Отражение и рассеивание света

Нередко возникает потребность распределения светового потока на большую площадь с целью создания равномерной и умеренной освещенности. Для этой цели обычно заставляют световой поток отражаться от соответствующих поверхностей. Однако надо считаться с тем, что при этом лишь часть светового потока отражается или пропускается телом, часть же неминуемо поглощается.

Если некоторое тело отражает свет сильнее, чем окружающие его тела, то оно представляется нам светлым на темном фоне. Если же тело отражает меньше света, чем окружающие тела, то оно будет казаться темным.

Прозрачные тела мы видим частично в отраженном, частично в прошедшем через них свете.

Поглощение света ведет к потерям в световом потоке, энергия которого расходуется при этом главным образом на нагревание поглощающего тела. Поглощение характеризуется коэффициентом поглощения α, равным отношению поглощенного светового потока Ф_α к падающему Ф_i:

. (8.9)

Отражение светового потока оценивается коэффициентом отражения ρ:

, (8.10)

где Ф_ρ – отраженный поток.

Наконец, для характеристики пропускания света служит коэффициент пропускания τ:

, (8.11)

где Ф_τ – поток, прошедший сквозь тело.

По закону сохранения энергии

,

откуда

.

Коэффициенты α, ρ, τзависят от длины волны света.

Как при отражении, так и при пропускании светового потока следует различать направленное и диффузное (рассеянное) отражение и пропускание.

При зеркальном отражении от плоской поверхности телесный угол светового потока не изменится. При рассеянном отражении происходит увеличение телесного угла, в котором распространяется световой поток.

Аналогично, направленное пропускание характеризуется сохранением телесного угла при прохождении потока сквозь тело. Диффузное пропускание сопровождается более или менее значительным увеличением телесного угла. Примером диффузно отражающей поверхности может служить матовая бумага; пример диффузно пропускающего материала – молочные стекла.

Диффузно отражающие поверхности могут различаться по коэффициенту отражения, который для таких поверхностей называется альбедо.