Чем отличается зеркальное отражение от диффузного кратко

Обновлено: 05.07.2024

ОТРАЖЕ́НИЕ СВЕ́ТА, воз­вра­ще­ние све­товых волн в ис­ход­ную про­зрач­ную сре­ду при па­де­нии на гра­ни­цу раз­де­ла двух сред. Воз­ник­но­ве­ние О. с. объ­яс­ня­ет­ся мик­ро­ско­пич. элек­трон­ной тео­ри­ей X. А. Ло­рен­ца (1880), рас­смат­ри­ваю­щей элек­трон (атом) как ос­цил­ля­тор, а сре­ду как на­бор час­тиц-ос­цил­ля­то­ров. Па­даю­щая све­то­вая вол­на вы­зы­ва­ет ко­ле­ба­ния в час­ти­цах, в ре­зуль­та­те они из­лу­ча­ют вто­рич­ные вол­ны, ко­ге­рент­ные с па­даю­щей вол­ной. Вто­рич­ная вол­на од­но­го ато­ма дей­ст­ву­ет на др. ато­мы и вы­зы­ва­ет до­пол­нит. из­лу­че­ние; ин­тер­фе­рен­ция всех этих волн с па­даю­щей объ­яс­ня­ет яв­ле­ния пре­лом­ле­ния и от­ра­же­ния све­та.

Зеркальное и диффузное отражение: важные часто задаваемые вопросы, концепции, примеры

Предмет обсуждения: Зеркальное и диффузное отражение. .

  • Что такое зеркальное отражение?
  • Что такое диффузное отражение?
  • Зеркальное отражение против рассеянного отражения
  • Что такое отражательная способность?
  • Законы отражения
  • Принцип спектроскопии диффузного отражения
  • Фотоэлектрический датчик с диффузным отражением
  • Прибор для спектроскопии диффузного отражения
  • Щелевая лампа с зеркальным отражением
  • Зеркальное отражение FTIR
  • Формула зеркального отражения
  • Коэффициент зеркального отражения
  • Применение зеркального и диффузного отражения
  • Численное моделирование зеркального и диффузного отражения

Что такое зеркальное отражение света? | Что такое регулярное отражение?

Определение зеркального отражения:

Зеркальное отражение - это явление отражения параллельных световых лучей, падающих на поверхность под равными углами. Зеркальное отражение осуществляется гладкими поверхностями, например зеркалами. Зеркальное отражение следует всем 3-м законам отражения, т.е. угол отражения равен углу падения, нормальный, падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости. Падающий и отраженный лучи находятся по другую сторону от нормали.

Что такое диффузное отражение? | Что подразумевается под диффузным отражением?

Определение диффузного отражения | незеркальное отражение:

Диффузное отражение - это явление отражения параллельных лучей света, падающих на поверхность, под разными углами. Рассеянное отражение обеспечивается неровными поверхностями, такими как дороги, стены и т. Д.

Примечание: Чтобы рассеянное отражение было идеальным, оно должно следовать и демонстрировать ламбертовские законы отражения. В соответствии с этим яркость одинакова для всех направлений, присутствующих в полупространстве, прилегающем к отражающей поверхности. Рассеянные отражения иногда называют незеркальными отражениями.

Означает ли рассеянное отражение нарушение законов отражения? | Подлежит ли диффузное отражение закону отражения?

Рассеянное отражение, как и зеркальное отражение, подчиняется всем законам отражения. Угол отражения равен углу падения, при этом оба угла отсчитываются от нормали и нормали, падающий луч и отраженный луч в точке падения находятся в одной плоскости. Падающий луч и отраженный луч находятся на противоположных сторонах нормали.

Примеры диффузного отражения

Зеркальное и диффузное отражение: важные часто задаваемые вопросы, концепции, примеры

Диффузное отражение. Источник изображения: Джефф Даль, Диффузное отражение, CC BY-SA 3.0

Какие составляющие отражения?

Каковы законы отражения?

Законы отражения | закон зеркального отражения

Законы отражения даются как:

  • Угол отражения равен углу падения, причем оба угла рассчитываются от нормальных плоскостей.
  • Нормальный, падающий и отраженный лучи в точке падения остаются в одной и той же плоскости.
  • Падающий луч и отраженный луч существуют на противоположных сторонах от нормали.

Зеркальное и диффузное отражение: важные часто задаваемые вопросы, концепции, примеры

Кредит изображения: Нилок, Общественное достояние, через Wikimedia Commons

Нормальный:

линия под углом 90 ° к поверхности отражающей среды.

Падающий луч:

Луч света, идущий в отраженную среду.

Отраженный луч:

Луч, выходящий из отраженной среды.

Угол падения:

Угол между падающим лучом и нормалью.

Угол отражения:

Угол между отраженным лучом и нормалью.

В чем разница между зеркальным и диффузным отражением? | Чем зеркальное отражение отличается от диффузного?

Зеркальное отражение против рассеянного отражения

Зеркальное и диффузное отражение

Зеркальное и диффузное отражение. Источник изображения; ДжанниG46, Lambert2, CC BY-SA 3.0

Что такое отражательная способность?

Определение отражательной способности

Поверхностная отражательная способность материала определяется как эффективность материала по отражению падающей лучистой энергии. Другими словами, коэффициент отражения относится к отношению мощности отраженного светового луча к падающему световому лучу от плоскости материала.

Измерение диффузного отражения

Зеркальное отражение, допустимое для гладких стеклянных или полированных металлических поверхностей, приблизительно равно нулю для всех углов, кроме применимого угла отражения. Этот угол представляет собой угол отражения, значение которого эквивалентно углу падения на противоположной стороне от нормали, и в случае, если падающий луч падает нормально на поверхность материала, он отражается обратно в том же направлении, т.е. угол отражения и угол падения равен 0 o .

Коэффициент диффузного отражения для некоторых материалов, таких как матовая белая краска, оказывается однородным, то есть световой поток одинаково или почти одинаково отражается под всеми углами. Считается, что такие материалы подчиняются ламбертовским законам отражения. В практическом мире материалы демонстрируют сочетание диффузных и зеркальных отражающих свойств.

Что такое спектроскопия диффузного отражения?

Принцип спектроскопии диффузного отражения

Спектроскопия диффузного отражения относится к высокоразвитым методам или методам наблюдения и анализа спектральных характеристик непрозрачных твердых объектов. Метод спектроскопии диффузного отражения работает, принимая во внимание явление внутреннего отражения света, которое является диффузным, наряду с отражением света от внешней поверхности, которое является зеркальным.

Методика спектроскопии диффузного отражения считается чрезвычайно полезной для анализа и наблюдения взаимодействий между несколькими компонентами рецептуры. Этот метод успешно использовался для характеристики многочисленных реакций в твердом состоянии. В одном из таких экспериментов в исследовании использовался этот метод с подходящими условиями стресса для изучения и проведения различных типов взаимодействий между специализированными и вспомогательными веществами, путей разложения и изменения биодоступности на основе хемосорбции материала образца на некоторые различные компоненты во время приготовления.

Фотоэлектрический датчик с диффузным отражением

В фотоэлектрическом датчике с диффузным отражением источник света и светоприемник находятся в одном приборе. Фотоэлектрические датчики с диффузным отражением способны обнаруживать объекты, когда луч света, излучаемый в сторону данной цели, отражается от поверхности цели и направляется обратно к детектору.

Эти типы диффузионных датчиков широко используются для приложений автоматизации, поскольку они более удобны или более компактны (поскольку большинство чувствительных компонентов находятся в единой крышке), чем большинство других датчиков, выполняющих ту же функцию.

Фотоэлектрические датчики с диффузным отражением в основном используются для:

  • Обнаружение ряда объектов с общего конвейера.
  • Обнаружение полупрозрачных материалов.
  • Определение уровня вещества, присутствующего в разных контейнерах.
  • кОбнаружение наличия деталей, коробок и веб-материалов.
  • Обнаружение определенных идентифицирующих признаков для определения ориентации объекта.
  • Выявление условий ошибки при обследовании объекта работает.

Фотоэлектрические датчики с диффузным отражением удобны для пользователя, поскольку они не требуют суеты с точки зрения процедуры установки, поскольку все компоненты включены в единый блок, а также удобны для использования в кармане. Однако, как и любое другое устройство, фотоэлектрические датчики с диффузным отражением также имеют определенные недостатки.

Эти датчики обеспечивают менее точные результаты, когда они используются для определения положения, чем обнаружение сквозного луча. Эти датчики также менее эффективны для работы с полупрозрачными объектами. Более того, видно, что на такие типы датчиков легко влияют цвет поверхности, текстура материала, угол падения, физические характеристики цели и неоднородная среда.

Прибор для спектроскопии диффузного отражения

Приборы для спектроскопии диффузного отражения обеспечивают измерения путем выравнивания материала перед окном падающего света, а затем концентрированный световой луч отражается от объекта к детектору с помощью сферы, покрытой изнутри сульфатом бария. Значение, полученное при такой настройке, представляет собой коэффициент отражения или относительный коэффициент отражения рассматриваемого материала по отношению к стандартному эталонному коэффициенту отражения белой доски, который считается равным 100%.

Затем свет направляется на данный материал под углом 0 °. При этом зеркально отраженный свет покидает интегрирующую сферу и, следовательно, не воспринимается детектором. По этой причине эта установка способна измерять только рассеянно отраженный свет. Однако разрабатываются новые модели интегрирующих сфер, способных посылать световые лучи под разными углами падения. Таким образом, эти модели могут рассчитывать комбинацию как зеркального, так и диффузно отраженного света.

Что происходит при зеркальном отражении?

Щелевая лампа с зеркальным отражением

Явление зеркального отражения применяется для визуализации и анализа функциональности поверхностей роговицы и линз человеческого глаза. Нам ясно, что когда отражающая поверхность гладкая, отражение будет регулярным или зеркальным, а когда отражающая поверхность неровная или шероховатая, отражение будет неравномерным или диффузным. Это используется для исследования нормального внешнего вида эндотелия роговицы. Этот метод осуществляется путем размещения осветителя под углом примерно 30 градусов с одной стороны и микроскопа под углом 30 градусов к противоположной стороне. Угол наклона микроскопа к осветителю должен быть одинаковым и противоположным.

Для визуализации эндотелия нужно начинать с меньшего увеличения в диапазоне от 10 до 16 крат. Сравнительно узкий луч света должен быть направлен на роговицу таким образом, чтобы отражение света от эпителия роговицы сверкало вам в глазах. После этого нужно немного отвести узкий луч света в сторону и посмотреть рядом с ним, на отражение, исходящее от эндотелиальной поверхности.

После этого нужно перейти на максимально возможное увеличение. Высота щелевого луча может быть немного уменьшена для уменьшения бликов. Когда мы расширяем щель, мы увеличиваем поле зрения, но уменьшаем контраст. Установлено, что эндотелий роговицы лучше всего наблюдать при использовании только одной окулярной линзы. Следовательно, для получения лучших результатов можно закрыть невидящий глаз.

Описанный здесь метод требует тщательной проверки для правильной оценки. Это связано с тем, что эндотелиальные клетки роговицы имеют очень слабый контраст и требует некоторого опыта для правильного обнаружения. Клетки, которые подсчитываются только с помощью щелевой лампы, обычно не принимаются. Считается, что результаты, полученные с помощью контактной зеркальной микроскопии, обеспечивают гораздо более точные результаты.

Что такое FTIR?

Зеркальное отражение FTIR

In FTIR (инфракрасное преобразование Фурье)Измерение коэффициента зеркального отражения считается очень важным методом, который используется для измерения тонких пленок на отражающих подложках, анализа объемных образцов и измерения мономолекулярных слоев на материале подложки. Этот метод широко популярен, поскольку он позволяет наблюдать и анализировать образцы без необходимости их подготовки. Это также помогает сохранить материал образца не подвергшимся влиянию во всех последующих измерениях.

Первая часть метода отбора проб - измерение отраженного светового потока от поверхности материала при заданном угле падения. На конце поверхности материала наблюдается возникновение определенных электромагнитных и физических явлений, которые зависят от угла падения освещающего луча, показателя преломления материала и толщины материала и других образцов, а затем преобладающие экспериментальные условия.

Какова формула зеркального отражения?

Формула зеркального отражения

Закон отражения можно продемонстрировать, используя свойства линейной алгебры. Направление отраженного вектора можно вычислить по направлению падающего вектора и вектора нормали к поверхности.

В заданном направлении падения di от источника света к поверхности материала и пусть нормаль к поверхности dn, зеркально отраженное направление ds дается уравнением:

в котором dn, di является скалярной величиной, которая генерируется скалярным произведением двух векторов.

В этом уравнении некоторые авторы могут описывать направления падения и отражения с разными знаками.

Если мы предположим представление этих евклидовых векторов в виде столбцов, то данное уравнение можно в равной степени передать как умножение матрицы на вектор:

где R относится к матрице преобразования Хаусхолдера и определяется как:

R дано десять членов единичной матрицы I и два раза внешнего продукта dn.

Коэффициент зеркального отражения

Рассмотрим луч света, идущий от удаленного точечного источника света в направлении, заданном как ~ s. Этот световой луч отражается в разных направлениях вокруг идеальных направлений зеркала. ~ т = 2 ( ~ n · ~ s) ~ п - ~ s.

Одно из таких распространенных представлений об этом дается следующим выражением:

Ls (~ de) = rsI max (0, ~ m · ~ de) α

Здесь термин rs называется коэффициентом зеркального отражения (который часто принимает значение, равное 1 - rd), 'Я' относится к мощности падающей мощности от данного точечного источника, а α≥0 принимается как константа, известная как ширина зеркального блика.

С увеличением значения α уменьшается эффективная ширина зеркального отражения. Эта конструкция становится зеркальной, когда предел α увеличивается.

Для чего используется зеркальное отражение?

Применение зеркального и диффузного отражения

  1. Рассеянное отражение: когда мы ведем автомобиль, любой вид бликов мешает водителю сосредоточиться на дороге. В сезон дождей, когда большая часть дороги мокрая и отражает свет, исходящий от фар других автомобилей, управлять автомобилем становится сложно. Эти блики будут результатом зеркального отражения луча света. Однако шероховатая поверхность дороги помогает поддерживать рассеянное отражение, которое уменьшает блики в глазах водителя. Когда вода заливает щебень дороги, она становится более гладкой, что приводит к зеркальному отражению.
  2. Зеркальное отражение: теперь давайте рассмотрим применение отражения в фотографии. Все мы видели и аплодировали красивым пейзажам природы, состоящим из спокойного водоема на переднем плане, отражающего объекты, присутствующие на заднем плане, сбоку или над головой. Когда вода спокойная, ее поверхность гладкая, и она действует как зеркало, применяя принцип зеркального отражения для формирования изображений. Теперь, что касается камеры, объектив камеры может напрямую принимать отраженные световые лучи от водоема (подвергаясь зеркальному отражению). Если свет попадет на другую шероховатую поверхность (подвергающуюся диффузному отражению) до того, как достигнет камеры, то объектив камеры не сможет захватить изображение отражения водного объекта. Следовательно, только когда зеркальное отражение направляет широкий луч света вместе на объектив камеры, он может сформировать точную копию изображения.

Численное моделирование зеркального и диффузного отражения

Рассмотрим три параллельных луча света. Затем эти световые лучи падают на шероховатую неровную поверхность под немного разными углами, как показано на рисунке ниже. Углы падения лучей равны 15 o для луча A (синий на рисунке), 31 o для луча B (зеленый) и 47 o для луча C (красный).

а) Каковы будут углы отражения каждого из трех лучей?

б) Возможно ли, что три луча останутся параллельными после отражения?

(c) Нарисуйте путь отраженных световых лучей.

Зеркальное и диффузное отражение: важные часто задаваемые вопросы, концепции, примеры

Зеркальное и диффузное отражение: важные часто задаваемые вопросы, концепции, примеры

Что отражает больше света папиросная бумага или стеклянное окно?

Салфетка, если она не черная, будет отражать больше света, чем стекло. Кроме того, стекло прозрачное, пропускает свет.

Почему вы не видите свое отражение во всех объектах, отражающих свет?

Основная причина, по которой мы можем не видеть отражения от всего объекта, заключается в том, что свет, отраженный этими объектами, может рассеиваться.

Чтобы узнать о интерференции тонких пленок, нажмите здесь

Последние выпуски от Advanced Science & Research

О Санчари Чакраборти

Я очень хочу учиться и сейчас работаю в области прикладной оптики и фотоники. Я также являюсь активным членом SPIE (Международное общество оптики и фотоники) и OSI (Оптическое общество Индии). Мои статьи нацелены на то, чтобы в простой, но информативной форме освещать темы качественных научных исследований. Наука развивалась с незапамятных времен. Итак, я стараюсь изо всех сил использовать эволюцию и представить ее читателям.

Закон отражения света был открыт в результате наблюдений и экспериментов. Конечно, это можно вывести теоретически, но все принципы, которые используются сейчас, определены и обоснованы на практике. Знание основных характеристик этого явления помогает при планировании освещения и выборе оборудования. Этот принцип работает и в других областях: радиоволны, рентгеновские лучи и т.д. Ведут себя точно так же при отражении.

Что такое отражение света и его разновидности, механизм

Закон формулируется следующим образом: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости, имеющей перпендикуляр к отражающей поверхности, выступающей из точки падения. Угол падения равен углу отражения.

По сути, отражение — это физический процесс, в котором луч, частицы или излучение взаимодействуют с плоскостью. Направление волн меняется на границе двух сред, так как они обладают разными свойствами. Отраженный свет всегда возвращается в окружающую среду, откуда он исходит. Очень часто при отражении также наблюдается явление преломления волн.

Законы отражения света и история их открытия

Это схематическое объяснение закона отражения света.

Зеркальное отражение

В этом случае существует четкая взаимосвязь между отраженными и падающими лучами, это главная особенность данной разновидности. Вот несколько ключевых моментов о зеркальном отражении:

  1. Отраженный луч всегда находится в плоскости, проходящей через падающий луч, и перпендикулярно отражающей поверхности, которая восстанавливается в точке падения.
  2. Угол падения равен углу отражения светового луча.
  3. Характеристики отраженного луча пропорциональны поляризации луча и углу падения. Кроме того, на индикатор влияют характеристики двух сред.

Законы отражения света и история их открытия

В случае зеркального отражения углы падения и отражения всегда одинаковы.

В этом случае показатели преломления зависят от свойств плоскости и характеристик света. Это отражение можно найти везде, где есть гладкие поверхности. Но для разных сред условия и принципы могут меняться.

Полное внутреннее отражение

Типично для звуковых и электромагнитных волн. Это происходит там, где встречаются две среды. В этом случае волны должны падать из среды с меньшей скоростью распространения. Что касается света, то можно сказать, что показатели преломления в этом случае значительно увеличиваются.

Законы отражения света и история их открытия

Полное внутреннее отражение характерно для водной поверхности.

Угол падения светового луча влияет на угол преломления. С увеличением его значения интенсивность отраженных лучей увеличивается, а интенсивность преломленных лучей уменьшается. При достижении определенного критического значения показатели преломления уменьшаются до нуля, что приводит к полному отражению лучей.

Критический угол рассчитывается индивидуально для разных сред.

Диффузное отражение света

Этот вариант отличается тем, что при попадании на неровную поверхность лучи отражаются в разные стороны. Отраженный свет просто рассеивается, поэтому вы не можете увидеть свое отражение на неровной или непрозрачной плоскости. Явление диффузии лучей наблюдается, когда неровности равны длине волны или превышают ее.

При этом одна и та же плоскость может диффузно отражать свет или ультрафиолетовое излучение, но при этом хорошо отражать инфракрасный спектр. Все зависит от характеристик волн и свойств поверхности.

Законы отражения света и история их открытия

Диффузное отражение хаотично из-за неровностей поверхности.

Обратное отражение

Это явление наблюдается, когда лучи, волны или другие частицы отражаются назад, то есть к источнику. Это свойство можно использовать в астрономии, естествознании, медицине, фотографии и других областях. Благодаря системе выпуклых линз в телескопах можно видеть свет звезд, невидимый невооруженным глазом.

Законы отражения света и история их открытия

Обратным отражением можно управлять за счет сферической формы отражающей поверхности.

важно создать определенные условия для возврата света к источнику, чаще это достигается за счет оптики и направления луча лучей. Например, этот принцип используется в ультразвуковых исследованиях, благодаря отраженным ультразвуковым волнам на мониторе выводится изображение исследуемого органа.

История открытия законов отражения

Формулы Френеля

Огюст Френель был французским физиком, который разработал ряд формул, широко используемых по сей день. Они используются для расчета интенсивности и амплитуды отраженных и преломленных электромагнитных волн. Кроме того, они должны проходить через резкую границу между двумя средами с разными значениями преломления.

Все явления, которые соответствуют формулам французского физика, называются отражением Френеля. Но следует помнить, что все полученные закономерности верны только тогда, когда средние изотропны и граница между ними четкая. В этом случае угол падения всегда равен углу отражения, а величина преломления определяется по закону Снеллиуса.

важно, что когда свет падает на плоскую поверхность, может быть два типа поляризации:

  1. p-поляризация характеризуется тем, что вектор напряженности электромагнитного поля лежит в плоскости падения.
  2. поляризация s отличается от первого типа тем, что вектор интенсивности электромагнитных волн перпендикулярен плоскости, в которой лежат как падающие, так и отраженные лучи.

Законы отражения света и история их открытия

Френель вывел целый ряд формул, которые позволяют выполнять все необходимые вычисления.

Формулы для ситуаций с разной поляризацией разные. Это связано с тем, что поляризация влияет на характеристики луча и по-разному отражается. Когда свет падает под определенным углом, отраженный луч может быть полностью поляризован. Этот угол называется углом Брюстера, он зависит от преломляющих характеристик среды на границе раздела.

Говоря о которых! Отраженный луч всегда поляризован, даже если падающий свет не поляризован.

Принцип Гюйгенса

Гюйгенс — голландский физик, которому удалось вывести принципы, позволяющие описывать волны любой природы. Именно с его помощью часто демонстрируются как закон отражения, так и закон преломления света.

Законы отражения света и история их открытия

Это простейшее схематическое изображение принципа Гюйгенса.

В данном случае под светом понимается плоская волна, то есть все поверхности волны плоские. В этом случае поверхность волны представляет собой набор точек с колебаниями в одной фазе.

Формулировка такова: каждая точка, до которой доходит возмущение, становится источником сферических волн.

Сдвиг Федорова

его еще называют эффектом Федорова-Амбера. В этом случае происходит смещение светового пучка с полным внутренним отражением. В этом случае смещение незначительное, оно всегда меньше длины волны. Из-за этого смещения отраженный луч не лежит в той же плоскости, что и падающий, что противоречит закону отражения света.

Диплом о научном открытии был вручен Ф.И. Федорову в 1980 году.

Боковое смещение лучей было теоретически доказано советскими учеными в 1955 году благодаря математическим расчетам. Что касается экспериментального подтверждения этого эффекта, то вскоре его сделал французский физик Эмбер.

Использование закона на практике

Законы отражения света и история их открытия

Примеры отражения света вездесущи.

Рассматриваемый закон гораздо более распространен, чем кажется. Этот принцип широко используется в различных сферах:

  1. Зеркало — самый простой пример. Это гладкая поверхность, хорошо отражающая свет и другие виды излучения. Используются как плоские версии, так и элементы других форм, например, сферические поверхности позволяют отталкивать предметы, что делает их незаменимыми в качестве зеркал заднего вида в автомобиле.
  2. Различные оптические устройства также работают в соответствии с обсуждаемыми принципами. Это включает в себя все, от очков, которые можно найти повсюду, до мощных телескопов с выпуклыми линзами или микроскопов, используемых в медицине и биологии.
  3. Ультразвуковые аппараты также используют этот принцип. Ультразвуковое оборудование позволяет проводить точные исследования. Рентгеновские лучи распространяются таким же образом.
  4. Микроволновые печи — еще один пример практического применения этого закона. Также сюда входит все оборудование, использующее инфракрасное излучение (например, приборы ночного видения).
  5. Вогнутые зеркала позволяют улучшить характеристики фонарей и светильников. В этом случае мощность лампочки может быть намного ниже, чем без использования зеркального элемента.

Говоря о которых! Через отражение света мы видим луну и звезды.

Закон отражения света объясняет многие природные явления, а знание его характеристик позволило нам создать оборудование, которое широко используется в наше время.

Зачастую мы не обращаем внимания на физические явления, окружающие нас. Отражение лучей света — одно из них. Ведь что может быть проще пучков света, падающих и отражающихся от различных поверхностей? Но именно благодаря законам геометрической оптики, мы можем видеть друг друга и большую часть предметов.

Чем диффузное (рассеянное) отражение пучков света отличается от зеркального

Еще один пример зеркального отражения света — твердая, сияющая переливами обложка книги. Когда на нее попадают световые волны разной длины, мы можем наблюдать, как они отражаются на соседних предметах или даже на лице человека, который открывает книгу, сидя у окна в солнечную погоду. То же легко можно заметить, поймав лучик стенкой неокрашенной металлической кастрюли: лучи, отражаемые ей в ясную погоду, будут хорошо заметны на неосвещенной стене напротив вас.

При зеркальном отражении света, когда луч находится на границе столкновения 2-х разных физических сред, угол отражения равен углу падения. Лучи, которые падают в параллельном относительно друг друга положении, отражаются от поверхности аналогичным образом. Описанное явление можно наблюдать на ровной, идеально гладкой поверхности: некривом зеркале, каплях ртути, шлифованном бруске металла.

Если неровность и имеется, она не может быть больше 1 мкм (длины волны света), в противном случае тело не будет достаточно гладким, чтобы отражать свет. Измерить приведенную величину на глаз бывает сложно, ведь она очень маленькая. Так, кажущийся нам абсолютно ровным лист бумаги уже нельзя отнести к зеркальным поверхностям, на нем есть множество микроизгибов.


Отражение лучей от неровной поверхности

В случае рассеянного отражения свет ведет себя во многом иначе. Угол падения и отражения уже неодинаковы. Лучики света отталкиваются от объекта хаотично, в совершенно непредсказуемых направлениях. Это правило распространяется на все шероховатые, а также матовые поверхности, в их числе: асфальт, дерево и т. д. Источник света может быть как естественным (среди них солнце, луна), так и искусственным (фонарь).

Большинство предметов, окружающих нас, не испускают световых лучей. Видим их мы только благодаря лучам, которые начинают отражаться, едва столкнувшись с препятствием. Им, как правило, выступает новая непрозрачная среда. Если бы явления диффузного отражения не существовало, люди не смогли бы видеть такие предметы, даже обладая самым лучшим зрением.

Примечательно, что при описываемом явлении значительная часть лучиков света возвращается в свою начальную среду. И чем светлее цветовой окрас непрозрачного предмета (в человеческом восприятии), тем больше света отражается от него. Например, чистый снег отражает от себя более 84 % падающих на него лучей. Он полностью белый, поэтому плохо поглощает свет. К слову, упомянутая нами выше бумага отражает более 74 % излучения, а велюр черного цвета — всего лишь до 0,5 %.

Принципиальное отличие зеркального и диффузного отражений света состоит в частоте, с которой мы сталкиваемся с этими явлениями. И второе в этом случае выигрывает.

Диффузное отражение света в природе. Примеры вокруг нас

Вы когда-нибудь видели лунную дорожку, состоящую из бликов ночного светила на водной глади? А золотую блестящую тропу, возникшую в лесу на толстом слое снега, когда вокруг нет ветра и медленно заходит красно-желтое солнце? Секрет обоих этих завораживающих природных явлений — в рассеянном отражении света.

Отражение луны

Лунная дорожка — отличный пример диффузного отражения в природе

В первом случае легкие волны, возникающие на воде, беспрерывно движутся, отражая лунный свет от сменяющих друг друга точек. В другом приведенном нами примере происходит следующее: мириады снежинок, сохранившие свою первоначальную форму в тихую погоду, беспорядочно отражают собой теплый солнечный свет. Благодаря этому, мы наблюдаем на снегу красивое мерцание, сливающееся в тропу.

Читайте также: