Дифузне відбиття світла

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Схематична ілюстрація дифузного відбиття

Дифузного віддзеркалення є відображення світла від поверхні такої , що падаючий промінь відбивається на багатьох кутах , а не тільки на одну кутом , як у випадку дзеркального відображення. Світиться ідеальним дифузний відбиває поверхні будуть мати рівний яскравості з усіх боків , які лежать в півпросторі , прилеглої до поверхні ( Lambertian відбиття) . Поверхня побудований з непоглинаючих порошку , такі як гіпс , або з волокон , таких як папір , або з полікристалічного матеріалу , такого як білий мармур , відбиває світло дифузно з високою ефективністю. Багато поширені матеріали демонструють суміш дзеркального та дифузного відбиття . Видимість об'єктів , за винятком світловипромінюючих ті , в першу чергу викликано дифузного відбиття світла : це дифузно - розсіяного світла , який формує зображення об'єкта в оці спостерігача.


Дифузного відбиття від твердих частинок , як правило , не через шорсткості поверхні. Плоска поверхня дійсно зобов'язані давати дзеркальне відображення , але це не заважає дифузного відбиття . Шматок полірованої білого мармуру залишається білим ; ніяка кількість полірування не буде перетворити його в дзеркало. Полірування виробляє деякі дзеркальне відображення , але залишилися світло продовжує бути дифузно відбитого . Найбільш загальний механізм , за допомогою якої поверхня дає дифузне відображення не передбачає саме поверхню : велику частину світу надані розсіюючих центрів під поверхнею , [ 2 ] [ 3 ] , як показано на малюнку 1 справа. Якби потрібно було представити , що ця цифра представляє сніг, і що полігони є його (прозорі ) льоду кристаліти , падаючий промінь частково відбивається (кілька відсотків) по першій частинки , входить до нього , знову відбивається на кордоні з другий частинка, що входить в нього , падає на третій , і так далі , створюючи серію «первинних» розсіяних променів у випадкових напрямках , які , в свою чергу , через той же механізм , генерують велику кількість "вторинних" розсіяних променів , які генерують " третинні " промені ... [ 4 ] Всі ці промені ходити по снігу crystallytes , які не поглинають світло , поки вони прибудуть на поверхні і вихід у випадкових напрямках. [ 5 ] в результаті , світло , який був розісланий повертається у всіх напрямках , так що сніг бел незважаючи на те , виконана з прозорого матеріалу ( кристалів льоду). Для простоти " відображень" говорять про тут, але в більш загальному інтерфейс між дрібними частинками , які утворюють безліч матеріалів нерегулярно за шкалою порівнянна з довжиною хвилі світла , так що розсіяне світло генерується на кожному кордоні , а не одного відбитого променя , але історію можна розповісти те ж саме. Цей механізм є дуже загальним , бо майже всі поширені матеріали зроблені з " дрібниць" , утримуваних разом . Мінеральні матеріали , як правило , полікристалічного : можна описати їх як зроблені з 3D мозаїка дрібних , неправильної форми дефектних кристалів. Органічні матеріали , як правило , складається з волокон або клітин , з їх мембран і їх складною внутрішньою структурою . І кожен інтерфейс , неоднорідність або недосконалість може відхилятися , відображають або розсіюють світло , відтворюючи вище механізм . Мало матеріали не слідувати йому : серед них є металами , які не дозволяють світлу проникати ; гази , рідини , скла і прозорі пластики ( які мають рідку , як аморфний мікроскопічну структуру) ; монокристали , наприклад , деякі дорогоцінні камені або сіль кристал , і деякі дуже спеціальні матеріали, такі як тканини , які роблять рогівки і кришталика ока . Ці матеріали можуть відображати дифузно , однак , якщо їх поверхня мікроскопічно шорсткою , як в мороз скла ( рис. 2 ) , або , звичайно , якщо їх однорідною структурою погіршується , як і в кришталика ока . Поверхня може також виявляти як дзеркального та дифузного відбиття , як це має місце , наприклад , глянцевих фарб , використовуваних як у домашньому картини , які дають також фракцію дзеркального відображення , в той час як матові фарби дають майже виключно дифузного відбиття . Дзеркальне проти дифузного віддзеркалення [ ред] Практично всі матеріали можуть дати дзеркальне відображення , за умови , що їх поверхню можна відполірувати , щоб усунути нерівності , порівнянні з довжиною хвилі світла (частки мікрометра ) . Кілька матеріалів , як рідинах і стеклах , не вистачає внутрішні підрозділи , які дають механізм підповерхневого розсіювання , описаний вище , тому вони можуть бути ясно і дають лише дзеркальне відображення ( не велика , однак) , в той час , серед поширених матеріалів , тільки поліровані метали можуть відображати світло дзеркально з великою ефективністю ( відображає матеріал дзеркал зазвичай є алюміній або срібло). Всі інші загальні матеріали , навіть якщо прекрасно полірується , як правило , дають не більше ніж на кілька відсотків дзеркального відображення , за винятком окремих випадків , наприклад , випасу кута відбиття на березі озера , або повного відображення скляну призму , або коли структуровані певним комплексу конфігурації , такі як сріблястий шкірі багатьох видів риб або відбиває поверхні діелектричного дзеркала. Дифузного віддзеркалення від білих матеріалів , замість цього , може бути досить ефективним у віддаючи весь світ вони отримують , у зв'язку з підбиттям підсумків численних підземних віддзеркалень. Об'єкти Кольорові [ ред]

Досі білі об'єкти були обговорені , які не поглинають світло. Але вище схема продовжує діяти у випадку , що матеріал абсорбенту . У цьому випадку , розсіяний промені втратять деякі довжини хвиль під час прогулянки в матеріалі , і будуть з'являтися кольорові . Більш того , дифузія впливає на істотно кольору об'єктів , так як він визначає середню шлях світла в матеріалі , і, отже , в якій мірі різні довжини хвиль поглинаються [ 6 ] . Червоні чорнило виглядає чорним , коли він залишається у своєму пляшки. Його яскравий колір тільки сприймається , коли вона знаходиться на рассеивающего речовини (наприклад папери). Це так, тому шлях світла через паперових волокон (і через чорнила ) є лише частина міліметра в довжину. Світло приходить з пляшки , замість цього , перетнув сантиметрів чорнила , і був сильно поглинається , навіть у своїх корисних довжин хвиль. І , коли кольоровий об'єкт має як дифузний і дзеркальне відображення, як правило , тільки дифузний компонент забарвлений . Вишневе відображає дифузно червоне світло , він поглинає всі інші кольори і має дзеркальне відображення , який по суті білий. Це дуже загальний характер , тому що , за винятком металів , відбивна здатність більшості матеріалів залежить від їх показника заломлення , яка змінюється трохи з довжиною хвилі ( хоча це це зміна, яка викликає хроматичної дисперсії в призмі ) , так що всі кольори відображені майже з тією ж інтенсивністю. Відбиття від різного походження , а , може бути забарвлена ​​: металеві відображень , наприклад , в золото або мідь , або інтерференційних віддзеркалень : iridescences , павині пір'я , крила метелика , жука надкрила , або покриття, що просвітлює об'єктива. Важливість для зору [ ред]

Дивлячись на свого довкілля , переважна більшість видимих ​​об'єктів видно насамперед дифузного віддзеркалення від їх поверхні. Це відноситься , з деякими винятками , такими як скло , що відображають рідин , поліровані або гладких металів , глянцевих об'єктів , та об'єктів , які самі випромінюють світло : сонце , лампи та комп'ютерні екрани ( що , втім , випромінюють розсіяне світло). На відкритому повітрі це те ж саме , з, мабуть , за винятком прозорого струменем води або з веселкових кольорах жука. Крім того , релєєвськоє розсіювання відповідає за блакитний колір неба , і Мі розсіювання для білого кольору з крапель води хмар. Світло , розсіяний з поверхонь об'єктів на сьогоднішній день є первинною світла , який люди візуально спостерігати. [ 7 ] [ 8 ] Interreflection [ ред]

Дифузний interreflection є процес , при якому світло , відбите від об'єкту вражає інші об'єкти в околицях , висвітлюючи їх. Дифузний interreflection спеціально описує світло, відбите від об'єктів , які не є блискучими або дзеркальне . У реальному вираженні житті це означає , що світло відбивається від НЕ - блискучі поверхні , такі як землю , стіни , або тканини , для досягнення зон , безпосередньо не з точки зору джерела світла. Якщо дифузного кольору поверхні , відбите світло також кольору , в результаті чого аналогічної забарвлення навколишніх предметів. У 3D комп'ютерної графіки , дифузний interreflection є важливим компонентом глобальної освітленості. Є ряд способів моделювання дифузного interreflection при візуалізації сцени. Radiosity і карта фотонів два широко використовуваних методів .


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.