A fényáram visszaverődése, törése és elnyelése

A vizuális tevékenység eredményeként a szembe jutó fényáramot részben az elsődleges fényforrások, nagyobb részben az általuk megvilágított felületek hozzák létre, amelyek másodlagos fényforrássá válnak. Mindkét esetben az elsődleges fényforrások által generált fényáram újraeloszlása ​​visszaverődés, törés és abszorpció révén, azon felületeken keresztül, amelyekre ez a fényáram irányul.

Fényvisszaverődés – Ez a fényhullám visszatérése, amikor két különböző törésmutatójú közeg határfelületére esik "vissza" az első közegbe.

Fénytörés - olyan jelenség, amelyben a fényhullám terjedési iránya megváltozik, amikor az egyik közegből a másikba megy át, és amely a fénytörési indexben különbözik.

A fényelnyelés a közegen áthaladó fény intenzitásának csökkenése a közeg részecskéivel való kölcsönhatás miatt. Egy anyag felmelegedésével, atomok vagy molekulák ionizálásával vagy gerjesztésével, fotokémiai folyamatokkal stb.Az anyag által elnyelt energiát teljesen vagy részben az anyag más frekvencián bocsáthatja ki.

A fényáram újraeloszlását megszabhatja a fényáram szabályozásának igénye a tér bizonyos területein (a megkülönböztetni kívánt tárgyak megvilágítása), vagy a látómező fényerejének csökkentése – a világító eszközök – vagy a megvilágított felületek optikai tulajdonságai miatt következik be.

F fényáram, bármely fizikai tárgy felületére beeső sugár (beeső fényáram) két vagy három összetevőre oszlik:

• az egyik rész mindig visszaverődésként tér vissza, Φρ visszaverő fluxust képezve;

• egy része mindig felszívódik (Fα felszívódott fluxus, ami a testhőmérséklet emelkedéséhez vezet;

• egyes esetekben a fényáram egy része törés útján visszakerül (refraktív fluxus Фτ).

Vezessük be a p reflexiós együttható, az α abszorpciós együttható és a t törésmutató fogalmát:

ρ = Φρ/F,

ρ = Τα/F,

ρ = Фτ/F,

A megvilágított felületek optikai tulajdonságait jellemző megfelelő együtthatók között egyenlőség van:

ρ + α + τ = 1

A fénytörést a visszaverődés jelensége kíséri. Az, hogy a fényáram milyen visszaverődése és törése következik be, a felület vagy test jellemzőitől és nagymértékben a felület vagy test szerkezetétől (kezelésétől) függ.

Vizuális visszaverődés/törés, amelyet a beesési és visszaverődési/törési szögek és a térszögek egyenlősége jellemez, amelyekbe a beeső és visszavert/megtört fényáram esik.A felületre eső párhuzamos fénysugár visszaverődik és megtörve párhuzamos fénysugarat képez.

Vizuális visszaverődés lép fel például fémporlasztáskor (Al, Ag) vagy fém polírozott felületeken (Al polírozott és kémiailag oxidált), és tükörtörés lép fel közönséges üvegnél vagy bizonyos típusú szerves üvegeknél.

Komplex reflexió / fénytörés, azzal jellemezve, hogy a fényáram részben a visszaverődés / fénytörés, részben a diffúz visszaverődés / fénytörés törvényei szerint visszaverődik / megtörik. A komplex (közös) visszaverődést kerámia zománc végzi, és összetett (csuklós) fénytörés - mattüvegből és bizonyos típusú szerves üvegekből.

A teljesen diffúz reflexió/törés olyan reflexió/törés, amelyben a visszaverő/törő felület minden irányban egyenlő fényerővel rendelkezik, függetlenül a beeső fénysugár irányától. A teljesen diffúz felület tulajdonságait a fehér festékkel bevont felületek, valamint a belső inhomogén szerkezetű anyagok birtokolják, amelyekben a test belsejében sok a visszaverődés és a fénytörés (tejüveg).

Diffúz visszaverődés/törés, amelyet a visszavert/megtört fényáram térszögének növekedése jellemez a beeső térszöghez képest. A felületre eső párhuzamos fénysugár a térben főként egy irányba szóródik.

A fényforrás fotometriai görbéjéhez hasonlóan a visszaverő vagy megtörő felületelem is összefügg fényerősség vagy fényerő érték… A diffúz reflexió példája lehet a fémes matt felület, a diffúz fénytörés pedig matt üveg vagy szerves polimerek (polimetil-metakrilát) használatával érhető el.

A tengelyt kibocsátó felület egyik jellemzője a β fényességi tényező, amelyet ugyanarra a megvilágítási értékre határoznak meg, mint a tükröző/átbocsátó felület adott irányú fényerejének és az Ldif fényességnek az aránya, amely akkor lenne teljes diffúz visszaverődés/áteresztés, a felülettel azonos, egységgel egyenlő visszaverődési tényezővel:

β = L / Ldif =πL /E

A ρ és τ együtthatók értéke egyes anyagoknál:

Anyag Visszaverődési együttható ρ Átbocsátás τ Diffúz fényvisszaveréssel Magnézium-karbonát 0,92 — Magnézium-oxid 0,91 — Kréta, gipsz 0,85 — Porcelánzománc (fehér) 0,8 — Fehér papír (Whatman papír) 0,76 — Fehér ragasztófesték (fehérre meszelt felület) fémek 0,15 — Szén 0,08 — Nitrozománc fehér 0,7 — Diffúz fényáteresztés Csendes üveg (vastagság 2,3 mm) 0,5 0,35 Beépített néma üveg (2,3 mm) 0,30 0,55 Bioüveg fehér (2-3 mm) 0,35 0,5 mm Opálüveg 0,7 Fényes papír, sárgás mintával 0 ,35 0,4 Irányított szórt fényvisszaveréssel Maratott alumínium 0,62 — Félmatt Alzak alumínium 0,72 — Alumínium festék nitrolakk felett 0,55 — Polírozatlan nikkel 0,5 — Polírozatlan sárgaréz fényáteresztő 0,45 fényszóró 0,45 üveg (2,3 mm) 0,08 0,8 Mechanikus szaténüveg (2 mm) 0,14 0,7 Vékony pergamen (fehér) 0,4 0,4 ​​Selyemfehér 0,3 0, 45 Irányított visszaverődés (tükör) Frissen polírozott ezüst 0,92 — Ezüstös üveg (tükör) — Alz.85 ) 0,8 — Krómpolírozott 0,62 — Polírozott acél 0,5 — Polírozott sárgaréz 0,6 —Fémlemez 0,55 — Irányított fényáteresztés Átlátszó üveg (2 mm) 0,08 0,89 Organikus üveg (2 mm) 0,10 0,85

A reflexiós képesség ismerete nem elegendő egy anyag visszaverő tulajdonságainak leírásához. Tekintettel arra, hogy sok anyag szelektív visszaverő tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek főként a beeső fényáram spektrumának meghatározott hullámhosszait tükrözik, amelyek szerint a visszaverő felületet bizonyos színűnek érzékelik.

Az egyes anyagok reflexiós jellemzőit reflexiós görbék formájában adjuk meg (reflexió, százalékban, a hullámhossztól függően), és a visszaverődést a beeső fényáram adott összetételére adjuk meg.