Odboj, lom in absorpcija svetlobnega toka

Svetlobni tok, ki vstopa v oči kot posledica vizualne dejavnosti, delno ustvarjajo primarni viri svetlobe, v večji meri pa površine, ki jih osvetljujejo in postanejo sekundarni viri svetlobe. V obeh primerih pride do prerazporeditve svetlobnega toka, ki ga ustvarijo primarni svetlobni viri z odbojem, lomom in absorpcijo, torej površin, na katere je ta tok usmerjen.

Odboj svetlobe — To je vrnitev svetlobnega vala, ko pade na vmesnik med dvema medijema z različnima lomnima količnikoma "nazaj" v prvi medij.

Lom svetlobe - pojav, ki sestoji iz spremembe smeri širjenja svetlobnega vala pri prehodu iz enega medija v drugega, ki se razlikuje po indeksu loma svetlobe.

Absorpcija svetlobe je zmanjšanje jakosti svetlobe, ki prehaja skozi medij zaradi njene interakcije z delci medija. Spremlja ga segrevanje snovi, ionizacija ali vzbujanje atomov ali molekul, fotokemični procesi itd.Energijo, ki jo absorbira snov, lahko snov v celoti ali delno ponovno oddaja na drugi frekvenci.

Prerazporeditev svetlobnega toka lahko narekuje potreba po nadzoru svetlobnega toka v določenih delih prostora (za osvetlitev predmetov, ki jih je treba razlikovati) ali potreba po zmanjšanju svetlosti vidnega polja - v primeru svetlobnih naprav — ali nastane zaradi optičnih lastnosti osvetljenih površin.

Svetlobni tok F, žarek, ki vpada na površino katerega koli fizičnega predmeta (vpadni svetlobni tok), je razdeljen na dve ali tri komponente:

• en del se vedno vrne kot odboj in tvori odbojni tok Φρ;

• en del se vedno absorbira (absorbirani tok Fα, kar povzroči zvišanje telesne temperature;

• v nekaterih primerih se del svetlobnega toka vrne z lomom (lomni tok Фτ).

Uvedimo koncept odbojnega koeficienta p, absorpcijskega koeficienta α in lomnega količnika t:

ρ = Φρ/ F,

ρ = Τα/F,

ρ = Fτ/ F,

Obstaja enakost med ustreznimi koeficienti, ki označujejo optične lastnosti osvetljenih površin:

ρ + α + τ = 1

Lom svetlobe spremlja pojav odboja. Do kakšnega odboja in loma svetlobnega toka pride, je odvisno od lastnosti površine ali telesa in v veliki meri od strukture (obdelave) površine ali telesa.

Vizualni odboj / lom, za katerega je značilna enakost vpadnih in odbojnih / lomnih kotov ter trdnih kotov, v katerih padata vpadni in odbiti / lomljeni svetlobni tok.Vzporedni svetlobni žarek, ki pade na površino, se odbije in lomi, da nastane vzporedni svetlobni žarek.

Vizualni odboj se pojavi na primer pri kovinsko napršenih (Al, Ag) površinah ali kovinskih poliranih površinah (Al polirana in kemično oksidirana), do zrcalne refrakcije pa pri navadnem steklu ali nekaterih vrstah organskega stekla.

Kompleksni odboj / lom, za katerega je značilno, da se svetlobni tok delno odbije / lomi v skladu z zakoni odboja / loma in delno v skladu z zakoni difuznega odboja / loma. Kompleksni (skupni) odboj izvaja keramični emajl, in kompleksna (skupna) refrakcija — iz motnega stekla in nekaterih vrst organskega stekla.

Popolnoma difuzni odboj / lom je odboj / lom, pri katerem ima odsevna / lomna površina enako svetlost v vseh smereh, ne glede na smer vpadnega svetlobnega žarka. Lastnosti popolnoma difuzne površine imajo površine, prekrite z belo barvo, pa tudi materiali z notranjo nehomogeno strukturo, v kateri je veliko odbojev in lomov znotraj telesa (mlečno steklo).

Difuzni odboj/lom, za katerega je značilno povečanje prostorskega kota odbitega/lomljenega svetlobnega toka v primerjavi z vpadnim prostorskim kotom. Vzporedni snop svetlobe, ki pade na površino, se razprši v prostoru večinoma v eni smeri.

Tako kot fotometrična krivulja svetlobnega vira je tudi odsevni ali lomni površinski element povezan jakost svetlobe ali vrednost svetlosti… Primer difuznega odboja so lahko kovinske matirane površine, difuzni lom pa lahko dosežemo z uporabo mat stekla ali organskih polimerov (polimetil metakrilat).

Ena od značilnosti oddajne površine osi je faktor svetlosti β, določen za enako vrednost osvetljenosti kot razmerje med svetlostjo v dani smeri odbojne/oddajne površine in svetlostjo Ldif, ki bi jo imela v primeru popolni razpršeni odboj/prepustnost, enak površini, s faktorjem odboja, ki je enak enoti:

β = L / Ldif = πL /E

Vrednosti koeficientov ρ in τ za nekatere materiale:

Material Odbojni koeficient ρ Prepustnost τ Z difuznim odbojem svetlobe Magnezijev karbonat 0,92 — Magnezijev oksid 0,91 — Kreda, sadra 0,85 — Porcelanski emajl (bel) 0,8 — Bel papir (Whatman papir) 0,76 — Bela lepilna barva (beljena) 0,65 — Surova površina železa kovine 0,15 — Premog 0,08 — Nitro emajl bela 0,7 — Difuzna prepustnost svetlobe Silent steklo (debelina 2,3 mm) 0,5 0,35 Vgrajeno tiho steklo (2,3 mm) 0,30 0,55 Bio steklo belo (2-3 mm) 0,35 0,5 Opalno steklo (2,3 mm) 0,2 0,7 Svetleč papir, rumenkast z vzorcem 0,35 0,4 Z usmerjenim difuznim odbojem svetlobe Jedkan aluminij 0,62 — Polmat Alzak aluminij 0,72 — Aluminijasta barva na nitrolaku 0,55 — Nepolirani nikelj 0,5 — Nepolirana medenina 0,45 — Označen difuzni prenos svetlobe Kemično matirano steklo (2,3 mm) 0,08 0,8 Mehansko satinirano steklo (2 mm) 0,14 0,7 Tanek pergament (bel) 0,4 0,4 ​​Svileno bela 0,3 0, 45 Usmerjeni odsev (ogledalo) Sveže polirano srebro 0,92 — Posrebreno steklo (ogledalo) 0,85 — Alzed aluminij (polirano) ) 0,8 — Kromirano polirano 0,62 — Polirano jeklo 0,5 — Polirana medenina 0,6 —Pločevina 0,55 — Usmerjeni prenos svetlobe Prozorno steklo (2 mm) 0,08 0,89 Organsko steklo (2 mm) 0,10 0,85

Poznavanje odbojnosti ni dovolj za opis odbojnih lastnosti materiala. Glede na to, da ima veliko materialov selektivne odbojne lastnosti, ki v glavnem odražajo specifične valovne dolžine spektra vpadnega svetlobnega toka, v skladu s katerimi se odsevna površina zazna kot določeno barvo.

Odbojne lastnosti vsakega materiala so podane v obliki odbojnih krivulj (odbojnost v odstotkih, odvisno od valovne dolžine) in odbojnost je navedena za določeno sestavo vpadnega svetlobnega toka.