क्षेत्र घनत्व

Area density
सामान्य प्रतीक	$\rho _{A}$
Si   इकाई	kg/m2
SI आधार इकाइयाँ में	m−2⋅kg
अन्य मात्राओं से व्युत्पत्तियां	$\rho _{A}={\frac {m}{A}}$ $\rho _{A}=\rho l$
आयाम

द्वि-आयामी वस्तु के क्षेत्र घनत्व (क्षेत्रीय घनत्व, सतह घनत्व, सतही घनत्व, एरिक घनत्व, द्रव्यमान मोटाई, स्तंभ घनत्व या घनत्व मोटाई के रूप में भी जाना जाता है) की गणना प्रति इकाई क्षेत्र में द्रव्यमान के रूप में की जाती है। SI व्युत्पन्न इकाई किलोग्राम प्रति वर्ग मीटर (kg·m^-2).

एक संबंधित क्षेत्र संख्या घनत्व को द्रव्यमान को कणों की संख्या या अन्य गणनीय मात्रा से बदलकर परिभाषित किया जा सकता है।

कागज और कपड़े के उद्योगों में इसे वज़न कहा जाता है और ग्राम प्रति वर्ग मीटर (g/m²); विशेष रूप से कागज के लिए, इसे मानक आकार (बेस रीम) के प्रति पेपर रीम पाउंड के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

सूत्रीकरण

क्षेत्र घनत्व की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

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

या

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

जहाँ ρ_A औसत क्षेत्र घनत्व है,m वस्तु का कुल द्रव्यमान है,A वस्तु का कुल क्षेत्रफल है,ρ औसत घनत्व है, और l वस्तु की औसत मोटाई है।

स्तंभ घनत्व

विशेष प्रकार के क्षेत्र घनत्व को स्तंभ (द्रव्यमान) घनत्व (स्तंभ द्रव्यमान घनत्व भी) कहा जाता है, जिसे ρ_A या σ कहा जाता है। यह पथ के साथ अभिन्न प्रति इकाई क्षेत्र में रासायनिक पदार्थ का द्रव्यमान है; यह एकीकृत घनत्व प्राप्त किया जाता है $\rho$ स्तंभ पर:

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

सामान्यतः एकीकरण पथ तिरछा या तिरछा घटना हो सकता है (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय भौतिकी में दृष्टि प्रसार की रेखा)। एक सामान्य विशेष स्थितियों एक ऊर्ध्वाधर पथ है, माध्यम के नीचे से ऊपर तक:

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

जहाँ $z$ लंबवत समन्वय को दर्शाता है (उदाहरण के लिए, ऊंचाई या गहराई)।

स्तंभकार घनत्व $\rho _{A}$ लंबवत औसत वॉल्यूमेट्रिक घनत्व से निकटता से संबंधित है ${\bar {\rho }}$ जैसा

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

जहाँ ${\textstyle \Delta z=\int 1\,\mathrm {d} z}$; ${\bar {\rho }}$, $\rho _{A}$, और $\Delta z$ उदाहरण के लिए, क्रमशः ग्राम प्रति घन मीटर, ग्राम प्रति वर्ग मीटर और मीटर की इकाइयाँ हैं।

स्तंभ संख्या घनत्व

स्तंभ संख्या घनत्व इसके अतिरिक्त एक संख्या घनत्व प्रकार की मात्रा को संदर्भित करता है: किसी पदार्थ की संख्या या गिनती - द्रव्यमान के अतिरिक्त - एक पथ के साथ एकीकृत प्रति इकाई क्षेत्र:

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

उपयोग

वायुमंडलीय भौतिकी

यह सामान्यतः रिमोट सेंसिंग उपकरणों द्वारा प्राप्त की जाने वाली मात्रा है, उदाहरण के लिए कुल ओजोन मानचित्रण स्पेक्ट्रोमीटर (TOMS) जो दुनिया भर में ओजोन कॉलम को पुनः प्राप्त करता है। कॉलम को अअलगाव आपकी आंखों की ऑप्टिकल अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (डीओएएस) विधि द्वाराभी प्राप्त किया जाता है और दुर्लभ दिखने वाले माइक्रोवेव रेडियोमीटर से एक सामान्य पुनर्प्राप्ति उत्पाद हैं।

एक निकटता से संबंधित अवधारणा बर्फ या तरल जल पथ की है, जो प्रति इकाई क्षेत्र में द्रव्यमान के अतिरिक्त प्रति इकाई क्षेत्र या गहराई को निर्दिष्ट करती है, इस प्रकार दोनों संबंधित हैं:

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

एक और निकट संबंधी अवधारणा ऑप्टिकल गहराई है।

खगोल विज्ञान

खगोल विज्ञान में, स्तंभ घनत्व का उपयोग सामान्यतः परमाणुओं या अणुओं की संख्या प्रति वर्ग सेमी (cm²) एक विशेष दिशा में देखने की रेखा के साथ, जैसा कि टिप्पणियों से प्राप्त होता है। 21-cm हाइड्रोजन रेखा या एक निश्चित आणविक प्रजातियों की टिप्पणियों से। साथ ही विलुप्त होने (खगोल विज्ञान) को H या H₂ के स्तंभ घनत्व से संबंधित किया जा सकता है।

अभिवृद्धि डिस्क का विश्लेषण करते समय क्षेत्र घनत्व की अवधारणा उपयोगी हो सकती है। डिस्क के आमने-सामने देखे जाने के स्थितियों में, डिस्क के किसी दिए गए क्षेत्र के लिए क्षेत्र घनत्व को स्तंभ घनत्व के रूप में परिभाषित किया गया है: अर्थात, या तो प्रति इकाई क्षेत्र में रासायनिक पदार्थ के द्रव्यमान के रूप में, जो डिस्क दृष्टि रेखा के माध्यम से जाने वाले ऊर्ध्वाधर पथ के साथ अभिन्न अंग है। |(रेखा-की-दृष्टि), माध्यम के नीचे से ऊपर तक:

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

जहाँ $z$ ऊर्ध्वाधर निर्देशांक (जैसे, ऊँचाई या गहराई), या किसी पदार्थ की संख्या या संख्या के रूप में - द्रव्यमान के अतिरिक्त - पथ के साथ एकीकृत प्रति इकाई क्षेत्र (स्तंभ संख्या घनत्व) को दर्शाता है:

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

डेटा स्टोरेज मीडिया

Main article: क्षेत्र घनत्व (कंप्यूटर भंडारण)

हार्ड डिस्क ड्राइव, ऑप्टिकल डिस्क और टेप ड्राइव जैसे डेटा स्टोरेज डिवाइस में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के मीडिया की मात्रा और समानता करने के लिए एरियाल घनत्व का उपयोग किया जाता है। माप की वर्तमान इकाई सामान्यतः गीगाबिट्स प्रति वर्ग इंच है।

कागज

Main article: व्याकरण

क्षेत्र घनत्व का उपयोग अधिकांशतः कागज की मोटाई का वर्णन करने के लिए किया जाता है; उदा., 80 ग्राम/मीटर² बहुत समान है।

कपड़ा

Main article: व्याकरण

कपड़े का वजन अधिकांशतः द्रव्यमान प्रति इकाई क्षेत्र, ग्राम प्रति वर्ग मीटर (जीएसएम) या औंस प्रति वर्ग गज के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है। यह कभी-कभी विशेष कपड़े के लिए मानक चौड़ाई में औंस प्रति गज में भी निर्दिष्ट किया जाता है। एक ग्राम प्रति वर्ग मीटर 0.0295 औंस प्रति वर्ग गज के समान होता है; एक औंस प्रति वर्ग गज 33.9 ग्राम प्रति वर्ग मीटर के समान होता है।

अन्य

यह अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) के लिए भी एक महत्वपूर्ण मात्रा है।

वायु के माध्यम से गिरने वाले निकायों का अध्ययन करते समय, क्षेत्र घनत्व महत्वपूर्ण होता है क्योंकि प्रतिरोध क्षेत्र पर निर्भर करता है, और गुरुत्वाकर्षण बल द्रव्यमान पर निर्भर होता है।

अस्थि घनत्व को अधिकांशतः ग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर (g·cm⁻²) वास्तविक घनत्व के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में एक्स-रे अवशोषकमिति द्वारा मापा जाता है।

बॉडी मास इंडेक्स किलोग्राम प्रति वर्ग मीटर की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, चूंकि क्षेत्र का आंकड़ा नाममात्र है, ऊंचाई का वर्ग है।

आयनमंडल में कुल इलेक्ट्रॉन सामग्री प्रकार स्तंभ संख्या घनत्व की मात्रा है।

हिम जल समतुल्य प्रकार स्तंभ द्रव्यमान घनत्व की मात्रा है।

यह भी देखें

• रैखिक घनत्व
• कागज घनत्व