Transmitansi

Radiasi elektromagnetik dapat dipengaruhi dalam beberapa cara oleh medium tempat ia merambat. Radiasi dapat disebar, diserap, serta dipantulkan dan dibiaskan pada diskontinuitas di medium. Halaman ini merupakan ikhtisar dari 3 yang terakhir. Transmitansi suatu material dan permukaan apa pun adalah efektivitasnya dalam mentransmisikan energi radiasi; fraksi radiasi awal (insiden) yang merambat ke lokasi yang diinginkan (seringkali lokasi pengamatan). Hal ini dapat dijelaskan oleh koefisien transmisi.

Transmisi Permukaan

Transmitansi hemisferikal

Transmitansi hemisferikal suatu permukaan dilambangkan dengan "T", didefinisikan sebagai^[2]

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

di mana:

• Φ_e^t adalah fluks radiasi yang ditransmisikan oleh permukaan tersebut ke hemisferikal pada sisi yang berlawanan dari radiasi datang;
• Φ_eⁱ adalah fluks radiasi yang diterima oleh permukaan tersebut.

Transmitansi hemisferikal dapat dihitung sebagai integral atas transmitansi terarah yang dijelaskan di bawah ini.

Transmitansi spektral hemisferikal

Transmitansi spektral hemisferikal dalam frekuensi dan transmitansi spektral hemisferikal dalam panjang gelombang suatu permukaan, masing-masing dilambangkan dengan T_ν dan T_λ, didefinisikan sebagai^[2]

T ν = Φ e , ν t Φ e , ν i , {\displaystyle T_{\nu }={\frac {\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }^{\mathrm {t} }}{\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }^{\mathrm {i} }}},}

T λ = Φ e , λ t Φ e , λ i , {\displaystyle T_{\lambda }={\frac {\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }^{\mathrm {t} }}{\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }^{\mathrm {i} }}},}

di mana:

• Φ_e,ν^t adalah fluks radiasi spektral dalam frekuensi yang ditransmisikan oleh permukaan tersebut ke hemisferikal pada sisi yang berlawanan dari radiasi datang;
• Φ_e,νⁱ adalah fluks radiasi spektral dalam frekuensi yang diterima oleh permukaan tersebut;
• Φ_e,λ^t adalah fluks radiasi spektral dalam panjang gelombang yang ditransmisikan oleh permukaan tersebut ke hemisferikal pada sisi yang berlawanan dari radiasi datang;
• Φ_e,λⁱ adalah fluks radiasi spektral dalam panjang gelombang yang diterima oleh permukaan tersebut.

Transmitansi terarah

Transmitansi terarah suatu permukaan, dilambangkan dengan T_Ω, didefinisikan sebagai^[2]

T Ω = L e , Ω t L e , Ω i , {\displaystyle T_{\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {t} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {i} }}},}

di mana:

• L_e,Ω^t adalah radiansi yang ditransmisikan oleh permukaan tersebut ke dalam sudut pejal Ω;
• L_e,Ωⁱ adalah radiansi yang diterima oleh permukaan tersebut.

Transmitansi arah spektral

Transmitansi arah spektral dalam frekuensi dan transmitansi arah spektral dalam panjang gelombang suatu permukaan, masing-masing dilambangkan dengan T_ν,Ω dan T_λ,Ω; didefinisikan sebagai^[2]

T ν , Ω = L e , Ω , ν t L e , Ω , ν i , {\displaystyle T_{\nu ,\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\nu }^{\mathrm {t} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\nu }^{\mathrm {i} }}},}

T λ , Ω = L e , Ω , λ t L e , Ω , λ i , {\displaystyle T_{\lambda ,\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\lambda }^{\mathrm {t} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\lambda }^{\mathrm {i} }}},}

di mana:

• L_e,Ω,ν^t adalah radiansi spektral dalam frekuensi yang ditransmisikan oleh permukaan tersebut;
• L_e,Ω,νⁱ adalah radiansi spektral yang diterima oleh permukaan tersebut;
• L_e,Ω,λ^t adalah radiansi spektral dalam panjang gelombang yang ditransmisikan oleh permukaan tersebut;
• L_e,Ω,λⁱ adalah radiansi spektral dalam panjang gelombang yang diterima oleh permukaan tersebut.

Transmitansi luminositas

Dalam bidang fotometri (optika), transmitansi luminositas suatu filter adalah ukuran jumlah fluks luminositas atau intensitas yang ditransmisikan oleh filter optik. Umumnya didefinisikan dalam istilah iluminan standar (misalnya Iluminan A, Iluminan C, atau Iluminan E). Transmitansi luminositas terhadap iluminan standar didefinisikan sebagai:

T l u m = ∫ 0 ∞ I ( λ ) T ( λ ) V ( λ ) d λ ∫ 0 ∞ I ( λ ) V ( λ ) d λ {\displaystyle T_{lum}={\frac {\int _{0}^{\infty }I(\lambda )T(\lambda )V(\lambda )d\lambda }{\int _{0}^{\infty }I(\lambda )V(\lambda )d\lambda }}}

di mana:

• I ( λ ) {\displaystyle I(\lambda )} adalah fluks radiansi spektral atau intensitas iluminan standar (magnitudo tidak ditentukan).

• T ( λ ) {\displaystyle T(\lambda )} adalah transmitansi spektral filter

• V ( λ ) {\displaystyle V(\lambda )} adalah fungsi efisiensi luminositas

Transmitansi luminositas tidak bergantung pada besarnya fluks atau intensitas iluminan standar yang digunakan untuk mengukurnya, dan merupakan besaran nirdimensi.

Transmitansi Internal

Kedalaman Optik

Secara definisi, transmitansi internal berkaitan dengan kedalaman optik dan absorbansi sebagai:

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

di mana:

• τadalah kedalaman optik;
• A adalah absorbansi.

Hukum Beer–Lambert

Hukum Beer–Lambert menyatakan bahwa untuk N spesies atenuasi dalam sampel material:

τ = ∑ i = 1 N τ i = ∑ i = 1 N σ i ∫ 0 ℓ n i ( z ) d z , {\displaystyle \tau =\sum _{i=1}^{N}\tau _{i}=\sum _{i=1}^{N}\sigma _{i}\int _{0}^{\ell }n_{i}(z)\,\mathrm {d} z,}

A = ∑ i = 1 N A i = ∑ i = 1 N ε i ∫ 0 ℓ c i ( z ) d z , {\displaystyle A=\sum _{i=1}^{N}A_{i}=\sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}\int _{0}^{\ell }c_{i}(z)\,\mathrm {d} z,}

di mana:

• σ_i adalah penampang atenuasi spesies atenuasi i dalam sampel material;
• n_i adalah kerapatan jumlah spesies atenuasi i dalam sampel material;
• ε_i adalah koefisien atenuasi molar spesies atenuasi i dalam sampel material;
• c_i adalah konsentrasi jumlah spesies atenuasi i dalam sampel material;
• ℓ adalah panjang lintasan berkas cahaya melalui sampel material.

Penampang atenuasi dan koefisien atenuasi molar dihubungkan oleh:

ε i = N A ln ⁡ 10 σ i , {\displaystyle \varepsilon _{i}={\frac {\mathrm {N_{A}} }{\ln {10}}}\,\sigma _{i},}

dan kerapatan jumlah dan konsentrasi jumlah oleh:

c i = n i N A , {\displaystyle c_{i}={\frac {n_{i}}{\mathrm {N_{A}} }},}

di mana N_A adalah tetapan Avogadro.

Dalam kasus atenuasi "seragam", hubungan ini menjadi^[3]

τ = ∑ i = 1 N σ i n i ℓ , {\displaystyle \tau =\sum _{i=1}^{N}\sigma _{i}n_{i}\ell ,}

A = ∑ i = 1 N ε i c i ℓ . {\displaystyle A=\sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}c_{i}\ell .}

Kasus atenuasi "tidak seragam" terjadi dalam aplikasi ilmu atmosfer dan teori perisai radiasi misalnya.

Referensi