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公式

光深度表現(xiàn)的是光束在介質(zhì)中傳播的路徑上被散射或吸收而被移除的量。如果I0{\displaystyle I_{0}}是輻射源的強(qiáng)度，I{\displaystyle I}是通過路徑后，觀測(cè)者測(cè)到的強(qiáng)度，則光深度τ τ -->{\displaystyle \tau }被下列的方程式定義為：

從基礎(chǔ)原則的演算

在核子物理，原子云的光深度可以從原子的量子力學(xué)特性來計(jì)算。它的形式是：

τ τ -->=d2ν ν -->N2c? ? -->? ? -->0Aγ γ -->,{\displaystyle \tau ={\frac {d^{2}\nu N}{2c\hbar \epsilon _{0}A\gamma }},}

此處d{\displaystyle d}表示躍遷偶極矩，γ γ -->{\displaystyle \gamma }：轉(zhuǎn)換的自然線寬，ν ν -->{\displaystyle \nu }：頻率，N{\displaystyle N}：原子的數(shù)量，和A{\displaystyle 截面：射束的截面

大氣科學(xué)

在大氣科學(xué)，經(jīng)常提到的光深度路徑是垂直于地球表面并直至外太空；在其他的場(chǎng)合則是由觀測(cè)者的高度直至外太空。因?yàn)棣?τ -->{\displaystyle \tau }是參考垂直的路徑，對(duì)歪斜路徑的光深度即為 τ τ -->′=mτ τ -->{\displaystyle \tau "=m\tau }，此處的m{\displaystyle m}稱為氣體質(zhì)量因子，對(duì)一個(gè)相對(duì)于大氣層的平行平面是：m=1/cos? ? -->θ θ -->{\displaystyle m=1/\cos \theta }，此處θ θ -->{\displaystyle \theta }是天頂距，對(duì)應(yīng)于給予的路徑。因此：

大氣的光深度可以分解成幾個(gè)部分：瑞利散射、懸浮微粒和氣體的吸收。大氣的光深度可以用日照計(jì)（sun photometer）測(cè)量（參考比爾－朗伯定律（Beer"s law））。

恒星物理

另一個(gè)例子是天文學(xué)上對(duì)光球厚度的定義，是從表面至光深度表面2/3處。這意味著光球散發(fā)出的光子在到達(dá)觀測(cè)者之前平均被散射的次數(shù)少于一次，在光深度為2/3之處的溫度，恒星輻射出的能量（原始的推導(dǎo)是源自太陽）相當(dāng)于觀測(cè)到的總輻射能量。

要注意的是對(duì)一個(gè)被測(cè)量的介質(zhì)，不同顏色（波長(zhǎng)）的光會(huì)有不同的光深度。

對(duì)行星環(huán)，當(dāng)它阻擋在光源和觀測(cè)者之間時(shí)，它的光深度是環(huán)所阻擋掉的光的比率，通常是來自掩星觀測(cè)所獲得的資料。

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