漫投射

漫投射

漫投射(diffuse reflection),即漫反射(簡稱漫射)是光線照射在物體粗糙的表面會無序地向四周反射的現象。 漫反射,是投射在粗糙表面上的光向各個方向反射的現象。當一束平行的入射光線射到粗糙的表面時,表面會把光線向著四面八方反射,所以入射線雖然互相平行,由於各點的法線方向不一致,造成反射光線向不同的方向無規則地反射,這種反射稱之為“漫反射”或“ 漫射 ”。這種反射的光稱為漫射光。很多物體,如植物、牆壁、衣服等,其表面粗看起來似乎是平滑,但用放大鏡仔細觀察,就會看到其表面是凹凸不平的,所以本來是平行的太陽光被這些表面反射後,瀰漫地射向不同方向。

基本介紹

  • 中文名:漫投射
  • 外文名:diffuse reflection
  • 別稱:漫反射
  • 領域:光學
概要,定理,運用,參見,

概要

由於物體通常表面凹凸不平,因此漫反射是大自然中最普遍的表面反射方式。這種無方向性的反射可以從反射面同側的任何角度觀測到亮度減弱的入射光。
圖1.光線在物體粗糙表面發生漫反射圖1.光線在物體粗糙表面發生漫反射
通過表面拋光處理可以減少漫反射。 漫反射是指光線被粗糙表面無規則地向各個方向反射的現象。很多物體,如植物、牆壁、衣服等,其表面粗看起來似乎是平滑,但用放大鏡仔細觀察,就會看到其表面是凹凸不平的,所以本來是平行的太陽光被這些表面反射後,就瀰漫地射向不同方向。
當一束平行光觸及光滑物體表面時,光線則發生規律性反射,反射後的光線也相互平行,這種規律性反射稱為光的單向反射或鏡面反射。但物體的光滑程度是相對的,而一般物體的表面多粗糙不平,入射線雖然為平行光線,但反射後的光線則向各個方向分散,此種現象為光的漫反射。
人眼之所以能看清物體的全貌,主要是靠漫反射光在眼內的成像。如是全部單向反射的物體表面,不但看不清物體的外貌,還會引起某一方向上的眩光干擾現象。
漫反射的每條光線均遵循反射定律。平行光束經漫反射後不再是平行光束。由漫反射形成的物體亮度,一般視光源強度和反射面性質而定。
人們根據漫反射原理,測量光通量的大小。各種用來接收光學系統所成實像的螢幕,均應採用漫反射率高的漫反射面做成。實驗室中,常用毛玻璃的漫反射面做擴展光源。電影院裡,人能在不同的座位上看到銀幕上的畫面,這是因為光在銀幕上形成了漫反射。電影院的銀幕、投影幕布都是生活中最常見的漫反射例子。
人們依靠漫反射現象才能從不同方向看到物體。在環境光學中,常把無光澤的飾面材料近似地看作均勻漫反射表面,吸聲材料測試用的混響室具有足夠的擴散,保持著其牆面滿足漫反射條件。
積分球(integrating sphere),是具有高反射性內表面的空心球體。用來對處於球內或放在球外並靠近某個視窗處的試樣對光的散射或發射進行收集的一種高效率器件。球上的小視窗可以讓光進入並與檢測器靠得較近。積分球基本的特徵就是光學中最通用儀器的一種,光能的套用在各方面都在增多。例如纖維光學、雷射技術、照相化學和醫學技術積分球在這些領域都獲得了廣泛的套用,並正在改進和取代那些結構複雜、價格昂貴的光學系統。由於積分球內表面具有超高反射和散射的特性,所以它具有獨特的接收發射光的性能。光在均勻分布的球壁作無規則的反射,使能量可以作準確地測量,正由於積分球有此特性,改變它的視窗位置及幾何結構,就可以獲得各種不同的套用。

定理

漫反射光是指從光源發出的光進入樣品內部,經過多次反射、折射、散射及吸收後返回樣品表面的光。漫反射光是分析與樣品內部分子發生作用以後的光,攜帶有豐富的樣品結構和組織信息。與漫透射光相比,雖然透射光中也負載有樣品的結構和組織信息,但是透射光的強度受樣品的厚度及透射過程光路的不規則性影響,因此,漫反射測量在提取樣品組成和結構信息方面更為直接可靠。
積分球是漫反射測量中的常用附屬檔案之一。入射光進入樣品後,其中部分漫反射光回到積分球內部,在積分球內經過多次漫反射後到達檢測器.由於信號光從散射層面發出後,經過積分球的空間積分,因此可以克服漫反射測量中隨機因素的影響,提高數據穩定性和重複性。
漫反射也和鏡面反射一樣遵循光的反射定律

運用

物質表面不可能做到完全平整無滑,因此相對於全反射,漫反射是自然界更加普遍存在的反射型態。隱身原理的一條就是增加機體的粗糙程度,提高漫反射能力,使照射到機體的雷達波散射最小程度地被原方向反射。而探測隱身物體的原理是建立多個雷達接收站儘量從多方向觀察到被機體漫反射的雷達波。

參見

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