面密度
面密度
一般的な記号
ρあ{\displaystyle \rho _{A}}
SI単位kg/m 2
SI基本単位ではm −2 ⋅kg
他の量からの導出
  • ρあ＝メートルあ{\displaystyle \rho _{A}={\frac {m}{A}}}
  • ρあ＝ρl{\displaystyle \rho _{A}=\rho l}
寸法L−2M{\displaystyle {\mathsf {L}}^{-2}{\mathsf {M}}}

二次元物体の面密度（面密度、表面密度、表面密度、柱密度、密度厚とも呼ばれる）は、質量を面積で割った商として定義されます。SI組立単位は「キログラム毎平方メートル」（単位記号kg · m −2）です。

製紙および織物業界では、これは坪量と呼ばれ、平方メートルあたりのグラム数 (g/m 2 ) で表されます。特に紙の場合は、標準サイズの連量(「基準連量」) あたりの重量ポンドで表される場合があります。

一般化面積量は、表面電荷密度や面積電荷などの一般的な物理量を面積で割った商として定義されます。 [ 1 ] [ 2 ] 関連する面積数密度は、質量を粒子数またはその他の可算量に置き換えることによって定義できます。

処方

面密度は次のように計算できます。 または、 ρ Aは平均面密度、mは物体の総質量、Aは物体の総面積、ρは平均密度、lは物体の平均厚さです。 ρあ＝メートルあ{\displaystyle \rho _{A}={\frac {m}{A}}}ρあ＝ρ⋅l、{\displaystyle \rho _{A}=\rho \cdot l,}

列密度

面密度の特殊な種類は柱密度（柱状質量密度、あるいは単に柱密度とも呼ばれる）と呼ばれ、ρ Aまたはσで表記される。これは、経路に沿って積分された単位面積あたりの物質の質量である。 [ 3 ]柱に沿って積分された体積密度は、次のように表される。 [ 4 ]ρ{\displaystyle \rho }σ＝∫ρds。{\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} s.}

一般に、積分経路は斜め入射または斜入射（例えば、大気物理学における視線伝播）となります。よくある特殊なケースとして、媒質の底部から上部への垂直経路があります。 ここで、は垂直座標（例えば、高さまたは深さ）を表します。 σ＝∫ρdz、{\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,}z{\displaystyle z}

柱状密度は、垂直平均体積密度と密接な関係があります。ここ で、、、の単位は、それぞれグラム/立方メートル、グラム/平方メートル、メートルなどです。 ρあ{\displaystyle \rho _{A}}ρ¯{\displaystyle {\bar {\rho }}}ρ¯＝ρあΔz、{\displaystyle {\bar {\rho }}={\frac {\rho _{A}}{\Delta z}},}Δz＝∫1dz{\textstyle \Delta z=\int 1\,\mathrm {d} z}ρ¯{\displaystyle {\bar {\rho }}}ρあ{\displaystyle \rho _{A}}Δz{\displaystyle \Delta z}

使用法

大気物理学

これは、地球全体のオゾン柱状分布を取得する全オゾンマッピング分光計（TOMS）などのリモートセンシング機器によって一般的に取得される量です。また、差分光吸収分光法（DOAS） [ 5 ]によってもオゾン柱状分布が取得され、天底を観測するマイクロ波放射計[ 6 ]からも一般的に取得されます。[ 7 ]

密接に関連する概念は、氷または液体の水の経路の概念です。これは、単位面積あたりの質量ではなく、単位面積または深さあたりの体積を指定するため、2つは関連しています。 P＝σρ0。{\displaystyle P={\frac {\sigma }{\rho _{0}}}.}

もう一つの密接に関連する概念は光学的深度です。

天文学

天文学において、柱密度は一般的に、視線方向に沿った1平方センチメートル（cm 2 ）あたりの原子または分子の数を示すために用いられ、例えば21cmの水素線の観測や特定の分子種の観測から得られる。また、星間減光もHまたはH 2の柱密度と関連付けられることがある。[ 8 ]

面密度の概念は、降着円盤の解析に役立ちます。円盤を正面から見た場合、円盤の特定の領域における面密度は、列密度として定義されます。列密度とは、円盤を通過する垂直経路（視線）に沿って、媒体の底部から上部まで 積分した単位面積あたりの物質質量です。

σ＝∫ρdz、{\displaystyle \sigma =\int \rho \,\mathrm {d} z,}

ここで、は垂直座標（高さや深さなど）を表します。または、質量ではなく、経路に沿って積分された単位面積あたりの物質の数またはカウント（列数密度）を表します。 z{\displaystyle z}

北＝∫ndz。{\displaystyle N=\int n\,\mathrm {d} z.}

データ保存メディア

面密度は、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、テープドライブなどのデータストレージデバイスで使用される様々な種類の媒体を定量化し比較するために使用されます。現在、一般的にギガビット/平方インチが測定単位として使用されています。[ 9 ]

紙

面密度は紙の厚さを表すのによく使用され、たとえば 80 g/m 2が非常に一般的です。

ファブリック

生地の「重量」は、単位面積あたりの質量、平方メートルあたりのグラム数（gsm）、または平方ヤードあたりのオンス数で表すことが多いです。また、特定の生地の標準幅におけるヤードあたりのオンス数で表すこともあります。1平方メートルあたりグラムは0.0295平方ヤードあたりオンス、1平方ヤードあたりオンスは33.9平方メートルあたりグラムに相当します。

他の

放射線の吸収にとっても重要な量です。

空中を落下する物体を研究する場合、抵抗は面積に依存し、重力は質量に依存するため、面積密度が重要です。

骨密度は、実際の密度の代理として、X 線吸収測定法で測定され、 平方センチメートルあたりのグラム数 (g·cm −2 ) で表されることが多いです。

体格指数は平方メートルあたりのキログラム単位で表されますが、面積の数値は身長の二乗という名目上のものです。

電離層内の 電子の総量は、柱状数密度型の量です。

積雪水当量とは、柱状質量密度型の量です。

一般化：面積量

国際数量体系（ISO 80000-1 ）では、面積に対する物理量の商を表すために修飾語「areic」が推奨されている。 [ 1 ] 「単位面積あたり」や「表面積密度」（または単に「密度」）という表現もよく使用され、その結果得られる単位には平方メートルの逆数（m −2）が含まれる。例：

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e f「ISO 80000-1: 数量及び単位 — パート1: 一般」 . iso.org . 2023年10月16日閲覧。
  2. ^ a b c「IEC 80000-6:2022 量と単位 — パート6：電磁気学」国際標準化機構。2022年11月20日閲覧。
  3. ^エグバート・ボーカー;リアンク・ファン・グロンデール (2000)。環境物理学(第 2 版)。ワイリー。
  4. ^ヴィスコンティ、グイド（2001年）『大気の物理と化学の基礎』ベルリン：シュプリンガー、p.470、ISBN 978-3-540-67420-7。
  5. ^ R. Sinreich; U. Frieß; T. Wagner; S. Yilmaz; U. Platt (2008). 「多軸差分吸収分光法（MAX-DOAS）によるエアロゾル分布の抽出」. Nucleation and Atmospheric Aerosols . pp.  1145– 1149. doi : 10.1007/978-1-4020-6475-3_227 . ISBN 978-1-4020-6474-6。
  6. ^ C. Melsheimer; G. Heygster (2008). 「 AMSU -Bマイクロ波放射計データによる極地における総水蒸気量の推定精度の向上」IEEE Trans. Geosci. Remote Sens . 46 (8): 2307– 2322. Bibcode : 2008ITGRS..46.2307M . doi : 10.1109/TGRS.2008.918013 . S2CID 20910677 . 
  7. ^ C. Melsheimer; G. Heygster; N. Mathew; L. Toudal Pedersen (2009). 「AMSR -Eデータを用いた北極海氷放射率の推定と地表・大気パラメータの統合推定」.日本リモートセンシング学会誌. 第29巻第1号. pp.  236– 241.
  8. ^ 「列密度 | COSMOS」。
  9. ^ 「面密度」 Webopedia、1997年3月3日。 2014年4月9日閲覧。
  10. ^ 「ISO 80000-4:2019 数量及び単位 - パート4：力学」国際標準化機構。2019年9月15日閲覧。
  11. ^ 「ISO 80000-10:2019 量と単位 — パート10：原子核物理学」国際標準化機構。2019年9月15日閲覧。
  12. ^ 「IEC 80000-14:2008 数量と単位 — パート14：人体生理学に関連するテレバイオメトリクス」国際標準化機構。2019年9月15日閲覧。
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