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c03:la_media_di_rosseland

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Linea 1: Linea 1:
 +====== A3.4 La media di Rosseland ======
  
 +<WRAP justify>
 +L'equazione del gradiente radiativo è stata in precedenza
 +ricavata sotto l'assunzione di un cammino libero medio comune per
 +tutti i fotoni o, in altra parole, di una opacità indipendente
 +dalla frequenza della radiazione //caso grigio//. Discutendo i
 +meccanismi di opacità si è peraltro già indicato come tale
 +assunzione sia in generale lungi dall'essere verificata. Per ogni
 +prefissata frequenza $\nu$ della radiazione potremo definire
 +$\lambda (\nu)$ come il cammino libero medio dei fotoni con
 +frequenza compresa tra $\nu$ e $\nu + d\nu$, una corrispondente
 +opacità $\kappa (\nu)= 1/\rho \lambda(\nu)$, restando valida per
 +ogni frequenza la relazione
 +\\
 +\\
 +$$\frac {dP(\nu)}{dr}= {\kappa (\nu) \rho}{c} \Phi(\nu)$$
 +\\
 +\\
 +dove $P(\nu)d\nu$ e $\Phi(\nu)d\nu$ rappresentano il contributo
 +alla pressione ed al flusso della radiazione portato dai fotoni
 +con frequenza compresa tra $\nu$ e $\nu + d\nu$. Indicando inoltre
 +con $E(\nu)$ la densità di energia radiativa nello stesso
 +intervallo di frequenza, si avrà
 +\\
 +\\
 +$$P(\nu)=\frac {E(\nu)}{3}$$
 +\\
 +\\
 +e sarà possibile porre in relazione il flusso totale con la
 +densità di energia tramite la relazione
 +\\
 +\\
 +$$\Phi = \int_{0}^{\infty}\Phi (\nu) d\nu = \frac {c}{3\rho} \int_{0}^{\infty} \frac {1}{\kappa (\nu)} \frac {dE(\nu)}{dr} d\nu$$
 +\\
 +\\
 +Per il noto teorema della media potremo definire <tex>$\overline \kappa$</tex>
 +attraverso la relazione
 +\\
 +\\
 +$$\int_{0}^{\infty} \frac {1}{\kappa (\nu)} \frac {dE(\nu)}{dr} d\nu =
 +\frac {1} {\overline \kappa} \int_{0}^{\infty}  \frac {dE(\nu)}{dr} d\nu $$
 +\\
 +\\
 +dove $\overline \kappa$ prende il nome di //media di Rosseland//
 +dell'opacità, ricavando infine
 +\\
 +\\
 +$$\Phi = \frac {c}{3\rho} \frac {1}{\overline \kappa}\frac {dE}{dr}$$
 +\\
 +\\
 +e da $E=aT^4$ si ricava infine una relazione per il gradiente radiativo del tutto analoga a quanto
 +ricavato nel caso grigio, ma con l'intervento di ${\overline \kappa}$ al posto di ${\kappa}$. Poiché
 +in equilibrio termodinamico la $E(\nu)= B(\nu,T)$ per la media di
 +Rosseland si avrà
 +\\
 +\\
 +$$\frac {1}{\overline \kappa} = \frac {\int_{0}^{\infty} \frac {1}{\kappa (\nu)} \frac {dE(\nu)}{dr} d\nu}{\int_{0}^{\infty} \frac {dE(\nu)}{dr} d\nu} =  \frac {\int_{0}^{\infty} \frac {1}{\kappa (\nu)} \frac {dB(\nu,T)}{dr} d\nu}{\int_{0}^{\infty} \frac {dB(\nu,T)}{dr} d\nu} =
 + \frac {\int_{0}^{\infty} \frac {1}{\kappa (\nu)} \frac {dB(\nu,T)}{dT} \frac {dT}{dr} d\nu}{\int_{0}^{\infty} \frac {dB(\nu,T)} {dT} \frac {dT}{dr} d\nu} =   \frac {\int_{0}^{\infty} \frac {1}{\kappa (\nu)} \frac {dB(\nu,T)}{dT} d\nu}{\int_{0}^{\infty} \frac {dB(\nu,T)}{dT} d\nu}$$
 +</WRAP>
 +
 +\\
 +----
 +\\
 +~~DISQUS~~

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