«Отражение света»

явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения (См. Оптическое излучение)) из одной среды на границу её раздела со 2-й средой взаимодействие света с веществом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела «обратно» в 1-ю среду. (При этом по крайней мере 1-я среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемого излучения.) Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. от их поверхностей.

Пространственное распределение интенсивности отражённого света определяется отношением размеров неровностей поверхности (границы раздела) к длине волны λ падающего излучения. Если неровности малы по сравнению с λ, имеет место правильное, или зеркальное, О. с. Когда размеры неровностей соизмеримы с λ или превышают её (шероховатые поверхности, матовые поверхности (См. Матовая поверхность)) и расположение неровностей беспорядочно, О. с. диффузно. Возможно также смешанное О. с., при котором часть падающего излучения отражается зеркально, а часть — диффузно. Если же неровности с размерами Отражение света λ и более расположены закономерно (регулярно), распределение отражённого света имеет особый характер, близкий к наблюдаемому при О. с. от дифракционной решётки (См. Дифракционная решётка). О. с. тесно связано с явлениями преломления света (См. Преломление света) (при полной или неполной прозрачности отражающей среды) и поглощения света (См. Поглощение света) (при её неполной прозрачности или непрозрачности).

Зеркальное О. с. отличает определённая связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности; 2) угол отражения равен углу падения φ. Интенсивность отражённого света (характеризуемая Отражения коэффициентом) зависит от φ и поляризации падающего пучка лучей (см. Поляризация света), а также от соотношения преломления показателей (См. Преломления показатель)n₂ и n₁ 2-й и 1-й сред. Количественно эту зависимость (для отражающей среды — диэлектрика (См. Диэлектрики)) выражают Френеля формулы. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициент отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен (n₂ — n₁)²/(n₂ + n₁)²; в очень важном частном случае нормального падения из воздуха или стекла на границу их раздела (n_возд — 1,0; n_cт = 1,5) он составляет — 4%.

Характер поляризации отражённого света меняется с изменением φ и различен для компонент падающего света, поляризованных параллельно (р-компонента) и перпендикулярно (s-компонента) плоскости падения. Под плоскостью поляризации (См. Плоскость поляризации) при этом понимается, как обычно, плоскость колебаний электрического вектора световой волны. При углах φ, равных так называемому углу Брюстера (см. Брюстера закон), отражённый свет становится полностью поляризованным перпендикулярно плоскости падения (р-составляющая падающего света полностью преломляется в отражающую среду; если эта среда сильно поглощает свет, то преломленная р-составляющая проходит в среде очень малый путь). Эту особенность зеркального О. с. используют в ряде поляризационных приборов (См. Поляризационные приборы). При φ, бо́льших угла Брюстера, коэффициент отражения от диэлектриков растет с увеличением φ, стремясь в пределе к 1, независимо от поляризации падающего света. При зеркальном О. с., как явствует из формул Френеля, Фаза отражённого света в общем случае скачкообразно изменяется. Если φ = 0 (свет падает нормально к границе раздела), то при n₂> n₁ фаза отражённой волны сдвигается на π, при n₂ <>n₁ — остаётся неизменной. Сдвиг фазы при О. с. в случае φ ≠ 0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше φ угла Брюстера, а также от соотношения n₂и n₁.О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n₂<>n₁) при sin φ ≥ n₂ / n₁ является полным внутренним отражением (См. Полное внутреннее отражение), при котором вся энергия падающего пучка лучей возвращается в 1-ю среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (например, металлов) описывается формулами, подобными формулам Френеля, с тем (правда, весьма существенным) изменением, что n₂становится комплексной величиной, мнимая часть которой характеризует поглощение падающего света. Поглощение в отражающей среде приводит к отсутствию угла Брюстера и более высоким (в сравнении с диэлектриками) значениям коэффициента отражения — даже при нормальном падении он может превышать 90% (именно этим объясняется широкое применение гладких металлических и металлизированных поверхностей в зеркалах (См. Зеркало)).

Отличаются и поляризационные характеристики отражённых от поглощающей среды световых волн (вследствие иных сдвигов фаз р- и s-составляющих падающих волн). Характер поляризации отражённого света настолько чувствителен к параметрам отражающей среды, что на этом явлении основаны многочисленные оптические методы исследования металлов (см. Магнитооптика, Металлооптика).

Диффузное О. с.— его рассеивание неровной поверхностью 2-й среды по всем возможным направлениям. Пространственное распределение отражённого потока излучения (См. Поток излучения) и его интенсивность различны в разных конкретных случаях и определяются соотношением между λ и размерами неровностей, распределением неровностей по поверхности, условиями освещения, свойствами отражающей среды. Предельный, строго не выполняющийся в природе случай пространственного распределения диффузно отражённого света описывается Ламберта законом. Диффузное О. с. наблюдается также от сред, внутренняя структура которых неоднородна, что приводит к рассеянию света (См. Рассеяние света) в объёме среды и возвращению части его в 1-ю среду. Закономерности диффузного О. с. от таких сред определяются характером процессов однократного и многократного рассеяния света в них. И поглощение, и рассеяние света могут обнаруживать сильную зависимость от λ. Результатом этого является изменение спектрального состава диффузно отражённого света, что (при освещении белым светом (См. Белый свет))визуально воспринимается как окраска тел.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ.,2 изд., М., 1973; Дитчбёрн Р., Физическая оптика, пер. с англ., М., 1965; Миннарт М., Свет и цвет в природе, пер. с англ., М., 1958; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, М., 1957; Толанский С., Удивительные свойства света, пер. с англ., М., 1969.

Н. А. Войшвилло.

Рис. 1. Зеркальное отражение света: N — нормаль к отражающей поверхности (границе раздела); φ — угол между падающим лучом и нормалью (угол падения); ψ — угол между отражённым лучом и нормалью (угол отражения); φ = ψ. E_p, R_p, E_s и R_s — компоненты амплитуд электрич. вектора падающей и отражённой волн с колебаниями, соответственно лежащими в плоскости падения и перпендикулярными к ней. Стрелками показаны выбранные положительные направления амплитуд колебаний.

Рис. 2. Зависимость от угла падения φ коэффициентов отражения r_p и r_s; составляющих падающей волны, поляризованных, соответственно, параллельно и перпендикулярно плоскости падения. Кривые 1 относятся к случаю n₂/n₁ = 1,52, кривые 2 — к случаю n₂/n₁ = 9. Верхняя шкала φ относится к случаю n₂/n₁ = 1/1,52.

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА - возвращение световой волны при ее падении на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления "обратно" в первую среду. Различают отражение света зеркальное (размеры l неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны ?) и диффузное (l ? ?). Наблюдаемое отражение света - комбинация этих двух предельных случаев. Благодаря отражению света мы видим объекты, не излучающие свет.

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА, возвращение части светового пучка, падающего на границу раздела двух сред, "обратно" в первую среду. Различают зеркальное отражение света (размеры L неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны l) и диффузное (L? l). Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие отражения света ими (например, Луна видна вследствие отражения ею солнечного света). При этом за счёт поглощения и рассеяния света меняется спектральный состав отражённого света, а именно отражённым светом обусловлен цвет тел.

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА

явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения) из первой среды на границу раздела со второй средой вз-ствие света с в-вом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела обратно в первую среду. При этом по крайней мере первая среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемого излучения. Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. от их поверхностей.

Пространств. распределение интенсивности отражённого света определяется отношением размеров неровностей поверхности (границы раздела) к длине волны l падающего излучения. Если неровности малы по сравнению с l, имеет место правильное, или зеркальное, О. с. Когда размеры неровностей соизмеримы с l или превышают её (шероховатые поверхности, матовые поверхности) и расположение неровностей беспорядочно, О. с. диффузно. Возможно также смешанное О. с., при к-ром часть падающего излучения отражается зеркально, а часть — диффузно. Если же неровности с размерами =l и более расположены регулярно, распределение отражённого света имеет особый хар-р, близкий к наблюдаемому при О. с. от дифракционной решётки. О. с. тесно связано с явлениями преломления света (при полной или неполной прозрачности отражающей среды) и поглощения света (при её неполной прозрачности или непрозрачности).

Зеркальное О. с. отличает определ. связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности; 2) угол отражения y равен углу падения j (рис. 1).

Интенсивность отражённого света (характеризуемая отражения коэффициентом) зависит от j и поляризации падающего пучка лучей, а также от соотношения преломления показателей n2 и n1 второй и первой сред. Для отражающей среды — диэлектрика эту зависимость количественно выражают Френеля формулы. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициента отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен (n2-n1)2/(n2+n1)2; в очень важном частном случае нормального падения из воздуха или стекла на границу их раздела (nвозд = 1,0; nст=1,5) он составляет »4%.

Рис. 1. Зеркальное отражение света: N — нормаль к отражающей поверхности (границе раздела); j — угол падения; y —угол отражения (j=y); Еp, Rp, Es, RS— компоненты амплитуд электрич. вектора падающей и отражённой волн. Стрелками показаны выбранные положительные направления амплитуд колебаний.

Хар-р поляризации отражённого света меняется с изменением j и различен для компонент падающего света, поляризованных параллельно (p-компонента) и перпендикулярно (s-компонента) плоскости падения (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость от угла падения j коэффициентов отражения rp и rs составляющих падающей волны, поляризованных соотв. параллельно и перпендикулярно плоскости падения. Кривые 1 относятся к случаю n2/n1=1,52 (верхняя шкала j), кривые 2—к случаю na/n1=9 (нижняя шкала j).

При углах j, равных т. н. углу Брюстера (см. БРЮСТЕРА ЗАКОН), отражённый свет становится полностью поляризованным перпендикулярно плоскости падения (р-составляющая падающего света полностью преломляется в отражающую среду). Эту особенность зеркального О. с. используют в ряде поляризационных приборов. При j, больших, чем угол Брюстера, коэфф. отражения от диэлектриков растёт с увеличением j, стремясь в пределе к единице, независимо от поляризации падающего света. При зеркальном О. с., как следует из ф-л Френеля, фаза отражённого света в общем случае скачкообразно изменяется. Если j=0 (свет падает нормально к границе раздела), то при n2>n1 фаза отражённой волны сдвигается на p, при n2< n1 — остаётся неизменной. Сдвиг фазы в случае j?0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2

Отличаются и поляризационные хар-ки отражённых от поглощающей среды световых волн. Хар-р поляризации отражённого света настолько чувствителен к параметрам отражающей среды, что на этом явлении основаны мн. оптич. методы исследования металлов (см. МЕТАЛЛООПТИКА).

Диффузное О. с.— его рассеивание неровной поверхностью второй среды по всем возможным направлениям. Пространств. распределение отражённого потока излучения и его интенсивность различны в разных конкретных случаях и определяются соотношением между l и размерами неровностей, распределением неровностей по поверхности, условиями освещения, св-вами отражающей среды. Пространств. распределение диффузно отражённого света приближённо описывается Ламберта законом. Диффузное О. с. наблюдается также от сред, внутр. структура к-рых неоднородна, что приводит к рассеянию света в объёме среды и возвращению части его в первую среду. И поглощение и рассеяние света во второй среде могут сильно зависеть от l. Результатом этого явл. изменение с п е к т р а л ь н о г о состава диффузно отражённого света, что (при освещении белым светом) визуально воспринимается как окраска тел.

отраже́ние све́та

возвращение световой волны при её падении на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления «обратно» в первую среду. Различают отражения света зеркальное (размеры l неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны λ) и диффузное (l≥λ). Наблюдаемое отражение света — комбинация этих двух предельных случаев. Благодаря отражению света мы видим объекты, не излучающие свет.

* * *

ОТРАЖЕ́НИЕ СВЕ́ТА, возвращение световой волны при ее падении на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления «обратно» в первую среду. Различают отражение света зеркальное (размеры l неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны l) и диффузное (l і l). Наблюдаемое отражение света — комбинация этих двух предельных случаев. Благодаря отражению света мы видим объекты, не излучающие свет.

возвращение световой волны при её падении на границу раздела двух сред с разл. показателями преломления "обратно" в первую среду. Если неровности поверхности раздела малы по сравнению с длиной волны X падающего света, то наблюдается зеркальное О. с. (см. Отражение). При норм. падении (угол падения е = 0) света на поверхность детали из оптич. стекла коэфф. О. с. р = 0,04 - 0,06. Для полиров, поверхностей металлов коэфф. О. с. значительно больше, чем для диэлектриков (напр., для золота при норм. падении света с X = 670 нм р = 0,96). Если неровности поверхности раздела расположены беспорядочно и по своим размерам сравнимы с длиной волны падающего света, то наблюдается диффузное О.с., при к-ром свет рассеивается поверхностью по всевозможным направлениям в пределах полусферы. О. с. наз. селективным, если коэфф. отражения неодинаков для света с разл. длиной волны. Селективным О. с. объясняется видимая окраска несамосветящихся тел. О. с. используется в светотехнике, в зеркальных, зеркально-линзовых и др. оптич. приборах, в приборах с зеркальным отсчётом и т. д.

riflessione della luce

відбиття́ сві́тла

відбиття́ сві́тла

возвращение световой волны при её падении на поверхность раздела двух сред с разл. показателями преломления "обратно" в первую среду. Различают О. с. зеркальное (размеры l неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны Лямбда) и диффузное (l > Лямбда). Наблюдаемое О. с. - комбинация этих двух предельных случаев. Благодаря О. с. мы видим объекты, не излучающие свет.

возвращение световой волны при её падении на поверхность раздела двух сред, имеющих различные показатели преломления, обратно в первоначальную среду. Благодаря О. с. мы видим тела, не излучающие свет. На поверхности раздела наряду с отражением происходит и преломление света.