Коэффициент отражения (оптика)
| Коэффициент отражения (оптика) | |
|---|---|
| [math]\displaystyle{ \rho, R }[/math] | |
| Размерность | безразмерная |
| Примечания | |
| скалярная величина | |
Коэффицие́нт отраже́ния — безразмерная физическая величина, характеризующая способность тела отражать падающее на него излучение. В качестве буквенного обозначения используется греческая [math]\displaystyle{ \rho }[/math] или латинская [math]\displaystyle{ R }[/math][1].
Определения
Количественно коэффициент отражения равен отношению потока излучения, отраженного телом, к потоку, упавшему на тело[1]:
- [math]\displaystyle{ \rho = \frac{\Phi}{\Phi_0}. }[/math]
Сумма коэффициента отражения и коэффициентов поглощения, пропускания и рассеяния равна единице. Это утверждение следует из закона сохранения энергии.
В тех случаях, когда спектр падающего излучения настолько узок, что его можно считать монохроматическим, говорят о монохроматическом коэффициенте отражения. Если спектр падающего на тело излучения широк, то соответствующий коэффициент отражения иногда называют интегральным.
В общем случае значение коэффициента отражения тела зависит как от свойств самого тела, так и от угла падения, спектрального состава и поляризации излучения. Вследствие зависимости коэффициента отражения поверхности тела от длины волны падающего на него света визуально тело воспринимается как окрашенное в тот или иной цвет.
Коэффициент зеркального отражения [math]\displaystyle{ \rho_r~(R_r) }[/math]
Характеризует способность тел зеркально отражать падающее на них излучение. Количественно определяется отношением зеркально отраженного потока излучения [math]\displaystyle{ \Phi_r }[/math] к падающему потоку:
- [math]\displaystyle{ \rho_r=\frac{\Phi_r}{\Phi_0}. }[/math]
Зеркальное (направленное) отражение происходит в тех случаях, когда излучение падает на поверхность, размеры неровностей которой пренебрежимо малы по сравнению с длиной волны излучения.
Различают отражение от электропроводных поверхностей, например, металлических зеркал и отражение от диэлектрических поверхностей, например, стеклянных. При отражении от раздела двух диэлектрических сред с показателями преломления [math]\displaystyle{ n_1 }[/math] и [math]\displaystyle{ n_2 }[/math] в случае нормального падения коэффициент отражения [math]\displaystyle{ \rho_r }[/math] выражается:
- [math]\displaystyle{ \rho_r = \left(\frac{n_1 - n_2 }{n_1 + n_2 }\right)^2, }[/math]
причём его значение при нормальном падении не зависит от направления распространения излучения — из среды с бо́льшим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления или наоборот.
При косом падении излучения на плоскую поверхность раздела двух диэлектрических сред коэффициент отражения зависит от угла падения, в частности, при полном внутреннем отражении становится равным 1. Соотношения мощностей отраженного и проходящего потоков даются формулами Френеля.
Коэффициент диффузного отражения [math]\displaystyle{ \rho_d~(R_d) }[/math]
Характеризует способность тел диффузно отражать падающее на них излучение — отражение от матовых поверхностей. Количественно определяется отношением диффузно отраженного потока излучения [math]\displaystyle{ \Phi_d }[/math] к падающему потоку:
- [math]\displaystyle{ \rho_d=\frac{\Phi_d}{\Phi_0}. }[/math]
Если одновременно происходят и зеркальное, и диффузное отражения, то коэффициент отражения [math]\displaystyle{ \rho }[/math] является суммой коэффициентов зеркального [math]\displaystyle{ \rho_r }[/math] и диффузного [math]\displaystyle{ \rho_d }[/math] отражений:
- [math]\displaystyle{ \rho=\rho_r+\rho_d. }[/math]
См. также
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения. (недоступная ссылка). Дата обращения: 28 ноября 2020. Архивировано 16 марта 2020 года.
