การสะท้อน การหักเห และการดูดกลืนของฟลักซ์แสง

ฟลักซ์ของแสงที่เข้าสู่ดวงตาอันเป็นผลมาจากกิจกรรมทางสายตานั้นถูกสร้างขึ้นบางส่วนโดยแหล่งกำเนิดแสงหลัก และในระดับที่มากขึ้นโดยพื้นผิวที่ส่องสว่างจากแสงเหล่านั้น ซึ่งกลายเป็นแหล่งกำเนิดแสงทุติยภูมิ ในทั้งสองกรณี มีการกระจายฟลักซ์แสงที่สร้างโดยแหล่งกำเนิดแสงหลักผ่านการสะท้อน การหักเห และการดูดกลืน ซึ่งเป็นพื้นผิวที่ฟลักซ์นี้ถูกนำไป

การสะท้อนของแสง — นี่คือการกลับมาของคลื่นแสงเมื่อตกบนส่วนต่อประสานระหว่างตัวกลางสองตัวที่มีดัชนีการหักเหต่างกัน "ย้อนกลับ" ไปยังตัวกลางตัวแรก

การหักเหของแสง — ปรากฏการณ์ที่ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นแสงเมื่อผ่านจากสื่อหนึ่งไปยังอีกสื่อหนึ่ง ซึ่งดัชนีการหักเหของแสงแตกต่างกัน

การดูดกลืนแสงคือการลดลงของความเข้มของแสงที่ผ่านตัวกลางเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคของตัวกลาง มันมาพร้อมกับความร้อนของสาร ไอออนไนซ์หรือการกระตุ้นของอะตอมหรือโมเลกุล กระบวนการโฟโตเคมี ฯลฯพลังงานที่ดูดซับโดยสสารสามารถถูกปลดปล่อยออกมาใหม่ทั้งหมดหรือบางส่วนโดยสสารที่ความถี่ต่างกัน

การกระจายฟลักซ์แสงซ้ำสามารถถูกกำหนดโดยความจำเป็นในการควบคุมฟลักซ์แสงในบางพื้นที่ของพื้นที่ (เพื่อให้แสงสว่างแก่วัตถุที่ต้องการแยกแยะ) หรือโดยความจำเป็นในการลดความสว่างของขอบเขตการมองเห็น ในกรณีของ อุปกรณ์ให้แสงสว่าง — หรือเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติทางแสงของพื้นผิวที่ส่องสว่าง

ฟลักซ์ของแสง F รังสีตกกระทบบนพื้นผิวของวัตถุทางกายภาพใดๆ (ฟลักซ์ของแสงตกกระทบ) แบ่งออกเป็นสองหรือสามองค์ประกอบ:

• ส่วนหนึ่งกลับมาเป็นภาพสะท้อนเสมอ สร้างฟลักซ์การสะท้อน Φρ;

• ส่วนหนึ่งจะถูกดูดซึมเสมอ (ฟลักซ์ที่ดูดซึมFαนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของร่างกาย

• ในบางกรณี ฟลักซ์แสงบางส่วนจะถูกส่งกลับโดยการหักเห (refractive flux Фτ)

มาแนะนำแนวคิดของค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน p ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน α และดัชนีการหักเหของแสง t:

ρ = Φρ/ F,

ρ = Τα/ F,

ρ = Фτ/ F,

มีความเท่าเทียมกันระหว่างค่าสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกันซึ่งแสดงคุณสมบัติทางแสงของพื้นผิวที่ส่องสว่าง:

ρ + α + τ = 1

การหักเหของแสงมาพร้อมกับปรากฏการณ์การสะท้อน การสะท้อนและการหักเหของฟลักซ์แสงแบบใดที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของพื้นผิวหรือตัวเครื่อง และส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง (การรักษา) ของพื้นผิวหรือตัวเครื่อง

การสะท้อนภาพ / การหักเหของแสง โดดเด่นด้วยความเท่าเทียมกันของมุมตกกระทบและการสะท้อน / การหักเหของแสงและมุมทึบที่ตกกระทบและฟลักซ์แสงที่สะท้อน / หักเหลำแสงคู่ขนานที่ตกบนพื้นผิวจะสะท้อนและหักเหเกิดเป็นลำแสงคู่ขนาน

การสะท้อนภาพจะเกิดขึ้น เช่น เมื่อพื้นผิวโลหะสปัตเตอริง (Al, Ag) หรือพื้นผิวขัดเงาโลหะ (ขัดเงาแบบอัลและออกซิไดซ์ทางเคมี) และการหักเหของแสงแบบสเปกกูลาร์เกิดขึ้นกับกระจกธรรมดาหรือกระจกอินทรีย์บางประเภท

การสะท้อน / การหักเหของแสงที่ซับซ้อน โดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าฟลักซ์แสงถูกสะท้อน / หักเหบางส่วนตามกฎของการสะท้อนการสะท้อน / การหักเหและบางส่วนตามกฎหมายของการสะท้อน / การหักเหของแสง การสะท้อนที่ซับซ้อน (ข้อต่อ) ดำเนินการโดยการเคลือบเซรามิก และการหักเหของแสงที่ซับซ้อน (ข้อต่อ) — จากกระจกฝ้าและกระจกอินทรีย์บางประเภท

การสะท้อน/การหักเหแบบกระจายโดยสิ้นเชิง คือการสะท้อน/การหักเหของแสงที่พื้นผิวที่สะท้อน/หักเหมีความสว่างเท่ากันในทุกทิศทาง โดยไม่คำนึงถึงทิศทางของลำแสงที่ตกกระทบ คุณสมบัติของพื้นผิวที่กระจายตัวอย่างสมบูรณ์นั้นถูกครอบครองโดยพื้นผิวที่เคลือบด้วยสีขาวรวมถึงวัสดุที่มีโครงสร้างไม่เป็นเนื้อเดียวกันภายในซึ่งมีแสงสะท้อนและการหักเหมากมายภายในร่างกาย (แก้วนม)

การสะท้อนแบบกระจาย / การหักเหของแสง มีลักษณะโดยการเพิ่มขึ้นของมุมทึบของฟลักซ์แสงที่สะท้อน / หักเหเมื่อเทียบกับมุมทึบที่ตกกระทบ ลำแสงคู่ขนานที่ตกลงบนพื้นผิวจะกระจายไปในอวกาศโดยส่วนใหญ่อยู่ในทิศทางเดียว

เช่นเดียวกับเส้นโค้งโฟโตเมตริกของแหล่งกำเนิดแสง องค์ประกอบพื้นผิวที่สะท้อนแสงหรือหักเหก็เกี่ยวข้องกัน ความเข้มของแสงหรือค่าความสว่าง… ตัวอย่างของการสะท้อนแสงแบบกระจายอาจเป็นพื้นผิวด้านที่เป็นโลหะ และการหักเหแบบกระจายสามารถรับได้โดยใช้กระจกด้านหรือโพลิเมอร์อินทรีย์ (โพลิเมทิลเมทาคริเลต)

ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งของพื้นผิวเปล่งแกนคือปัจจัยความสว่าง β ที่กำหนดสำหรับค่าความส่องสว่างเดียวกันกับอัตราส่วนระหว่างความสว่างในทิศทางที่กำหนดของพื้นผิวที่สะท้อน/ส่งสัญญาณกับความสว่าง Ldif ซึ่งจะมีในกรณีของ การสะท้อน / การส่งผ่านที่สมบูรณ์เหมือนกับพื้นผิวโดยมีปัจจัยการสะท้อนเท่ากับเอกภาพ:

β = L / Ldif =πL /E

ค่าของสัมประสิทธิ์ ρ และ τ สำหรับวัสดุบางชนิด:

วัสดุ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสง ρ การส่งผ่าน τ พร้อมการสะท้อนแสงกระจาย แมกนีเซียมคาร์บอเนต 0.92 — แมกนีเซียมออกไซด์ 0.91 — ชอล์ค ยิปซั่ม 0.85 — เคลือบพอร์ซเลน (สีขาว) 0.8 — กระดาษสีขาว (กระดาษ Whatman) 0.76 — สีกาวสีขาว (สีขาว) 0.65 — พื้นผิวดิบของเหล็ก โลหะ 0.15 — ถ่านหิน 0.08 — ไนโตรอีนาเมลสีขาว 0.7 — การส่งผ่านแสงแบบกระจาย กระจกเงียบ (หนา 2.3 มม.) 0.5 0.35 ติดตั้งกระจกเงียบ (2.3 มม.) 0.30 0.55 ไบโอกลาสสีขาว (2-3 มม.) 0.35 0.5 แก้วโอปอล (2.3 มม.) 0.2 0.7 กระดาษเรืองแสง สีเหลืองมีลวดลาย 0 .35 0.4 พร้อมการสะท้อนแสงแบบกระจายทิศทาง อะลูมิเนียมกัดลาย 0.62 — อะลูมิเนียม Alzak ชนิดกึ่งด้าน 0.72 — สีอะลูมิเนียมบนแลคเกอร์ไนโตร 0.55 — นิเกิลไม่ขัดเงา 0.5 — ทองเหลืองไม่ขัดเงา 0.45 — ระบุการส่งผ่านแสงแบบกระจาย สารเคมีเป็นฝ้า แก้ว (2.3 มม.) 0.08 0.8 แก้วซาตินเชิงกล (2 มม.) 0.14 0.7 กระดาษหนังบาง (สีขาว) 0.4 0.4 สีขาวไหม 0.3 0, 45 การสะท้อนโดยตรง (กระจก) เงินขัดเงาใหม่ 0.92 — กระจกสีเงิน (กระจก) 0.85 — อลูมิเนียม Alzed (ขัดเงา ) 0.8 — ขัดเงาด้วยโครเมียม 0.62 — เหล็กขัดเงา 0.5 — ทองเหลืองขัดเงา 0.6 —แผ่นโลหะ 0.55 — การส่องผ่านของแสง แก้วใส (2 มม.) 0.08 0.89 แก้วอินทรีย์ (2 มม.) 0.10 0.85

การทราบค่าการสะท้อนแสงนั้นไม่เพียงพอที่จะอธิบายคุณสมบัติการสะท้อนแสงของวัสดุ เนื่องจากวัสดุหลายชนิดมีคุณสมบัติการสะท้อนแสงแบบเลือกซึ่งส่วนใหญ่สะท้อนความยาวคลื่นเฉพาะของสเปกตรัมของฟลักซ์แสงที่ตกกระทบ ซึ่งพื้นผิวสะท้อนแสงถูกมองว่ามีสีบางอย่าง

คุณลักษณะการสะท้อนแสงของวัสดุแต่ละชนิดมีให้ในรูปของเส้นโค้งการสะท้อนแสง (การสะท้อนแสงเป็นเปอร์เซ็นต์ ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น) และการสะท้อนแสงจะถูกระบุสำหรับองค์ประกอบเฉพาะของฟลักซ์แสงที่ตกกระทบ