द्रव्यमान क्षीणन गुणांक

किसी पदार्थ का द्रव्यमान क्षीणन गुणांक, या द्रव्यमान संकीर्ण बीम क्षीणन गुणांक पदार्थ के आपेक्षिक घनत्व द्वारा सामान्यीकृत एक विशेष क्षीणन गुणांक है; अर्थात्, प्रति इकाई द्रव्यमान (दूरी की प्रति इकाई के अतिरिक्त) क्षीणन। इस प्रकार, यह वर्णन करता है कि प्रकाश, ध्वनि, कण, या अन्य ऊर्जा या पदार्थ की किरण से तत्व का द्रव्यमान कितनी सुगमता से प्रविष्ट हो 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 इस प्रक्रिया के पश्चात क्षीण किया जा सकता है। द्रव्यमान क्षीणन गुणांक की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली वर्ग मीटर प्रति किलोग्राम (m²/kg) है, तथा अन्य सामान्य इकाइयों में सेमी²/g सम्मिलित हैं (एक्स-रे द्रव्यमान क्षीणन गुणांक के लिए सबसे साधारण इकाई) और mL⋅g⁻¹सेमी⁻¹ (कभी-कभी विलयन रसायन शास्त्र में प्रयोग किया जाता है)। द्रव्यमान विलोपन गुणांक इस मात्रा के लिए एक प्राचीन शब्द है।

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

गणितीय परिभाषाएँ

कुछ मानकों को द्रव्यमान क्षीणन गुणांक के रूप में परिभाषित किया गया है

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

जहाँ

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

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

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

जहाँ

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

द्रव्यमान अवशोषण और प्रकीर्णन गुणांक

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

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

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

जहाँ

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

विलयन में

रसायन विज्ञान में, बड़े पैमाने पर क्षीणन गुणांक अधिकांशतः एक विलयन (रसायन विज्ञान) में विलायक रासायनिक वर्ग समूहों के लिए उपयोग किया जाता है। प्रभावी क्षेत्र को प्रति कण के अतिरिक्त प्रति इकाई द्रव्यमान में परिभाषित किया जाता है। उस स्थिति में, द्रव्यमान क्षीणन गुणांक को उसी समीकरण द्वारा परिभाषित किया जाता है, यद्यपि इसके कि घनत्व केवल उस एक रासायनिक वर्ग समूह का आयतन है और क्षीणन केवल उस एक रासायनिक वर्ग समूह के कारण क्षीणन गुणांक है। वास्तविक क्षीणन गुणांक द्वारा गणना इस प्रकार की जाती है,

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

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

एक सन्निकट से संबंधित अवधारणा मोलर अवशोषकता है। जो कि 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 मानों की असततता कश्मीर बढ़त के कारण होती है। ग्राफ़ डेटा राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान के एक्सकॉम 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। मानों 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 किरण और ब्रेकिंग विकिरण के रूप में हो सकते हैं।

गामा रे क्रॉस सेक्शन के उचित मानों 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 प्रकीर्णन 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 मानों की पूरी तरह से जांच की गई है और राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) द्वारा चलाए जा रहे तीन डेटाबेस के माध्यम से साधारण जनता के लिए उपलब्ध कराया गया हैं:

1. एक्सएएएमडीआई डेटाबेस;
2. एक्सकॉम डेटाबेस;
3. एफएफएएसटी डेटाबेस।

विलयन में रासायनिक संरचना की गणना करना

यदि कई ज्ञात रसायनों को एक ही विलयन में घुलनशील कर दिया जाता है, तो प्रकाशीय अवशोषित विश्लेषण का उपयोग करके प्रत्येक पदार्थ की सांद्रता की गणना की जा सकती है। सबसे पहले, प्रत्येक विलेय या विलायक के द्रव्यमान क्षीणन गुणांक आदर्श रूप से तरंग दैर्ध्य के एक व्यापक वर्ण विक्षेपण में मापा या देखा जाना चाहिए। दूसरा, वास्तविक विलयन के क्षीणन गुणांक को मापा जाना चाहिए। अंत में, निम्न सूत्र का उपयोग किया जाना चाहिए,

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

ρ का उपयोग करके वर्ण विक्षेपण को सुव्यवस्थित किया जा सकता है, ρ₁, ρ₂, …समायोज्य मापदंडों के रूप में, μ और प्रत्येक के बाद से μ/ρ_i तरंग दैर्ध्य के कार्य फलन हैं। यदि N विलेय या विलायक हैं, तो इस प्रक्रिया के लिए कम से कम N तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता होती है ताकि एक साथ समीकरणों को हल करने योग्य प्रणाली बनाई जा सके, हालांकि अधिक तरंग दैर्ध्य का उपयोग करने से अधिक विश्वसनीय डेटा मिलता है, परिणामतः प्रकाशीय अवशोषित विश्लेषण का उपयोग करके प्रत्येक पदार्थ की सांद्रता की गणना की जा सकती है।

यह भी देखें

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