Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная и равная отношению скоростей распространения света в этих средах

2 3 4 5 6 7 8

Sin ε/ Sin ε' = v₁/ v₂ = п_{1, 2}

где: п _{1, 2} – относительный показатель преломления второй среды относительно первой..

Рис.3.2. Преломление и отражение света на границе двух сред.

Составляющие светового потока в сумме равны падающему световому потоку:

Ф = Фρr + Фρd + Фα + Фτr + Фτd

При перпендикулярном падении света формула Френеля для определения коэффициента отражения имеет вид:

ρ = (n – 1)² / (п + 1)²

Если показатель преломления обеих граничащих сред отличается от единицы, то коэффициент направленного отражения на границе сред определяется относительным показателем преломления:

ρ = (п₂ – п₁)² / (п₂ + п₁)²

Рис. 3.3. График зависимости коэффициента направленного отражения от угла падения

Оптическая плотность прямо пропорциональна толщине слоя и концентрации светопоглощающего вещества в нем: D = k·C·x

Численно оптическая плотность D определяется как десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания: D = lg(1 / τ)

За единицу оптической плотности D принимается плотность, ослабляющая падающий световой поток в 10 раз при τ =0,1. D = lg(1 / 0,1) = lg10 = 1.

Плотность поверхностей характеризуется количеством отраженного света и определяется десятичным логарифмом коэффициента яркости Dr = lg(1 / r)

Часть падающего потока Ф поглощается поверхностью, а рассеиваемый поток Ф', определяется соотношением:

Ф' = а · Ф; где а - коэффициент Альбедо.

Коэффициент альбедо определяет степень белизны поверхности (0< а < 1).

У абсолютно черного тела а = 0 (ничего не рассеивает, все поглощает).

У абсолютно белого тела а =1 (все рассеивает, ничего не поглощает).

Яркость рассеивателя определяется следующим образом:

Поток Ф создает освешенность Е = Ф / dS, следовательно поток, упавший на рассеиватель

Ф = E dS. Рассеянный поток в полусфере: Ф = I0 · π =LdS·π.

Так как Ф' = а · Ф, следовательно LdS·π = а · EdS.

Отсюда яркость идеального рассеивателя L = а E / π,

где Е – освещенность, создаваемая падающим светом; а – коэффициент Альбедо

Основы теории цвета

Рис.4.1. Области излучения электромагнитных полей. Спектр как характеристика цвета. В природе излучение от различных источников света либо предметов имеет довольно сложный спектральный состав.

Спектр цвета определяется зависимостью:

• для источников света - интенсивности излучения от длины волны;

• для окрашенных поверхностей - коэффициента отражения ρ от длины волны λ;

• для прозрачных материалов - коэффициента пропускания τ от длины волны λ.

Примеры цветовых спектров различных источников света и материалов приведены на рис.4.2, рис.4.3.

Рис.4.2. Спектральное распределение интенсивностей Рис. 4.3. Кривыеспектра отражения