در این مطلب قصد داریم شما را بیشتر با مفهوم افت (Attenuation) آشنا کنیم.

در فیزیک، افت (Attenuation) به معنی کاهش تدریجی شدت جریان در یک محیط است. به عنوان مثال، عینک‌های دودی نور خورشید را کاهش می‌دهند، سرب اشعه X را کاهش می‌دهد و آب و هوا هر دو نور و صدا را در سرعت‌های متفاوت کاهش می‌دهند. در مهندسی برق و مخابرات، افت، انتشار امواج و سیگنال‌ها را در مدارهای الکتریکی، در فیبرهای نوری و در هوا تحت تأثیر قرار می‌دهد. تضعیف‌ کننده‌های الکتریکی و نوری معمولاً قطعاتی در این زمینه تولید می‌کنند.

 آشنایی با مفهوم افت (Attenuation)

در بسیاری از موارد، افت یک تابع نمایی از طول مسیر در محیط است. در طیف سنجی شیمیایی، این به عنوان قانون Beer-Lambert شناخته می‌شود. در مهندسی، ضریب افت معمولاً در واحد دسی بل به واحد طول محیط (dB/cm، dB/km و غیره) اندازه گیری می‌شود و در مسئله با ضریب افت نشان داده می‌شود. افت در زمین لرزه نیر رخ می‌دهد؛ هنگامی که امواج لرزه‌ای دروتر از کانون زلزله حرکت می‌کنند، کوچکتر می شوند، زیرا توسط زمین تضعیف می‌شوند.

ضریب افت

ضریب افت برای اندازه گیری کمی واسط‌های مختلف با توجه به شدت دامنه فراصوتی ارسال شده به صورت تابع از فرکانس کاهش می‌یابد. ضریب افت ( که با α نشان داده شده است) می‌تواند برای تعیین افت نهایی بر حسب دسی بل (db) در محیط با استفاده از فرمول زیر تعین شود:

همان طور که این معادله نشان می‌دهد علاوه بر طول محیط و ضریب افت، افت به صورت خطی به فرکانس تابش فراصوتی نیز بستگی دارد. ضریب افت برای محیط‌های مختلف متفاوت است. با این حال، در تصویربرداری فراصوتی پزشکی، مواد بیولوژیکی و آب واسط‌های رایج مورد استفاده هستند.

شکست و تضعیف نور در آب

امواج کوتاه که از خورشید منتشر می‌شود دارای طول موج در طیف نور مرئی یعنی از 360 نانومتر (بنفش) تا 750 نانومتر (قرمز) هستند. هنگامی که اشعه خورشید به سطح دریا می‌رسد، اشعه موج کوتاه توسط آب می‌شکند (تضعیف می‌شود) و شدت نور به طور نمایی با عمق آب کاهش می‌یابد.

در آب‌های باز روشن، نور مرئی ابتدا در طول موج‌های بلند جذب می‌شود. بنابراین طول موج‌های قرمز، نارنجی و زرد در عمق‌های بالاتر آب جذب می‌شوند و طول موج‌های آبی و بنفش به عمیق ترین بخش ستون آب می‌رسند. از آنجا که طول موج‌های آبی و بنفش در مقایسه با طول موج‌های دیگر دیرتر جذب می‌شود، آب‌های آزاد اقیانوس‌ها به صورت آبی دیده می‌شوند.

در آب‌های نزدیک به ساحل (آب‌های ساحلی)، آب دریا حاوی فیتوپلانکتون‌های بیشتری نسبت به آب‌های مرکزی اقیانوس است. کلروفیل، رنگدانه‌ای که در فیتوپلانکتون وجود دارد، نور را جذب می‌کند و گیاهان نیز نور را پراکنده می‌سازند و آب های ساحلی را نسبت به آب های آزاد کم می کند.به همین دلیل آب‌های ساحلی کمتر از آب‌های آزاد شفاف هستند.

کلروفیل A به شدت نور را کمترین طول موج نور مرئی (آبی و بنفش) جذب می‌کند. در آب‌های نزدیک به ساحل که غلظت بالایی از فیتوپلانکتون‌ها وجود دارد، طول موج سبز به عمیق ترین قسمت در ستون می‌رسد و رنگ آب از دید ناظر سبز یا سبز آبی دیده می‌شود.

بخوانید: پارامتر افت (Attenuation) | قسمت دوم