Gęstość powierzchni - Area density

Gęstość powierzchni
Wspólne symbole	${\ Displaystyle \ rho _ {A}}$
Jednostka SI	kg / m 2
W jednostkach podstawowych SI	m -2 kg
Pochodne z innych wielkości
Wymiar	${\ Displaystyle {\ mathsf {L}} ^ {-2} {\ mathsf {M}}}$

Gęstość powierzchniową (znany także jako gęstość zapisu , gęstości powierzchniowej , powierzchniowej gęstości , areic gęstość , grubość masy , gęstości kolumnowej lub grubości gęstości ) o dwuwymiarowego obiektu jest obliczana jako masa na jednostkę powierzchni . SI pochodzi urządzenie jest: kilograma na metr kwadratowy (kg m ^-2 ). W przemyśle papierniczym i tekstylnym nazywa się to gramaturą i wyraża się w gramach na metr kwadratowy (gsm); w szczególności w przypadku papieru może być wyrażona w funtach na ryzę standardowych rozmiarów („bazowa ryza”).

Sformułowanie

Gęstość powierzchni można obliczyć jako:

${\ Displaystyle \ rho _ {A} = {\ Frac {m} {A}}}$

lub

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

gdzie,

ρ A	= średnia gęstość powierzchni
m	= całkowita masa obiektu
A	= całkowita powierzchnia obiektu
ρ	= średnia gęstość
ja	= średnia grubość przedmiotu

Gęstość kolumny

Specjalny rodzaj gęstości powierzchniowej nazywa się gęstością kolumnową (masową) (również kolumnową gęstością masową ), oznaczaną jako ρ _A lub σ . Jest to masa w substancji na jednostkę powierzchni zintegrowanego wzdłuż toru; Otrzymuje się całkowanie gęstości objętościowej na kolumnie: ${\ Displaystyle \ rho}$

${\ Displaystyle \ sigma = \ int \ rho \ \ operatorname {d} s.}$

Ogólnie ścieżka integracji może być padaniem skośnym lub ukośnym (jak na przykład linia propagacji widzenia w fizyce atmosfery ). Typowym przypadkiem specjalnym jest ścieżka pionowa, od dołu do góry nośnika:

${\ Displaystyle \ sigma = \ int \ rho \ \ operatorname {d} z}$

gdzie oznacza współrzędną pionową (np. wysokość lub głębokość). ${\displaystyle z}$

Gęstość kolumnowa jest ściśle związana z pionowo uśrednioną gęstością objętościową as ${\ Displaystyle \ rho _ {A}}$${\displaystyle {\bar {\rho}}}$

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

gdzie ; , i mają jednostki, na przykład, odpowiednio, gramy na metr sześcienny, gramy na metr kwadratowy i metry. ${\textstyle \Delta z=\int 1\,\mathrm {d} z}$${\displaystyle {\bar {\rho}}}$${\ Displaystyle \ rho _ {A}}$${\ Displaystyle \ Delta z}$

Gęstość numerów kolumn

Gęstość liczbowa kolumny odnosi się zamiast tego do typu gęstości liczbowej : liczby lub liczby substancji — a nie masy — na jednostkę powierzchni zintegrowanej wzdłuż ścieżki:

${\displaystyle N=\int n\\mathrm {d} s.}$

Stosowanie

Fizyka atmosfery

Jest to ilość powszechnie pobierana przez instrumenty teledetekcyjne , na przykład spektrometr do mapowania całkowitego ozonu (TOMS), który wyszukuje kolumny ozonu na całym świecie. Kolumny są zwracane przez różnica optycznej spektroskopii absorpcyjnej (DOAS) sposobem i jest wspólnym produktem odzyskiwania z nadir -looking mikrofalowych radiometrów .

Ściśle powiązaną koncepcją jest ścieżka lodu lub wody , która określa objętość na jednostkę powierzchni lub głębokość zamiast masy na jednostkę powierzchni, a zatem są one powiązane:

${\ Displaystyle P = {\ Frac {\ Sigma} {\ rho _ {0}}}}$,

Inną ściśle powiązaną koncepcją jest głębia optyczna .

Astronomia

Astronomii gęstość Kolumna jest zwykle stosowany do wskazania liczby atomów lub cząsteczek na centymetr kwadratowy (cm ² ) wzdłuż linii wzroku w określonym kierunku, jak określono na podstawie obserwacji na przykład 21 cm linii wodoru lub Obserwacje niektóre gatunki molekularne. Również ekstynkcję międzygwiazdową można powiązać z gęstością kolumnową H lub H ₂ .

Pojęcie gęstości powierzchni może być przydatne podczas analizy dysków akrecyjnych . W przypadku dysku widziany powierzchni czołowej, gęstość powierzchnia dla danej powierzchni dysku jest zdefiniowana jako gęstość na kolumnie: to znaczy, zarówno jako masy z substancją na jednostkę powierzchni zintegrowanego wzdłuż pionowej ścieżki, która przechodzi przez krążki (linia -of-sight) , od dołu do góry medium:

${\ Displaystyle \ sigma = \ int \ rho \ \ operatorname {d} z}$

gdzie oznacza współrzędną pionową (np. wysokość lub głębokość) lub jako liczbę lub liczbę substancji — a nie masę — na jednostkę powierzchni zintegrowanej wzdłuż ścieżki (gęstość liczby kolumn): ${\displaystyle z}$

${\displaystyle N=\int n\\mathrm {d} z}$

Nośniki danych

Gęstość powierzchniowa jest wykorzystywana do oszacowania i porównania różnych typów nośników wykorzystywanych w urządzeniach magazynujących dane, takich jak dyski twarde , napędów optycznych i napędów taśmowych . Aktualna jednostka miary to zazwyczaj gigabity na cal kwadratowy.

Papier

Gęstość powierzchni jest często używana do opisania grubości papieru; na przykład 80 g / m ² jest bardzo powszechne.

Tkanina

„Waga” tkaniny jest często określana jako masa na jednostkę powierzchni, gramy na metr kwadratowy (gsm) lub uncje na jard kwadratowy. Czasem podaje się ją również w uncjach na jard w standardowej szerokości dla danej tkaniny. Jeden gram na metr kwadratowy równa się 0,0295 uncji na jard kwadratowy; jedna uncja na jard kwadratowy równa się 33,9 gramom na metr kwadratowy.

Inne

Jest to również ilość ważna dla absorpcji promieniowania .

Podczas badania ciał spadających w powietrzu ważna jest gęstość powierzchniowa, ponieważ opór zależy od powierzchni, a siła grawitacji zależy od masy.

Gęstość kości jest często wyrażana w gramach na centymetr kwadratowy (g·cm- ² ) mierzona metodą absorpcjometrii rentgenowskiej, jako przybliżenie rzeczywistej gęstości.

Wskaźnik masy ciała jest wyrażony w kilogramach na metr kwadratowy, chociaż wielkość powierzchni jest nominalna i jest po prostu kwadratem wzrostu.

Całkowita zawartość elektronów w jonosfery jest ilość typu kolumnowego gęstością.

Równoważnik wody śnieżnej jest wielkością typu kolumnowej gęstości masy.

Zobacz też

• Gęstość liniowa
• Gęstość papieru

Bibliografia