투과율

전자기파는 전파하는 매질에 의해 여러 방식으로 영향을 받을 수 있다. 매질의 불연속 지점에서 산란, 흡광, 그리고 반사 및 굴절될 수 있다. 이 페이지는 마지막 세 가지에 대한 개요이다. 재료 및 모든 표면의 투과율(영어: Transmittance)은 복사 에너지를 투과시키는 효율성이다. 초기 (입사) 복사선 중 관심 위치 (종종 관측 위치)로 전파되는 부분이다. 이는 투과계수로 설명될 수 있다.

표면 투과율

반구형 투과율

표면의 반구형 투과율(영어: Hemispherical transmittance)은 T로 표시되며 다음과 같이 정의된다.^[2]

T={\frac {\Phi _{\mathrm {e} }^{\mathrm {t} }}{\Phi _{\mathrm {e} }^{\mathrm {i} }}},

여기서

Φ_e^t는 입사 복사선 반대편 반구로 해당 표면에 의해 투과된 방사속이다.
Φ_eⁱ는 해당 표면에 의해 수신된 방사속이다.

반구형 투과율은 아래에 설명된 방향성 투과율에 대한 적분으로 계산될 수 있다.

분광 반구형 투과율

표면의 주파수 분광 반구형 투과율(영어: Spectral hemispherical transmittance in frequency)과 파장 분광 반구형 투과율(영어: spectral hemispherical transmittance in wavelength)은 각각 T_ν와 T_λ로 표시되며 다음과 같이 정의된다.^[2]

T_{\nu }={\frac {\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }^{\mathrm {t} }}{\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }^{\mathrm {i} }}},

T_{\lambda }={\frac {\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }^{\mathrm {t} }}{\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }^{\mathrm {i} }}},

여기서

Φ_e,ν^t는 입사 복사선 반대편 반구로 해당 표면에 의해 투과된 주파수 분광 방사속이다.
Φ_e,νⁱ는 해당 표면에 의해 수신된 주파수 분광 방사속이다.
Φ_e,λ^t는 입사 복사선 반대편 반구로 해당 표면에 의해 투과된 파장 분광 방사속이다.
Φ_e,λⁱ는 해당 표면에 의해 수신된 파장 분광 방사속이다.

방향성 투과율

표면의 방향성 투과율(영어: Directional transmittance)은 T_Ω로 표시되며 다음과 같이 정의된다.^[2]

T_{\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {t} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {i} }}},

여기서

L_e,Ω^t는 입체각 Ω로 해당 표면에 의해 투과된 방사휘도이다.
L_e,Ωⁱ는 해당 표면에 의해 수신된 방사휘도이다.

분광 방향성 투과율

표면의 주파수 분광 방향성 투과율(영어: Spectral directional transmittance in frequency)과 파장 분광 방향성 투과율(영어: spectral directional transmittance in wavelength)은 각각 T_ν,Ω와 T_λ,Ω로 표시되며 다음과 같이 정의된다.^[2]

T_{\nu ,\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\nu }^{\mathrm {t} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\nu }^{\mathrm {i} }}},

T_{\lambda ,\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\lambda }^{\mathrm {t} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\lambda }^{\mathrm {i} }}},

여기서

L_e,Ω,ν^t는 해당 표면에 의해 투과된 주파수 분광 방사휘도이다.
L_e,Ω,νⁱ는 해당 표면에 의해 수신된 주파수 분광 방사휘도이다.
L_e,Ω,λ^t는 해당 표면에 의해 투과된 파장 분광 방사휘도이다.
L_e,Ω,λⁱ는 해당 표면에 의해 수신된 파장 분광 방사휘도이다.

광 투과율

광도측정 분야에서 필터의 광 투과율은 광학 필터에 의해 투과되는 광속 또는 강도의 양을 측정하는 것이다. 이는 일반적으로 표준 광원 (예: 광원 A, 광원 C 또는 광원 E)을 기준으로 정의된다. 표준 광원에 대한 광 투과율은 다음과 같이 정의된다.

T_{lum}={\frac {\int _{0}^{\infty }I(\lambda )T(\lambda )V(\lambda )d\lambda }{\int _{0}^{\infty }I(\lambda )V(\lambda )d\lambda }}

여기서:

$I(\lambda )$ 는 표준 광원의 분광 방사속 또는 강도 (정의되지 않은 크기)이다.
$T(\lambda )$ 는 필터의 분광 투과율이다.
$V(\lambda )$ 는 비시감도이다.

광 투과율은 측정에 사용된 표준 광원의 광속 또는 강도의 크기와 무관하며, 무차원량이다.

내부 투과율

광학적 깊이

정의에 따르면 내부 투과율은 광학적 깊이 및 흡광도와 다음과 같이 관련된다.

T=e^{-\tau }=10^{-A},

여기서

τ는 광학적 깊이이다.
A는 흡광도이다.

비어-람베르트 법칙

비어-람베르트 법칙에 따르면 재료 샘플에 N개의 감쇠종이 있는 경우,

\tau =\sum _{i=1}^{N}\tau _{i}=\sum _{i=1}^{N}\sigma _{i}\int _{0}^{\ell }n_{i}(z)\,\mathrm {d} z,

A=\sum _{i=1}^{N}A_{i}=\sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}\int _{0}^{\ell }c_{i}(z)\,\mathrm {d} z,

여기서

σ_i는 재료 샘플에서 감쇠종 i의 감쇠 단면적이다.
n_i는 재료 샘플에서 감쇠종 i의 개수밀도이다.
ε_i는 재료 샘플에서 감쇠종 i의 몰 감쇠 계수이다.
c_i는 재료 샘플에서 감쇠종 i의 양 농도이다.
ℓ은 재료 샘플을 통과하는 광선의 경로 길이이다.

감쇠 단면적과 몰 감쇠 계수는 다음 관계를 가진다.

\varepsilon _{i}={\frac {\mathrm {N_{A}} }{\ln {10}}}\,\sigma _{i},

개수밀도와 양 농도는 다음 관계를 가진다.

c_{i}={\frac {n_{i}}{\mathrm {N_{A}} }},

여기서 N_A는 아보가드로 상수이다.

균일한 감쇠의 경우, 이러한 관계는 다음과 같이 된다.^[3]

\tau =\sum _{i=1}^{N}\sigma _{i}n_{i}\ell ,

A=\sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}c_{i}\ell .

불균일 감쇠의 경우는 예를 들어 대기과학 응용 분야와 방사선 차폐 이론에서 발생한다.

다른 복사 측정 계수

Radiometry coefficientsv • d • e • h
양		SI 단위	비고
이름	Sym.	SI 단위	비고
반구 방사율	$ε$	빈칸	표면 복사 발산도를 동일 온도 흑체의 복사 발산도로 나눈 값.
스펙트럼 반구 방사율	$ε ν$ $ε λ$	빈칸	표면 스펙트럼 발산도를 동일 온도 흑체의 스펙트럼 발산도로 나눈 값.
방향 방사율	ε_Ω	빈칸	표면이 방출하는 복사 휘도를 동일 온도 흑체가 방출하는 복사 휘도로 나눈 값.
스펙트럼 방향 방사율	ε_Ω,ν ε_Ω,λ	빈칸	표면이 방출하는 스펙트럼 복사 휘도를 동일 온도 흑체가 방출하는 스펙트럼 복사 휘도로 나눈 값.
반구 흡수율	$A$	빈칸	표면이 흡수하는 복사 선속을 그 표면이 받는 복사 선속으로 나눈 값. "흡광도"와 혼동하지 않아야 한다.
스펙트럼 반구 흡수율	$A ν$ $A λ$	빈칸	표면이 흡수하는 스펙트럼 선속을 그 표면이 받는 스펙트럼 선속으로 나눈 값. "스펙트럼 흡광도"와 혼동하지 않아야 한다.
방향 흡수율	A_Ω	빈칸	표면이 흡수하는 복사 휘도를 그 표면에 입사하는 복사 휘도로 나눈 값. "흡광도"와 혼동하지 않아야 한다.
스펙트럼 방향 흡수율	A_Ω,ν A_Ω,λ	빈칸	표면이 흡수하는 스펙트럼 복사 휘도를 그 표면에 입사하는 스펙트럼 복사 휘도로 나눈 값. "스펙트럼 흡광도"와 혼동하지 않아야 한다.
반구 반사율	$R$	빈칸	표면이 반사하는 복사 선속을 그 표면이 받는 복사 선속으로 나눈 값.
스펙트럼 반구 반사율	$R ν$ $R λ$	빈칸	표면이 반사하는 스펙트럼 선속을 그 표면이 받는 스펙트럼 선속으로 나눈 값.
방향 반사율	R_Ω	빈칸	표면이 반사하는 복사 휘도를 그 표면이 받는 복사 휘도로 나눈 값.
스펙트럼 방향 반사율	R_Ω,ν R_Ω,λ	빈칸	표면이 반사하는 스펙트럼 복사 휘도를 그 표면이 받는 스펙트럼 복사 휘도로 나눈 값.
반구 투과율	$T$	빈칸	표면이 투과하는 복사 선속을 그 표면이 받는 복사 선속으로 나눈 값.
스펙트럼 반구 투과율	$T ν$ $T λ$	빈칸	표면이 투과하는 스펙트럼 선속을 그 표면이 받는 스펙트럼 선속으로 나눈 값.
방향 투과율	T_Ω	빈칸	표면이 투과하는 복사 휘도를 그 표면이 받는 복사 휘도로 나눈 값.
스펙트럼 방향 투과율	T_Ω,ν T_Ω,λ	빈칸	표면이 투과하는 스펙트럼 복사 휘도를 그 표면이 받는 스펙트럼 복사 휘도로 나눈 값.
반구 감쇠 계수	$μ$	m⁻¹	단위 길이당 부피에 흡수 및 산란되는 복사 선속을 그 부피가 받는 복사 선속으로 나눈 값.
스펙트럼 반구 감쇠 계수	$μ ν$ $μ λ$	m⁻¹	단위 길이당 부피에 흡수 및 산란되는 스펙트럼 복사 선속을 그 부피가 받는 스펙트럼 복사 선속으로 나눈 값.
방향 감쇠 계수	μ_Ω	m⁻¹	단위 길이당 부피에 흡수 및 산란되는 복사 휘도를 그 부피가 받는 복사 휘도로 나눈 값.
스펙트럼 방향 감쇠 계수	μ_Ω,ν μ_Ω,λ	m⁻¹	단위 길이당 부피에 흡수 및 산란되는 스펙트럼 복사 휘도를 그 부피가 받는 스펙트럼 복사 휘도로 나눈 값.

같이 보기

각주

↑ “Electronic warfare and radar systems engineering handbook”. 2001년 9월 13일에 원본 문서에서 보존된 문서.
↑ ^가 ^나 ^다 ^라 “Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Vocabulary”. 《ISO 9288:2022》. ISO catalogue. 2022년 8월 1일. 2025년 2월 12일에 확인함.
↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). 온라인 수정 버전: (2006–) "Beer–Lambert law". doi:10.1351/goldbook.B00626

[1] “Electronic warfare and radar systems engineering handbook”. 2001년 9월 13일에 원본 문서에서 보존된 문서.

[ISO_9288-1989-2] 가 ^나 ^다 ^라 “Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Vocabulary”. 《ISO 9288:2022》. ISO catalogue. 2022년 8월 1일. 2025년 2월 12일에 확인함.

[GoldBook2-3] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). 온라인 수정 버전: (2006–) "Beer–Lambert law". doi:10.1351/goldbook.B00626

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