Плотность площади

Эта статья о свойстве двумерных объектов. Чтобы узнать о других значениях, см. Плотность (значения) .

Плотность площади
Общие символы	$\rho _{A}$
И объединились	кг/м 2
В базовых единицах СИ	м −2 ⋅kg
Выводы из другие количества	$\rho _{A}={\frac {m}{A}}$ $\rho _{A}=\rho l$
Измерение	${\mathsf {L}}^{-2}{\mathsf {M}}$

( Плотность площади также известная как плотность по площади , поверхностная плотность , поверхностная плотность , ареальная плотность , толщина массы , плотность столбца или толщина плотности ) двумерного объекта рассчитывается как масса на единицу площади . Производная единица измерения в системе СИ — килограмм на квадратный метр (кг·м). ⁻² ). Соответствующую числовую плотность площади можно определить путем замены массы на число частиц или другую счетную величину .

В бумажной и тканевой промышленности он называется граммажем и выражается в граммах на квадратный метр (г/м2). ² ); в частности, для бумаги это может быть выражено в фунтах на пачку стандартных размеров («базовая стопа»).

Формулировка

Плотность площади можно рассчитать как:

$$\rho _{A}={\frac {m}{A}}$$

или

$$\rho _{A}=\rho \cdot l,$$

где ρ _A — средняя плотность площади, m — общая масса объекта, A — общая площадь объекта, ρ — средняя плотность и l — средняя толщина объекта.

Плотность столбца

Особый тип плотности площади называется столбчатой ​​плотностью (также столбчатой ​​массовой плотностью или просто столбцовой плотностью ), обозначаемой ρ _A или σ . Это масса вещества , на единицу площади интегрированная вдоль пути; Его получают интегрированием объемной плотности $\rho$ над столбцом:

$$\sigma =\int \rho \,\mathrm {d} s.$$

В общем, путь интегрирования может быть наклонным или косым падением (как, например, в случае распространения по лучу зрения в физике атмосферы ). Распространенным частным случаем является вертикальный путь снизу вверх носителя:

$$\sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,$$

где $z$ обозначает вертикальную координату (например, высоту или глубину).

Столбчатая плотность $\rho _{A}$ тесно связана с вертикальной средней объемной плотностью ${\bar {\rho }}$ как

$${\bar {\rho }}={\frac {\rho _{A}}{\Delta z}},$$

где ${\textstyle \Delta z=\int 1\,\mathrm {d} z}$; ${\bar {\rho }}$, $\rho _{A}$, и $\Delta z$ имеют единицы измерения, например, граммы на кубический метр, граммы на квадратный метр и метры соответственно.

Использование

Физика атмосферы

Это количество обычно извлекается с помощью инструментов дистанционного зондирования , например, спектрометра для картирования общего озона (TOMS), который измеряет столбцы озона по всему миру. Столбцы также возвращаются дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии (DOAS). методом и являются обычным продуктом поиска в надир , ищущих микроволновых радиометрах .

Тесно связанной концепцией является концепция пути льда или жидкой воды , которая определяет объем на единицу площади или глубину вместо массы на единицу площади, таким образом, эти два понятия связаны:

$$P={\frac {\sigma }{\rho _{0}}}.$$

Еще одно тесно связанное понятие — оптическая глубина .

Астрономия

В астрономии плотность столбца обычно используется для обозначения количества атомов или молекул на квадратный см (см ² ) вдоль луча зрения в определенном направлении, что получено на основе наблюдений, например, линии водорода длиной 21 см или на основе наблюдений определенных видов молекул. Также межзвездное поглощение может быть связано с плотностью столба H или H ₂ .

Концепция плотности площади может быть полезна при анализе аккреционных дисков . В случае диска, видимого лицом, плотность площади для данной области диска определяется как плотность столбца: то есть либо как масса вещества на , единицу площади интегрированная вдоль вертикального пути, проходящего через диск (линия -зрения) снизу вверх среды:

$$\sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,$$

где $z$ обозначает вертикальную координату (например, высоту или глубину) или количество вещества (а не массу) на единицу площади, интегрированное вдоль пути (плотность числа столбцов):

$$N=\int n\,\mathrm {d} z.$$

Носители данных

Основная статья: Плотность пространства (компьютерное хранилище)

Плотность площади используется для количественной оценки и сравнения различных типов носителей, используемых в устройствах хранения данных, таких как жесткие диски , приводы оптических дисков и ленточные накопители . Текущая единица измерения обычно составляет гигабит на квадратный дюйм.

Бумага

Основная статья: вес

Плотность площади часто используется для описания толщины бумаги; например, 80 г/м ² очень распространено.

Ткань

Основная статья: вес

«Вес» ткани часто указывается как масса единицы площади, граммы на квадратный метр (г/м²) или унции на квадратный ярд. Иногда его также указывают в унциях на ярд стандартной ширины для конкретной ткани. Один грамм на квадратный метр равен 0,0295 унции на квадратный ярд; одна унция на квадратный ярд равна 33,9 грамма на квадратный метр.

Другое

Это также важная величина для поглощения радиации .

При изучении тел, падающих в воздухе, важна плотность площади, поскольку сопротивление зависит от площади, а сила гравитации зависит от массы.

Плотность костей часто выражается в граммах на квадратный сантиметр (г·см ⁻² ) по измерениям рентгеновской абсорбциометрии в качестве показателя фактической плотности.

Индекс массы тела выражается в килограммах на квадратный метр, однако показатель площади является номинальным и представляет собой квадрат роста.

Полное содержание электронов в ионосфере представляет собой величину типа столбчатой ​​плотности числа.

Снеговой эквивалент – это величина столбчатого типа с массовой плотностью.

См. также

• Количество ареиков
• Линейная плотность
• Плотность бумаги