放射輸送方程式

放射輸送方程式(ほうしゃゆそうほうていしき、英:Radiative transfer)は、ボルツマン方程式輸送方程式の一種であり、 光の強度 I ( r , s ^ , t ) {\displaystyle I({\vec {r}},{\hat {s}},t)} に関する微分方程式である。物質中の電磁波によるエネルギー輸送、つまり放射輸送を記述する。 この方程式はエネルギー保存の法則を考慮することにより現象論的に導出され、次のように書かれる。

1 c I ( r , s ^ , t ) t + s ^ I ( r , s ^ , t ) + μ t I ( r , s ^ , t ) = μ s 4 π A ( s ^ s ^ ) I ( r , s ^ , t ) d Ω + S ( r , s ^ , t ) {\displaystyle {\frac {1}{c}}{\frac {\partial I({\vec {r}},{\hat {s}},t)}{\partial t}}+{\hat {s}}\cdot \nabla I({\vec {r}},{\hat {s}},t)+\mu _{t}I({\vec {r}},{\hat {s}},t)=\mu _{s}\int _{4\pi }A({\hat {s}}'\cdot {\hat {s}})I({\vec {r}},{\hat {s}}',t)d\Omega '+S({\vec {r}},{\hat {s}},t)}

ここで、

  • c {\displaystyle c} は物質中の光の速さ
  • μt = {\displaystyle =} μasは吸収係数と散乱係数の和
  • A ( s ^ , s ^ ) {\displaystyle A({\hat {s}}',{\hat {s}})} は位相関数( g = 4 π ( s ^ s ^ ) A ( s ^ s ^ ) d Ω {\displaystyle g=\int _{4\pi }({\hat {s}}'\cdot {\hat {s}})A({\hat {s}}'\cdot {\hat {s}})d\Omega } は散乱の異方性の強さを表す)
  • S ( r , s ^ , t ) {\displaystyle S({\vec {r}},{\hat {s}},t)} は光源

である。

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