द्रव्यमान क्षीणन गुणांक

सामग्री के द्रव्यमान क्षीणन गुणांक, या द्रव्यमान संकीर्ण बीम क्षीणन गुणांक सामग्री की घनत्व द्वारा सामान्यीकृत क्षीणन गुणांक है; अर्थात्, प्रति इकाई द्रव्यमान (दूरी की प्रति इकाई के बजाय) क्षीणन। इस प्रकार, यह वर्णन करता है कि प्रकाश, ध्वनि, कणों, या अन्य ऊर्जा या पदार्थ की किरण से सामग्री का द्रव्यमान कितनी आसानी से प्रवेश कर सकता है। दृश्यमान प्रकाश के अतिरिक्त, द्रव्यमान क्षीणन गुणांक को अन्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण (जैसे एक्स-रे), ध्वनि, या किसी अन्य बीम के लिए परिभाषित किया जा सकता है जिसे क्षीण किया जा सकता है। द्रव्यमान क्षीणन गुणांक की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली वर्ग मीटर प्रति किलोग्राम है (m²/kg). अन्य सामान्य इकाइयों में सेमी शामिल हैं²/g (एक्स-रे द्रव्यमान क्षीणन गुणांक के लिए सबसे आम इकाई) और mL⋅g^{−1</सुप>⋅सेमी−1 (कभी-कभी समाधान रसायन शास्त्र में प्रयोग किया जाता है)। द्रव्यमान विलोपन गुणांक इस मात्रा के लिए एक पुराना शब्द है।}

द्रव्यमान क्षीणन गुणांक को अवशोषण क्रॉस सेक्शन के एक प्रकार के रूप में माना जा सकता है जहां प्रभावी क्षेत्र को प्रति कण के बजाय प्रति इकाई द्रव्यमान में परिभाषित किया जाता है।

गणितीय परिभाषाएँ

मास क्षीणन गुणांक के रूप में परिभाषित किया गया है

${\frac {\mu }{\rho _{m}}},$

कहाँ

• μ क्षीणन गुणांक (रैखिक क्षीणन गुणांक) है;
• र_m द्रव्यमान घनत्व है।

द्रव्यमान क्षीणन गुणांक का उपयोग करते समय, बीयर-लैंबर्ट कानून को वैकल्पिक रूप में लिखा जाता है

$I=I_{0}\,e^{-(\mu /\rho _{m})\lambda }$

कहाँ

$\lambda =\rho _{m}\ell$ क्षेत्र घनत्व है जिसे द्रव्यमान मोटाई के रूप में भी जाना जाता है, और $\ell$ लंबाई है, जिस पर क्षीणन होता है।

द्रव्यमान अवशोषण और प्रकीर्णन गुणांक

जब एक संकीर्ण (संपार्श्विक प्रकाश) बीम वॉल्यूम के माध्यम से गुजरती है, तो बीम दो प्रक्रियाओं में तीव्रता खो देगी: अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) और बिखरने।

बड़े पैमाने पर अवशोषण गुणांक और बड़े पैमाने पर बिखरने वाले गुणांक को इस रूप में परिभाषित किया गया है

${\frac {\mu _{\mathrm {a} }}{\rho _{m}}},\quad {\frac {\mu _{\mathrm {s} }}{\rho _{m}}},$

कहाँ

• μ_a अवशोषण गुणांक है;
• μ_s प्रकीर्णन गुणांक है।

समाधान में

रसायन विज्ञान में, बड़े पैमाने पर क्षीणन गुणांक अक्सर एक समाधान (रसायन विज्ञान) में भंग रासायनिक प्रजातियों के लिए उपयोग किया जाता है। उस स्थिति में, द्रव्यमान क्षीणन गुणांक को उसी समीकरण द्वारा परिभाषित किया जाता है, सिवाय इसके कि घनत्व केवल उस एक रासायनिक प्रजाति का घनत्व है, और क्षीणन केवल उस एक रासायनिक प्रजाति के कारण क्षीणन है। वास्तविक क्षीणन गुणांक द्वारा गणना की जाती है

$\mu =(\mu /\rho )_{1}\rho _{1}+(\mu /\rho )_{2}\rho _{2}+\ldots ,$

जहां योग में प्रत्येक शब्द द्रव्यमान क्षीणन गुणांक और समाधान के एक अलग घटक का घनत्व है (विलायक को भी शामिल किया जाना चाहिए)। यह एक सुविधाजनक अवधारणा है क्योंकि किसी प्रजाति का द्रव्यमान क्षीणन गुणांक इसकी सांद्रता से लगभग स्वतंत्र होता है (जब तक बीयर-लैंबर्ट कानून # पूर्वापेक्षाएँ पूरी होती हैं)।

एक बारीकी से संबंधित अवधारणा मोलर अवशोषकता है। वे मात्रात्मक रूप से संबंधित हैं

(द्रव्यमान क्षीणन गुणांक) × (मोलर द्रव्यमान) = (मोलर अवशोषकता)।

एक्स-रे

क्षीणन के योगदान स्रोतों के साथ लोहे का द्रव्यमान क्षीणन गुणांक: रेले स्कैटरिंग, कॉम्पटन स्कैटेरिंग, प्रकाश विद्युत प्रभाव और दो प्रकार के जोड़ी उत्पादन। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव मूल्यों की असततता कश्मीर बढ़त के कारण होती है। ग्राफ़ डेटा राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान के XCOM डेटाबेस से आया है।

द्रव्यमान क्षीणन गुणांक मान 1 केवी से 20 मेव तक की ऊर्जा वाले फोटॉनों के लिए एकत्र किए गए परमाणु संख्या Z के साथ 100 से छोटे सभी तत्वों के लिए दिखाया गया है। मूल्यों में असंतुलन अवशोषण किनारों के कारण होता है जो भी दिखाया गया था।

रेडियोलॉजिकल भौतिकी, रेडियोग्राफ़ (चिकित्सा और सुरक्षा उद्देश्यों के लिए), मात्रामापी, विवर्तन, इंटरफेरोमेट्री, क्रिस्टलोग्राफी और भौतिकी की अन्य शाखाओं में फोटोन द्रव्यमान क्षीणन गुणांक की तालिकाएँ आवश्यक हैं। फोटॉन एक्स-रे, गामा किरणों और ब्रेकिंग विकिरण के रूप में हो सकते हैं।

गामा रे क्रॉस सेक्शन के उचित मूल्यों के आधार पर द्रव्यमान क्षीणन गुणांक के मान अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) पर निर्भर होते हैं और कई अलग-अलग तंत्रों के कारण होने वाली घटना किरण विकिरण के बिखरने पर निर्भर होते हैं जैसे कि

• रेले स्कैटरिंग (सुसंगत स्कैटरिंग);
• कॉम्प्टन स्कैटरिंग (असंगत स्कैटरिंग);
• प्रकाश विद्युत प्रभाव;
• युग्म उत्पादन, नाभिक और परमाणु इलेक्ट्रॉनों के क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन उत्पादन।

वास्तविक मूल्यों की पूरी तरह से जांच की गई है और राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) द्वारा चलाए जा रहे तीन डेटाबेस के माध्यम से आम जनता के लिए उपलब्ध हैं:

1. XAAMDI डेटाबेस;
2. XCOM डेटाबेस;
3. FFAST डेटाबेस।

एक समाधान की संरचना की गणना करना

यदि कई ज्ञात रसायनों को एक ही समाधान में भंग कर दिया जाता है, तो प्रकाश अवशोषण विश्लेषण का उपयोग करके प्रत्येक की सांद्रता की गणना की जा सकती है। सबसे पहले, प्रत्येक व्यक्ति विलेय या विलायक के द्रव्यमान क्षीणन गुणांक, आदर्श रूप से तरंग दैर्ध्य के एक व्यापक स्पेक्ट्रम में, मापा या देखा जाना चाहिए। दूसरा, वास्तविक समाधान के क्षीणन गुणांक को मापा जाना चाहिए। अंत में, सूत्र का उपयोग करना

$\mu =(\mu /\rho )_{1}\rho _{1}+(\mu /\rho )_{2}\rho _{2}+\ldots ,$

ρ का उपयोग करके स्पेक्ट्रम को फिट किया जा सकता है₁, आर₂, ... समायोज्य मापदंडों के रूप में, μ और प्रत्येक के बाद से μ/ρ_i तरंग दैर्ध्य के कार्य हैं। यदि एन विलेय या सॉल्वैंट्स हैं, तो इस प्रक्रिया के लिए कम से कम एन मापा तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता होती है ताकि एक साथ समीकरणों की हल करने योग्य प्रणाली बनाई जा सके, हालांकि अधिक तरंग दैर्ध्य का उपयोग करने से अधिक विश्वसनीय डेटा मिलता है।

यह भी देखें

• अवशोषण गुणांक
• अवशोषण क्रॉस सेक्शन
• क्षीणन लंबाई
• क्षीणन
• बीयर-लैंबर्ट कानून
• कार्गो स्कैनिंग
• कॉम्पटन किनारा
• कॉम्पटन स्कैटेरिंग
• क्रॉस सेक्शन (भौतिकी)
• उच्च-ऊर्जा एक्स-रे
• मुक्त पथ मतलब
• मोलर क्षीणन गुणांक
• प्रसार स्थिरांक
• विकिरण लंबाई
• बिखराव सिद्धांत
• संप्रेषण