Densità di area

La densità areale (nota anche come densità di area , densità di superficie , densità superficiale , densità areica , spessore di massa , densità di colonna o spessore di densità ) di un oggetto bidimensionale viene calcolata come massa per unità di superficie. L'unità derivata SI è: chilogrammo per metro quadrato (kg · m − 2). Nelle industrie della carta e del tessuto, si chiama grammatura ed è espresso in grammi per metro quadrato (gsm); per la carta in particolare, può essere espressa in libbre per risma di formati standard ("risma base").

Formulazione

Può essere calcolato come:

ρA = mA {\ displaystyle \ rho _ {A} = {\ frac {m} {A}}}

o

ρA = ρ⋅l {\ displaystyle \ rho _ {A} = \ rho \ cdot l}

dove,

ρA	= densità media dell'area
m	= massa totale dell'oggetto
UN	= area totale dell'oggetto
ρ	= densità media
l	= spessore medio dell'oggetto

Densità di colonna

Un tipo speciale di densità di area è chiamato densità di colonna (massa) (anche densità di massa colonnare ), indicata con ρ A o σ . È la massa di sostanza per unità di area integrata lungo un percorso; Si ottiene integrando la densità volumetrica ρ {\ displaystyle \ rho} su una colonna:

σ = ∫ρd⁡s. {\ displaystyle \ sigma = \ int \ rho \; \ operatorname {d} s.}

In generale, il percorso di integrazione può essere un'inclinazione obliqua o obliqua (come, ad esempio, nella propagazione della linea di vista nella fisica dell'atmosfera). Un caso speciale comune è un percorso verticale, dal basso verso l'alto del supporto:

σ = ∫ρd⁡z {\ displaystyle \ sigma = \ int \ rho \; \ operatorname {d} z}

dove z {\ displaystyle z} indica la coordinata verticale (ad es. altezza o profondità).

La densità colonnare ρA {\ displaystyle \ rho _ {A}} è strettamente correlata alla densità volumetrica mediamente verticale ρ¯ {\ displaystyle {\ bar {\ rho}}} come

ρ¯ = ρAΔz, {\ displaystyle {\ bar {\ rho}} = {\ frac {\ rho _ {A}} {\ Delta z}},}

dove Δz = ∫1d⁡z {\ displaystyle \ Delta z = \ int 1 \; \ operatorname {d} z}; si noti che ρ¯ {\ displaystyle {\ bar {\ rho}}}, ρA {\ displaystyle \ rho _ {A}} e Δz {\ displaystyle \ Delta z} hanno unità, ad esempio, grammi per metro cubo, grammi per metro quadrato e metri, rispettivamente.

Densità del numero di colonna

La densità numerica della colonna si riferisce invece a un tipo di densità numerica della quantità: il numero o il conteggio di una sostanza — anziché la massa — per unità di superficie integrata lungo un percorso:

N = ∫nd⁡s. {\ Displaystyle N = \ int n \; \ operatorname {d} s.}

uso

Fisica dell'atmosfera

È una quantità comunemente recuperata dagli strumenti di telerilevamento, ad esempio il Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) che recupera colonne di ozono in tutto il mondo. Le colonne sono anche restituite con il metodo DOAS (differenziale optical spectroscopy) e sono un prodotto di recupero comune da radiometri a microonde dall'aspetto di nadir.

Un concetto strettamente correlato è quello del percorso del ghiaccio o dell'acqua liquida, che specifica il volume per unità di area o profondità anziché la massa per unità di area, quindi i due sono correlati:

P = σρ0 {\ displaystyle P = {\ frac {\ sigma} {\ rho _ {0}}}},

Un altro concetto strettamente correlato è la profondità ottica.

Astronomia

In astronomia la densità della colonna viene generalmente utilizzata per indicare il numero di atomi o molecole per cm quadrato (cm2) lungo la linea di vista in una direzione particolare, come derivato da osservazioni della linea dell'idrogeno di 21 cm o dalle osservazioni di un certo specie molecolari. Anche l'estinzione interstellare può essere correlata alla densità della colonna di H o H2.

Il concetto di densità di area può essere utile durante l'analisi dei dischi di accrescimento. Nel caso di un disco visto a faccia in su, la densità di area per una data area del disco è definita come densità di colonna: ovvero, come la massa di sostanza per unità di area integrata lungo il percorso verticale che attraversa il disco (linea di vista), dal basso verso l'alto del mezzo:

σ = ∫ρd⁡z {\ displaystyle \ sigma = \ int \ rho \; \ operatorname {d} z}

dove z {\ displaystyle z} indica la coordinata verticale (ad es. altezza o profondità) o come il numero o il conteggio di una sostanza — anziché la massa — per unità di area integrata lungo un percorso (densità del numero di colonna):

N = ∫nd⁡z. {\ Displaystyle N = \ int n \; \ operatorname {d} z.}

Supporti di archiviazione dati

La densità areale viene utilizzata per quantificare e confrontare i diversi tipi di supporti utilizzati nei dispositivi di archiviazione dati come unità disco fisso, unità disco ottico e unità nastro. L'attuale unità di misura è in genere gigabit per pollice quadrato.

Carta

La densità dell'area viene spesso utilizzata per descrivere lo spessore della carta; ad esempio, 80 g / m2 è molto comune.

Tessuto

Il "peso" del tessuto viene spesso specificato come massa per unità di superficie, grammi per metro quadrato (gsm) o once per metro quadrato. A volte è anche specificato in once per iarda in una larghezza standard per il panno particolare. Un grammo per metro quadrato equivale a 0,0295 once per metro quadrato; un'oncia per iarda quadrata equivale a 33,9 grammi per metro quadrato.

Altro

È anche una quantità importante per l'assorbimento delle radiazioni.

Quando si studiano i corpi che cadono attraverso l'aria, la densità dell'area è importante perché la resistenza dipende dall'area e la forza gravitazionale dipende dalla massa.

La densità ossea è spesso espressa in grammi per centimetro quadrato (g · cm − 2) misurata dall'assorbtiometria a raggi X, come proxy della densità effettiva.

L'indice di massa corporea è espresso in unità di chilogrammi per metro quadrato, sebbene la figura dell'area sia nominale, essendo semplicemente il quadrato dell'altezza.

Il contenuto totale di elettroni nella ionosfera è una quantità di densità di numero colonnare di tipo.

L'equivalente nell'acqua della neve è una quantità di densità di massa colonnare di tipo.