lambda }}\;\mathrm {Im} ({\tilde {n}}(\omega ))}$

여기서 $n{\displaystyle \stackrel{}{}}$~ ${\$는 복잡한 굴절 지수를 나타내고$$, $\Omega {\displaystyle }$ ${\displaystyle \omega}$은 방사선의 래디언 주파수$$, c는 진공에서 빛의 속도, $and{\displaystyle }$ ${\displaystyle$\ \$da}$은 파장이다$$. $n{\displaystyle \stackrel{}{}}$~${\displaystyle }$(${\displaystyle \Omega }$) ${\displaystyle {\tilde{n}}(\omega )}}$은(는) 자주 언급되지 않는 가상 부분과 마찬가지로 주파수의 함수(기본적으로$$ 투명 유전체의 경우 0)라는 점에 유의하십시오. 금속의 복잡한 굴절률도 드물게 언급되지만 동일한 의미를 가지므로 마이크로파 주파수까지 유효한 공식에 의해 정확하게 주어진 침투 깊이(또는 피부 깊이 $\Delta {\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle e_{}}$ ${\$로 이어진다.

이러한 방법과 전자기장의 붕괴를 지정하는 다른 방법 사이의 관계는 불투명도에 대한 수학적 설명으로 표현될 수 있다.

이것은 손실 매체에서의 전자기 에너지 흡수 또는 손실이 발생하지 않는 매체(또는 둘의 조합)에서의 전기장 침투에 기인할 수 있는 전기장의 붕괴만을 명시한다. 예를 들어, 가상 물질은 굴절${\displaystyle \stackrel{}{}}$n${\displaystyle }$~ =${\displaystyle \mathrm{}1}$ +.${\displaystyle \mathrm{01}}$ j$${\$displaystyle${\$tilde{n}=1+.01j}$의 복잡한 지수를 가질 수 있다$.$ 파동은 유의미한 반사가 없이 그 매체에 유입되며 ${\displaystyle {\Delta }_{}}$ e${\displaystyle {}_{}16}$ ${\displaystyle \mathrm{16}}$ $\lambda {\displaystyle {}_{}}${\$delta _{e$}\app의 침투 깊이(장 $강도$)로 완전히 흡수될 것이다.$rox 16\buffda$$}$ 여기서 $\lambda {\displaystyle }$ ${\displaystyle \lambda }$은 진공 파장이다. 굴절 n ${\displaystyle \stackrel{}{~~}}$= ${\displaystyle 0\mathrm{+.01}}$ ${\displaystyle j}$ ${\displaystyle {\tilde{n}=0+01j}$의 복잡한 지수를 가진 다른 가설 재료도 16 파장의 침투 깊이를 갖지만$$, 이 경우 파장은 재료로부터 완벽하게 반사된다! 방사능의 실제 흡수는 일어나지 않지만, 전기장과 자기장은 물질로 잘 확장된다. 어느 경우든 관통 깊이는 위에서 자세히 설명한 재료 굴절률의 가상 부분으로부터 직접 발견된다.

참고 항목

• 피부 효과
• 흡광도
• 감쇠 계수

참조

• Feynman, Richard P. (2005). The Feynman Lectures on Physics. Vol. 2 (2nd ed.). Addison-Wesley. ISBN 978-0-8053-9065-0.