物理学
光学における透過率の基礎と定義
光学および分光法における透過率の定義、吸光度との関係、ランベルト・ベールの法則、ならびに内部透過率と外部透過率の違いについて解説します。
📌 主なポイント
- ✓透過率は、特定の波長の入射光が試料を通過する割合を示す光学および分光法の量である。
- ✓透過率は吸光度と対数関係にある。
- ✓表面の反射を含めた全体の透過率を外部透過率、反射の影響を取り除いた素材自体の透過率を内部透過率と呼ぶ。
透過率（とうかりつ、英語: transmittance）または透過度とは、光学および分光法において、特定の波長の入射光が試料を通過する割合を指す物理量である。百分率で示されることもある。
定義と数式
透過率は、入射光の放射発散度を $I_0$、試料を通過した光の放射発散度を $I$ とするとき、次のように定義される。
吸光度およびランベルト・ベールの法則との関係
透過率は吸光度 $A$ と密接な関係にある。吸光度は一般に次のように表される。
また、物質による光の吸収を記述するランベルト・ベールの法則から、透過率は次のように表現されることもある。
ここで $\alpha$ は吸収係数を、$x$ は経路長を表す。
内部透過率と外部透過率
光学材料を取り扱う際、物質の表面や界面における光の反射が生じる。そのため、素材自体の吸収による透過率の減衰のみを考える内部透過率と、表面における反射の影響も含めた全体の透過率である外部透過率が区別される。
よくある質問
透過率とは何ですか？
透過率とは、光学および分光法において、特定の波長の入射光が試料を通過する割合のことです。
内部透過率と外部透過率の違いは何ですか？
内部透過率はおもに表面反射の影響を取り除いた吸収による減衰を指し、外部透過率は表面における反射も含めた全体の透過率を指します。
吸光度と透過率はどのように関係していますか？
透過率は吸光度 $A$ との間に逆対数の関係があり、$A = -\log_{10}{\mathcal{T}}$ のように表されます。
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