Плотность площади

Плотность площади
Плотность площади
Общие символы
единица СИ	кг/м 2
В базовых единицах СИ	м −2 ⋅kg
Выводы из ; другие количества	; ;
Измерение

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 интегрированная на единицу площади, вдоль пути; ^[1] Его получают интегрированием объемной плотности $\rho$ над столбцом: ^[2] $\sigma =\int \rho \,\mathrm {d} s.$

В общем, путь интегрирования может быть наклонным или косым падением (как, например, в случае распространения по лучу зрения в физике атмосферы ). Распространенным особым 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 ^[3] и являются обычным продуктом поиска в надир ищущих микроволновых радиометрах, . ^[4]^[5]

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 . ^[6]

Концепция плотности площади может быть полезна при анализе аккреционных дисков . видимого лицом, плотность площади для данной области диска определяется как плотность столбца: то есть либо как масса вещества на В случае диска , 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

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. ^[7]

Бумага

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

Ткань

«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.

Другой

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

Ссылки

^ Эгберт Букер; Риенк ван Гронделл (2000). Физика окружающей среды (2-е изд.). Уайли.
^ Висконти, Гвидо (2001). Основы физики и химии атмосферы . Берлин: Шпрингер. п. 470. ИСБН 978-3-540-67420-7 .
^ Р. Синрайх; У. Фрисс; Т. Вагнер; С. Йылмаз; У. Платт (2008). «Определение распределения аэрозолей с помощью многоосной дифференциальной абсорбционной спектроскопии (MAX-DOAS)». Нуклеация и атмосферные аэрозоли . стр. 1145–1149. дои : 10.1007/978-1-4020-6475-3_227 . ISBN 978-1-4020-6474-6 .
^ К. Мельшаймер; Г. Хейгстер (2008). «Улучшенное определение общего содержания водяного пара в полярных регионах по данным микроволнового радиометра AMSU -B». IEEE Транс. Геосци. Дистанционный датчик . 46 (8): 2307–2322. Бибкод : 2008ITGRS..46.2307M . дои : 10.1109/TGRS.2008.918013 . S2CID 20910677 .
^ К. Мельшаймер; Г. Хейгстер; Н. Мэтью; Л. Тудал Педерсен (2009). «Восстановление излучательной способности морского льда и комплексное восстановление параметров поверхности и атмосферы над Арктикой по данным AMSR -E». Журнал Общества дистанционного зондирования Японии . Том. 29, нет. 1. С. 236–241.
^ «Плотность столбца | КОСМОС» .
^ «Плотность площади» . Вебопедия. 3 марта 1997 года . Проверено 9 апреля 2014 г.

[Boeker_vanGrondelle2000-1] Эгберт Букер; Риенк ван Гронделл (2000). Физика окружающей среды (2-е изд.). Уайли.

[2] Висконти, Гвидо (2001). Основы физики и химии атмосферы . Берлин: Шпрингер. п. 470. ИСБН 978-3-540-67420-7 .

[Sinreich_etal2008-3] Р. Синрайх; У. Фрисс; Т. Вагнер; С. Йылмаз; У. Платт (2008). «Определение распределения аэрозолей с помощью многоосной дифференциальной абсорбционной спектроскопии (MAX-DOAS)». Нуклеация и атмосферные аэрозоли . стр. 1145–1149. дои : 10.1007/978-1-4020-6475-3_227 . ISBN 978-1-4020-6474-6 .

[Melseimer_Heygster2008-4] К. Мельшаймер; Г. Хейгстер (2008). «Улучшенное определение общего содержания водяного пара в полярных регионах по данным микроволнового радиометра AMSU -B». IEEE Транс. Геосци. Дистанционный датчик . 46 (8): 2307–2322. Бибкод : 2008ITGRS..46.2307M . дои : 10.1109/TGRS.2008.918013 . S2CID 20910677 .

[Melseimer_etal2009-5] К. Мельшаймер; Г. Хейгстер; Н. Мэтью; Л. Тудал Педерсен (2009). «Восстановление излучательной способности морского льда и комплексное восстановление параметров поверхности и атмосферы над Арктикой по данным AMSR -E». Журнал Общества дистанционного зондирования Японии . Том. 29, нет. 1. С. 236–241.

[6] «Плотность столбца | КОСМОС» .

[7] «Плотность площади» . Вебопедия. 3 марта 1997 года . Проверено 9 апреля 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]