Pantulan, pembiasan dan penyerapan fluks cahaya

Fluks cahaya yang memasuki mata akibat aktiviti visual sebahagiannya dicipta oleh sumber cahaya primer dan sebahagian besarnya oleh permukaan yang diterangi olehnya, yang menjadi sumber cahaya sekunder. Dalam kedua-dua kes, terdapat pengagihan semula fluks cahaya yang dihasilkan oleh sumber cahaya utama melalui pantulan, pembiasan dan penyerapan, permukaan yang fluks ini diarahkan.

Pantulan cahaya — Ini ialah pengembalian gelombang cahaya apabila ia jatuh pada antara muka antara dua media dengan indeks biasan yang berbeza "kembali" ke dalam media pertama.

Pembiasan cahaya — fenomena yang terdiri daripada perubahan arah perambatan gelombang cahaya apabila melalui satu medium ke medium lain, yang berbeza dalam indeks biasan cahaya.

Penyerapan cahaya adalah pengurangan keamatan cahaya yang melalui medium kerana interaksinya dengan zarah medium. Ia disertai dengan pemanasan bahan, pengionan atau pengujaan atom atau molekul, proses fotokimia, dsb.Tenaga yang diserap oleh jirim boleh dipancarkan semula sepenuhnya atau sebahagiannya oleh jirim pada frekuensi yang berbeza.

Pengagihan semula fluks cahaya boleh ditentukan oleh keperluan untuk mengawal fluks cahaya di kawasan ruang tertentu (untuk menerangi objek yang perlu dibezakan) atau oleh keperluan untuk mengurangkan kecerahan medan pandangan — dalam kes peranti pencahayaan — atau berlaku disebabkan oleh sifat optik permukaan yang diterangi.

Fluks cahaya F, kejadian sinar pada permukaan mana-mana objek fizikal (fluks cahaya kejadian) dibahagikan kepada dua atau tiga komponen:

• satu bahagian sentiasa kembali sebagai pantulan, membentuk fluks pemantulan Φρ;

• satu bahagian sentiasa diserap (fluks yang diserap Fα membawa kepada peningkatan suhu badan;

• dalam sesetengah kes, sebahagian daripada fluks cahaya dikembalikan melalui pembiasan (fluks biasan Фτ).

Mari kita perkenalkan konsep pekali pantulan p, pekali serapan α dan indeks biasan t:

ρ = Φρ/ F,

ρ = Τα/ F,

ρ = Фτ/ F,

Terdapat kesamaan antara pekali sepadan yang mencirikan sifat optik permukaan yang diterangi:

ρ + α + τ = 1

Pembiasan cahaya disertai dengan fenomena pantulan. Apakah jenis pantulan dan pembiasan fluks cahaya yang berlaku bergantung pada ciri-ciri permukaan atau badan dan sebahagian besarnya pada struktur (rawatan) permukaan atau badan.

Pantulan / pembiasan visual dicirikan oleh kesamaan sudut tuju dan pantulan / pembiasan dan sudut pepejal di mana kejadian dan fluks cahaya pantulan / terbias jatuh.Sinar cahaya selari yang jatuh pada permukaan dipantulkan dan dibiaskan untuk membentuk sinar cahaya selari.

Pantulan visual berlaku sebagai contoh apabila permukaan percikan logam (Al, Ag) atau permukaan logam yang digilap (Al digilap dan teroksida secara kimia), dan pembiasan spekular berlaku dengan kaca biasa atau beberapa jenis kaca organik.

Pantulan kompleks / pembiasan yang dicirikan oleh fakta bahawa fluks cahaya sebahagiannya dipantulkan / dibiaskan mengikut undang-undang pantulan pantulan / pembiasan dan sebahagiannya mengikut hukum pantulan / pembiasan meresap. Pantulan kompleks (bersama) dijalankan oleh enamel seramik, dan pembiasan kompleks (bersama) — daripada kaca beku dan beberapa jenis kaca organik.

Pantulan / pembiasan sepenuhnya meresap ialah pantulan / pembiasan di mana permukaan pantulan / pembiasan mempunyai kecerahan yang sama dalam semua arah, tanpa mengira arah pancaran cahaya kejadian. Ciri-ciri permukaan meresap sepenuhnya dimiliki oleh permukaan yang ditutup dengan cat putih, serta oleh bahan dengan struktur dalaman yang tidak homogen di mana terdapat banyak pantulan dan pembiasan di dalam badan (gelas susu).

Pantulan / pembiasan meresap dicirikan oleh peningkatan sudut pepejal fluks cahaya pantulan / terbias berbanding sudut pepejal kejadian. Pancaran cahaya selari yang jatuh pada permukaan bertaburan di angkasa terutamanya di sekitar satu arah.

Seperti lengkung fotometri sumber cahaya, unsur permukaan pemantulan atau pembiasan adalah berkaitan keamatan cahaya atau nilai kecerahan… Contoh pantulan resap boleh menjadi permukaan matte logam dan pembiasan resap boleh diperoleh menggunakan kaca matte atau polimer organik (polimetil metakrilat).

Salah satu ciri permukaan pemancar paksi ialah faktor kecerahan β yang ditentukan untuk nilai kecerahan yang sama seperti nisbah antara kecerahan dalam arah tertentu permukaan pemantulan / pemancar dan kecerahan Ldif, yang akan ada dalam kes pantulan / penghantaran meresap lengkap, sama dengan permukaan, dengan faktor pantulan sama dengan perpaduan:

β = L / Ldif =πL /E

Nilai pekali ρ dan τ untuk beberapa bahan:

Bahan Pekali pantulan ρ Penghantaran τ Dengan pantulan cahaya meresap Magnesium karbonat 0.92 — Magnesium oksida 0.91 — Kapur, gipsum 0.85 — Enamel porselin (putih) 0.8 — Kertas putih (Kertas Whatman) 0.76 — Cat pelekat putih (dicuci putih) 0. Permukaan mentah 65ferrous logam 0.15 — Arang batu 0.08 — Nitro enamel putih 0.7 — Penghantaran cahaya meresap Kaca senyap (ketebalan 2.3 mm) 0.5 0.35 Kaca senyap dipasang (2.3 mm) 0.30 0.55 Kaca bio putih (2-3 mm) 0.35 0.5 mm Kaca opal (2.3 mm) (2.3 mm) 0.7 Kertas bercahaya, kekuningan dengan corak 0 .35 0.4 Dengan pantulan resap berarah cahaya Aluminium terukir 0.62 — Aluminium Alzak semi-matt 0.72 — Cat aluminium di atas lakuer nitro 0.55 — Nikel tidak digilap 0.5 — Loyang tidak digilap 0.45 — Penghantaran fros kimia yang ditunjukkan kaca (2.3 mm) 0.08 0.8 Kaca satin mekanikal (2 mm) 0.14 0.7 Kertas kulit nipis (putih) 0.4 0.4 Putih sutera 0.3 0, 45 Pantulan terarah (cermin) Perak digilap segar 0.92 — Kaca perak (cermin) 0.85 — Alzed aluminium (cermin) ) 0.8 — Chrome digilap 0.62 — Keluli digilap 0.5 — Loyang digilap 0.6 —Lembaran logam 0.55 — Penghantaran cahaya berarah Kaca jernih (2 mm) 0.08 0.89 Kaca organik (2 mm) 0.10 0.85

Mengetahui pemantulan tidak mencukupi untuk menerangkan sifat pemantulan bahan. Memandangkan banyak bahan mempunyai sifat reflektif terpilih yang terutamanya mencerminkan panjang gelombang tertentu spektrum fluks cahaya kejadian, mengikut mana permukaan reflektif dianggap mempunyai warna tertentu.

Ciri-ciri pemantulan setiap bahan diberikan dalam bentuk lengkung pemantulan (pantulan, dalam peratus, bergantung pada panjang gelombang) dan pemantulan ditunjukkan untuk komposisi khusus fluks cahaya kejadian.