Взаимодействие света с веществом

При падении светового потока Ф на освещаемое тело часть потока Ф_i проходит сквозь тело, часть потока отражается Ф_r, часть потока Ф_a поглощается телом (рисунок 46).

Рисунок 46 – Схема взаимодействия света с телом.

На основании закона сохранения энергии:

(52)

Разделив обе части этого равенства на Ф получим

(53),

где r – коэффициент отражения тела; t – коэффициент пропускания тела; a – коэффициент поглощения.

В таблице 10 приведены коэффициенты r, t, и a для различных материалов.

Таблица 10 – Коэффициенты r, t, a различных материалов.

Материал	Коэффициенты, %
r	t	a
Оконное стекло 2 – 5 мм
Зеркало	85–90		10–15
Бумага белая
Черный бархат		0,05	99,5

Каждое тело имеет коэффициенты r, t, и a, которые характеризуются отношением соответствующей части светового потока к падающему световому потоку Ф.

Для проектировщика наибольший интерес представляют явления пропускания света (в ограждающих конструкциях окон, фонарей, витражей и т.п.) и отражения (обуславливают интенсивность освещенности в помещении).

Различают три основных вида отражения и пропускания света. Схемы пропускания света различными телами приведены на рисунке 47.

а

	в

б

Рисунок 47 – Схема пропускания светового потока:

а – полное, б – частичное, в – диффузное.

Схемы отражения света от непрозрачных поверхностей приведены на рисунке 48.

а

Рисунок 48 – Схема отражения светового потока:

а – зеркальное, б – направленное, в – диффузное.

Коэффициент поглощения a влияет:

1) на повышение температуры тела;

2) на фотоэффект (фотоэлемент в сети);

3) на фотохимические процессы (люминесценция);

4) на фотобиологические процессы (например, зрительные реакции).

Зрение – чрезвычайно сложный процесс. Это необходимо учитывать проектировщику, архитектору, определяющим в проекте образ бедующего здания. С учетом оптических свойств глаза человека важно знать о зрительных иллюзиях и искажениях – увеличение или уменьшение глубины пространства, искажение масштаба, пропорций и архитектоники интерьеров зданий и сооружений.

К иллюзиям, зависящим от физиологии глаза, относятся явления иррадиации (светлые предметы кажутся большими по сравнению с равными им, но темными предметами), и дифракции (проявляется в отклонении световых лучей от прямолинейного распространения при встрече с преградой).

Законы зрительного восприятия умело использовали древние архитекторы. Эффект парения купола собора св. Софии в Константинополе был достигнут подбором размеров окон и простенков в основании купола.