Zrcadlový a difúzní odraz: 13 důležitých pojmů

Co je zrcadlový odraz světla? | Co je to pravidelná reflexe?

Definice zrcadlové reflexe:

Zrcadlový odraz označuje jev odrazu rovnoběžných světelných paprsků dopadajících na povrch ve stejných úhlech. Zrcadlový odraz se provádí hladkými povrchy, jako jsou zrcadla. Zrcadlový odraz sleduje všechny 3 zákonitosti odrazu, tj. Úhel odrazu se rovná úhlu dopadu, normální, dopadající a odražený paprsek leží ve stejné rovině. Dopadající paprsek a odražený paprsek jsou na jiných stranách normálu.

Co je to difúzní odraz? | Co se rozumí difuzním odrazem?

Definice rozptýleného odrazu zrcadlový odraz:

Difúzní odraz označuje jev odrazu paralelních světelných paprsků dopadajících na povrch v různých úhlech. Rozptýlený odraz se provádí drsným povrchem, jako jsou silnice, zdi atd. 

Poznámka: Aby byl rozptýlený odraz ideální, musí se řídit a demonstrovat Lambertovské zákony odrazu. Podle toho je jas stejný pro všechny směry přítomné v poloprostoru, který sousedí s odraznou plochou. Rozptýlené odrazy se někdy nazývají nespekulární odrazy.

Znamená rozptýlený odraz selhání zákonů odrazu? | Řídí se difúzní odraz zákonem odrazu?

Difúzní odraz jako zrcadlový odraz sleduje všechny zákonitosti odrazu. Úhel odrazu se vyrovná úhlu dopadu, kde oba úhly jsou měřeny od normálního a normální, dopadající paprsek a odražený paprsek v bodě dopadu jsou ve stejné rovině. Dopadající paprsek a odražený paprsek jsou přítomny na opačných stranách normálu.

Příklady difúzní reflexe

Jaké jsou složky odrazu?

Jaké jsou zákony odrazu?

Zákony odrazu | zákon zrcadlové reflexe

Zákony odrazu jsou uvedeny jako:

• Úhel odrazu se rovná úhlu dopadu, kde se oba úhly počítají z normálních rovin.
• Normální, dopadající a odražené paprsky v místě dopadu zůstávají ve stejné identické rovině.
• Dopadající paprsek a odražený paprsek existují na jiných / protilehlých stranách k normálu.

Zde,

Normální:

čára pod úhlem 90 ° k povrchu odraženého média.

Paprsek incidentu:

Paprsek světla směřující k odraženému médiu.

Odražený paprsek:

Paprsek, který vychází z odraženého média.

Úhel dopadu:

Úhel mezi dopadajícím paprskem a normálem.

Úhel odrazu:

Úhel mezi odraženým paprskem a normálem.

Jaký je rozdíl mezi zrcadlovým a rozptýleným odrazem? | Jak se zrcadlový odraz liší od rozptýleného odrazu?

Zrcadlový odraz vs Difúzní odraz

Co je to odrazivost?

Definice odrazivosti

Povrchová odrazivost materiálu je definována jako účinnost materiálu odrážet dopadající sálavou energii. Jinými slovy, odrazivost se týká poměru síly paprsku odraženého světla k paprsku dopadajícího světla z roviny materiálu.

Měření difúzní odrazivosti

Zrcadlová odrazivost, která je platná pro hladké skleněné nebo leštěné kovové povrchy, je přibližně nulová pro všechny úhly kromě příslušného úhlu odrazu. Tento úhel je úhel odrazu, který má hodnotu ekvivalentní úhlu dopadu na opačné straně normály, a v případě, že dopadající paprsek spadne normálně na povrch materiálu, pak se odráží zpět do stejného směru, tj. Obou úhel odrazu a úhel dopadu se rovná 0^o.

Difúzní odrazivost pro určité materiály, jako je matná bílá barva, je rovnoměrná, tj. Světelný tok se rovnoměrně nebo téměř rovnoměrně odráží ve všech úhlech. O takových materiálech se říká, že se řídí Lambertianovými zákony odrazu. V praktickém světě vykazují materiály kombinaci difúzních a zrcadlových reflexních vlastností.

Co je to difúzní odrazová spektroskopie?

Princip difúzní odrazové spektroskopie

Difúzní odrazová spektroskopie se týká vysoce rozvinuté metody nebo techniky pozorování a analýzy spektrálních charakteristik neprůhledných pevných předmětů. Metoda difúzní odrazové spektroskopie funguje s přihlédnutím k fenoménu vnitřního odrazu světla, který je rozptýlený spolu s vnějším povrchovým odrazem světla, který je zrcadlový.

Technika difúzní odrazové spektroskopie je považována za mimořádně užitečnou pro analýzu a pozorování interakcí mezi několika složkami formulace. Tato metoda byla úspěšně použita pro charakterizaci mnoha reakcí v pevné fázi. V jednom takovém experimentu použilo Investigation tuto metodu s vhodně navrženými stresovými podmínkami pro zkoumání a provádění různých typů interakcí specializovaných pomocných látek, degradačních drah a změny biologické dostupnosti na základě chemisorpce materiálu vzorku na některé různé složky během formulace.

Difúzní reflexní fotoelektrický snímač

V difuzním reflexním fotoelektrickém senzoru jsou zdroj světla a přijímač světla přítomny ve stejném přístroji. Difúzní reflexní fotoelektrické senzory jsou schopné snímat věci, když paprsek světla, který je vyzařován směrem k danému cíli, trpí odrazem na povrchu terče a směřuje zpět k detektoru.

Tyto typy rozptýlených senzorů jsou široce používány pro automatizační aplikace, protože jsou šikovnější nebo kompaktnější (protože většina snímacích komponent je přítomna v jediném krytu) než většina ostatních senzorů, které plní stejnou funkci.

Difúzní reflexní fotoelektrické snímače se používají hlavně pro:

• Detekce řady předmětů ze společné dopravní jednotky.
• Detekce průsvitných materiálů.
• Detekce hladiny látky přítomné v různých nádobách.
• Na Zjistěte existenci materiálu součásti, krabice a webu.
• Detekce určitých identifikačních prvků pro určení orientace objektu.
• Detekce chybových stavů pro zkoumání objektů funguje.

Difúzní reflexní fotoelektrické snímače jsou uživatelsky přívětivé, protože jsou bezproblémové, pokud jde o postup instalace, protože všechny komponenty jsou obsaženy v jedné jednotce a jsou také řešeními snímání vhodnými pro kapsy. Avšak jako každé jiné zařízení mají i difúzní reflexní fotoelektrické snímače určité nevýhody.

Tyto senzory poskytují méně přesné výsledky, když se používají pro snímání polohy než detekce jednocestným paprskem. Tyto senzory jsou také méně účinné na průsvitné předměty. Navíc je vidět, že takové typy senzory jsou snadno ovlivněny barvou povrchu, textura materiálu, úhel dopadu, fyzikální charakteristiky cíle a nehomogenní prostředí.

Přístroj na difúzní odrazovou spektroskopii

Přístroje pro difúzní odrazovou spektroskopii poskytují měření srovnáním materiálu před okénkem dopadajícího světla a poté se koncentrovaný světelný paprsek odráží od objektu k detektoru pomocí koule potažené vnitřně síranem barnatým. Hodnota získaná z tohoto nastavení je odrazivost nebo relativní odrazivost dotyčného materiálu vzhledem ke standardní referenční odrazivosti tabule, která se považuje za rovnou 100%.

Světlo je pak směrováno k danému materiálu v úhlu 0 °. Během toho zrcadlově odražené světlo opouští integrační sféru, a proto není detekováno detektorem. Z tohoto důvodu je toto zařízení schopné měřit pouze rozptýlené odražené světlo. Jsou však navrženy nové modely integračních koulí, které jsou schopné vysílat světelné paprsky pod různými úhly dopadu. Tyto modely proto mohou vypočítat kombinaci zrcadlového i rozptýleného odraženého světla.

Co se stane během zrcadlové reflexe?

Štěrbinová lampa s odrazem

Fenomén zrcadlového odrazu se používá pro vizualizaci a analýzu funkčnosti povrchu rohovky a čoček lidského oka. Je nám jasné, že když je odrazný povrch hladký, bude odraz pravidelný nebo zrcadlový a když bude odrazný povrch nerovný nebo drsný, bude odraz nepravidelný nebo rozptýlený. Používá se k vyšetření normálního zevního povrchu endotelu rohovky. Tato metoda se provádí umístěním iluminátoru přibližně na 30 stupňů na jedné straně a mikroskopu na 30 stupňů na opačnou stranu. Úhel mikroskopu k iluminátoru musí být stejný a opačný.

Pro vizualizaci endotelu je třeba začít s menším zvětšením v rozmezí od přibližně 10X do 16X. Srovnatelně úzký paprsek světla musí být nasměrován na rohovku tak, aby odraz světla z epitelu rohovky oslňoval vaše oči. Poté je třeba trochu posunout úzký paprsek světla do strany a podívat se vedle něj na odraz vycházející z endoteliálního povrchu.

Poté se musí posunout na nejvyšší možné zvětšení. Pro snížení oslnění lze výšku štěrbinového paprsku lehce snížit. Když rozšiřujeme štěrbinu, vylepšujeme zorné pole, ale snižujeme kontrast. Bylo zjištěno, že endotel rohovky lze nejlépe pozorovat při použití pouze jediné oční čočky. Pro lepší výsledky by tedy člověk mohl zavřít neviditelné oko.

Zde popsaná metoda vyžaduje pro správné vyhodnocení hodně testu. Je to proto, že endotelové buňky rohovky mají velmi slabý kontrast a vyžadují určité zkušenosti se správným detekováním. Buňky, které jsou počítány pouze technikou štěrbinové lampy, nejsou obvykle přijímány. Výsledky zjištěné kontaktní zrcadlovou mikroskopií jsou považovány za výsledky poskytující mnohem přesnější výsledky.

Co je FTIR?

Zrcadlová odrazivost FTIR

In FTIR (infračervená Fourierova transformace)„Vzorkování zrcadlové odrazivosti je považováno za velmi zásadní metodu, která se používá pro měření tenkých vrstev na reflexních substrátech, analýzu objemových vzorků a měření monomolekulárních vrstev na materiálu substrátu. Tato metoda je velmi populární, protože umožňuje pozorování a analýzu vzorků bez nutnosti jakékoli přípravy vzorků. To také pomáhá udržovat materiál vzorku neovlivněný pro všechna následující měření.

První částí metody vzorkování je měření odraženého světelného toku z povrchu materiálu v daném úhlu dopadu. Na konci povrchu materiálu je pozorován výskyt určitých elektromagnetických a fyzikálních jevů, který závisí na úhlu dopadu osvětlovacího paprsku, indexu lomu materiálu a tloušťce materiálu a dalších vzorků a poté převládající experimentální podmínky.

Jaký je vzorec zrcadlové reflexe?

Vzorec odrazu

Zákon odrazu lze demonstrovat pomocí vlastností lineární algebry. Směr odraženého vektoru lze vypočítat podle směru dopadajícího vektoru a normálového vektoru povrchu.

V daném směru incidentu d_i ze zdroje světla na povrch materiálu a nechte povrch v normálním směru d_n, zrcadlově odražený směr d_s je dáno rovnicí:

kde d_n. d_i je skalární veličina, která je generována bodovým součinem dvou vektorů.

V této rovnici mohou někteří autoři popsat směry incidentů a odrazů různými konvencemi znaků.

Pokud předpokládáme zastoupení těchto euklidovských vektorů ve formě sloupců, pak lze danou rovnici přenést stejně jako násobení matice-vektor:

Kde R odkazuje na transformační matici domácnosti a je definována jako:

R je dáno deset podmínek matice identity I a dvakrát vnější produkt produktu d_n.

Koeficient odrazu

Uvažujme světelný paprsek vycházející ze vzdáleného zdroje světla ve směru daném jako ^~s. Tento světelný paprsek se odráží zpět do řady směrů kolem dokonalých směrů zrcadla ^~m = 2 (^~n · ^~s) ^~n -^~s.

Jedna taková běžná reprezentace je dána následujícím výrazem:

 Ls (~ de) = rsI max (0, ~ m · ~ de) α  

Tady termín rs se označuje jako zrcadlový zrcadlový koeficient (který často předpokládá hodnotu rovnou 1 - rd), 'Já označuje sílu dopadající energie z daného bodového zdroje a α≥0 je bráno jako konstanta, známá jako šířka zrcadlového zvýraznění.

S nárůstem hodnoty α dochází ke snížení efektivní šířky zrcadlového odrazu. Toto uspořádání se stává zrcadlem, když se limit zvyšuje s α.

K čemu se zrcadlová reflexe používá?

Aplikace zrcadlové a difúzní reflexe

V našem každodenním životě lze najít řadu aplikací difúzní reflexe a zrcadlové reflexe. Zde budeme diskutovat o dvou hlavních aplikacích, které zažíváme téměř každý den:

1. Rozptýlený odraz: Když řídíme automobil, jakákoli forma oslnění řidiči ztěžuje soustředění na silnici. V období dešťů, kdy je velká část vozovky mokrá a odráží světlo vycházející ze světlometů jiných automobilů, je obtížné řídit. Toto oslnění bude výsledkem zrcadlového odrazu paprsku světla. Drsný povrch vozovky však pomáhá udržovat rozptýlený odraz, který snižuje oslnění očí řidiče. Když voda zaplní krční části silnice, je hladší, což vede k zrcadlovému odrazu.
2. Zrcadlový odraz: Nyní uvažujme o použití odrazu ve fotografii. Každý z nás viděl a tleskal krásným přírodním scenériím, které se skládaly z klidného vodního útvaru v popředí odrážejícího předměty přítomné v pozadí, do stran nebo nad hlavou. Když je voda klidná, její povrch je hladký a chová se jako zrcadlo, které využívá princip zrcadlového odrazu pro vytváření obrazů. Nyní pro kameru může objektiv kamery přímo přijímat paprsky odraženého světla z vodního útvaru (procházející zrcadlovým odrazem). Pokud by světlo dopadlo na jiný drsný povrch (prošlo rozptýleným odrazem) před dosažením kamery, pak by objektiv kamery nebyl schopen zachytit obraz odrazu vodního útvaru. Proto pouze tehdy, když zrcadlový odraz posílá dohromady široký paprsek světla do objektivu fotoaparátu a je schopen vytvořit přesný replický obraz.

Číselné údaje o zrcadlovém a rozptýleném odrazu

Zvažte tři paralelní paprsky světla. Tyto světelné paprsky jsou poté vytvořeny tak, aby dopadaly na drsný hrbolatý povrch v okrajově odlišných úhlech, jak je znázorněno na obrázku níže. Úhly dopadu paprsků jsou uvedeny jako 15^o pro paprsek A (modrý na obrázku), 31^o pro paprsek B (zelený) a 47^o pro paprsek C (červený). 

(a) Jaké budou úhly odrazu pro každý ze tří paprsků? 

b) Je možné, že tři paprsky zůstanou po odrazu rovnoběžné? 

(c) Nakreslete dráhu paprsků odraženého světla.

Řešení:

Který odráží více lehkého hedvábného papíru nebo skleněného okna?

Pokud není papírový papír černý, bude odrážet více světla než sklo. Navíc je sklo průhledné, což umožňuje průchod světla.

Proč nevidíte svůj odraz ve všech objektech, které odrážejí světlo?

Hlavním důvodem, proč nemusíme vidět odraz od celého objektu, je to, že světlo odražené těmito objekty může být rozptýleno.

Chcete-li vědět o rušení tenkého filmu, klikněte sem

Také čtení:

• Co je rovinný zrcadlový odraz

Sanchari Chakraborty

Ahoj, jsem Sanchari Chakraborty. Vystudoval jsem elektroniku.
Vždy rád zkoumám nové vynálezy v oblasti elektroniky.
Jsem horlivý student, v současné době investuji do oblasti aplikované optiky a fotoniky. Jsem také aktivním členem SPIE (Mezinárodní společnost pro optiku a fotoniku) a OSI (Optical Society of India). Moje články jsou zaměřeny na přiblížení kvalitních vědeckých výzkumných témat jednoduchým, ale informativním způsobem. Věda se vyvíjí od nepaměti. Takže se snažím nahlédnout do evoluce a představit ji čtenářům.
Pojďme se připojit