Refleksija, lom i apsorpcija svjetlosnog toka

Svjetlosni tok koji ulazi u oči kao rezultat vidne aktivnosti djelomično stvaraju primarni izvori svjetlosti, au većoj mjeri površine osvijetljene njima, koje postaju sekundarni izvori svjetlosti. U oba slučaja dolazi do preraspodjele svjetlosnog toka koji stvaraju primarni izvori svjetlosti refleksijom, lomom i apsorpcijom, površinama na koje je taj tok usmjeren.

Refleksija svjetlosti — Ovo je povratak svjetlosnog vala kada padne na granicu između dva medija s različitim indeksima loma "natrag" u prvi medij.

Refrakcija svjetlosti — pojava koja se sastoji u promjeni smjera širenja svjetlosnog vala pri prelasku iz jednog medija u drugi, koji se razlikuje u indeksu loma svjetlosti.

Apsorpcija svjetlosti je smanjenje intenziteta svjetlosti koja prolazi kroz medij zbog njezine interakcije s česticama medija. Prati ga zagrijavanje tvari, ionizacija ili ekscitacija atoma ili molekula, fotokemijski procesi itd.Energija koju apsorbira materija može biti potpuno ili djelomično ponovno emitirana od strane materije na različitoj frekvenciji.

Preraspodjela svjetlosnog toka može biti diktirana potrebom za kontrolom svjetlosnog toka u određenim područjima prostora (za osvjetljavanje objekata koje je potrebno razlikovati) ili potrebom za smanjenjem svjetline vidnog polja — u slučaju rasvjetnih uređaja — ili nastaje zbog optičkih svojstava osvijetljenih površina.

Svjetlosni tok F, zraka koja pada na površinu bilo kojeg fizičkog objekta (upadni svjetlosni tok) dijeli se na dvije ili tri komponente:

• jedan dio se uvijek vraća kao refleksija, tvoreći refleksijski tok Φρ;

• jedan dio se uvijek apsorbira (apsorbirani tok Fαdovodi do povećanja tjelesne temperature;

• u nekim slučajevima se dio svjetlosnog toka vraća lomom (refrakcijski tok Fτ).

Uvedimo pojam koeficijenta refleksije p, koeficijenta apsorpcije α i indeksa loma t:

ρ = Φρ/ F,

ρ = Τα/ F,

ρ = Fτ/ F,

Postoji jednakost između odgovarajućih koeficijenata koji karakteriziraju optička svojstva osvijetljenih površina:

ρ + α + τ = 1

Lom svjetlosti prati pojava refleksije. Kakva će se refleksija i lom svjetlosnog toka odvijati ovisi o karakteristikama površine ili tijela, au velikoj mjeri o strukturi (obradi) površine ili tijela.

Vizualna refleksija / refrakcija koju karakterizira jednakost kutova upada i refleksije / refrakcije i čvrstih kutova u koje pada upadni i reflektirani / lomljeni svjetlosni tok.Paralelna zraka svjetlosti koja pada na površinu reflektira se i lomi i formira paralelnu zraku svjetlosti.

Vizualna refleksija javlja se primjerice kod metalnih raspršenih (Al, Ag) površina ili metalnih poliranih površina (Al poliranih i kemijski oksidiranih), a do reflektirajućeg loma dolazi kod običnog stakla ili nekih vrsta organskog stakla.

Složena refleksija / lom karakterizirana činjenicom da se svjetlosni tok djelomično reflektira / lomi prema zakonima refleksije refleksije / loma i djelomično prema zakonima difuzne refleksije / loma. Kompleksna (skupna) refleksija se provodi pomoću keramičke cakline, i složeno (zglobno) refrakcija — od mat stakla i nekih vrsta organskog stakla.

Potpuno difuzna refleksija / lom je refleksija / lom kod koje reflektirajuća / lomna površina ima jednaku svjetlinu u svim smjerovima, bez obzira na smjer upadne zrake svjetlosti. Svojstva potpuno difuzne površine imaju površine prekrivene bijelom bojom, kao i materijali s unutarnjom nehomogenom strukturom kod kojih postoji mnogo refleksija i loma unutar tijela (mliječno staklo).

Difuzna refleksija / lom koju karakterizira povećanje prostornog kuta reflektiranog / lomljenog svjetlosnog toka u usporedbi s upadnim čvrstim kutom. Paralelni snop svjetlosti koji pada na površinu raspršuje se u prostoru uglavnom oko jednog smjera.

Poput fotometrijske krivulje izvora svjetlosti, površinski element koji reflektira ili lomi je povezan intenzitet svjetlosti ili vrijednost svjetline… Primjer difuzne refleksije mogu biti metalne mat površine, a difuzna refrakcija se može postići korištenjem mat stakla ili organskih polimera (polimetil metakrilat).

Jedna od karakteristika osi emitirajuće površine je faktor svjetline β određen za istu vrijednost osvjetljenja kao omjer između svjetline u danom smjeru reflektirajuće / emitirajuće površine i svjetline Ldif, koju bi imala u slučaju potpuna difuzna refleksija/transmisija, identična površini, s faktorom refleksije jednakim jedinici:

β = L / Ldif =πL /E

Vrijednosti koeficijenata ρ i τ za neke materijale:

Materijal Koeficijent refleksije ρ Transmisija τ S difuznom refleksijom svjetla Magnezijev karbonat 0,92 — Magnezijev oksid 0,91 — Kreda, gips 0,85 — Porculanski emajl (bijeli) 0,8 — Bijeli papir (Whatman papir) 0,76 — Bijela ljepljiva boja (obijeljena) 0,65 — Neobrađena površina željeza metali 0,15 — Ugljen 0,08 — Nitro emajl bijeli 0,7 — Difuzni prijenos svjetla Silent staklo (debljina 2,3 mm) 0,5 0,35 Ugrađeno tiho staklo (2,3 mm) 0,30 0,55 Bio staklo bijelo (2-3 mm) 0,35 0,5 Opalno staklo (2,3 mm) 0,2 0,7 Svjetleći papir, žućkast s uzorkom 0,35 0,4 S usmjerenom difuznom refleksijom svjetla Ugravirani aluminij 0,62 — Polumat Alzak aluminij 0,72 — Aluminijska boja preko nitro laka 0,55 — Nepolirani nikl 0,5 — Nepolirani mjed 0,45 — Označeni difuzni prijenos svjetlosti Kemijski matirano staklo (2,3 mm) 0,08 0,8 Mehaničko satensko staklo (2 mm) 0,14 0,7 Tanki pergament (bijeli) 0,4 0,4 ​​Svilena bijela 0,3 0, 45 Usmjereni odraz (ogledalo) Svježe polirano srebro 0,92 — Posrebreno staklo (ogledalo) 0,85 — Alzed aluminij (polirani) ) 0,8 — Krom polirani 0,62 — Polirani čelik 0,5 — Polirani mesing 0,6 —Metalni lim 0,55 — Usmjereni prijenos svjetlosti Prozirno staklo (2 mm) 0,08 0,89 Organsko staklo (2 mm) 0,10 0,85

Poznavanje reflektivnosti nije dovoljno za opis reflektivnih svojstava materijala. S obzirom da mnogi materijali imaju selektivna reflektirajuća svojstva koja uglavnom reflektiraju specifične valne duljine spektra upadnog svjetlosnog toka, prema čemu se reflektirajuća površina percipira kao da ima određenu boju.

Karakteristike refleksije svakog materijala dane su u obliku krivulja refleksije (refleksija, u postocima, ovisno o valnoj duljini), a refleksija je naznačena za određeni sastav upadnog svjetlosnog toka.