Reflektion

Reflektans ( engelsk reflektion ) av aluminium (blå, Al), guld (röd, Au) och silver (grå, Ag) som en funktion av våglängden (våglängden) för den vinkelräta infallande elektromagnetiska strålningen.

Den reflektionsgrad (även reflektivitet , reflektivitet eller reflektans ) ρ (även R ) är förhållandet mellan reflekterade och infallande intensitet som en energimängd , t.ex. B. med elektromagnetiska vågor ( ljusflöde ) eller med ljudvågor ( ljudtryck , ljudfältstorlek ). Det är en fråga om en störd utbredning av vågen.

${\ displaystyle \ varrho = {\ frac {P _ {\ mathrm {r}}} {P_ {0}}}}$

• ${\ displaystyle P _ {\ mathrm {r}}}$: reflekterad prestanda
• ${\ displaystyle P _ {\ mathrm {0}}}$: incidentmakt

I allmänhet betyder detta också den spridda reflektionen av en variabel, till exempel diffus reflektion av ljus på grova (”icke-reflekterande”) ytor. I astronomi och geografi används termen albedo för det diffust reflekterade ljusflödet.

Förhållanden med andra fysiska kvantiteter

Inverkan av det komplexa brytningsindexet för ett material ( ) på reflektionsbeteendet hos en ljusstråle när den träffar luft / materialgränssnittet${\ displaystyle n_ {1} + \ mathrm {i} k_ {1}}$

När en våg reflekteras finns det alltid en förlust av energi från den reflekterade vågen jämfört med den infallande vågen i form av absorption och transmission. Följande gäller i allmänhet för respektive energimängder:

1. ${\ displaystyle \ varrho + \ alpha = 1}$
2. ${\ displaystyle \ alpha = \ tau + \ delta \,}$
3. ${\ displaystyle \ varrho + \ tau + \ delta = 1}$

i vilken

• graden av absorption är ett mått på den absorberade,${\ displaystyle \ alpha}$
• den transmittansen är ett mått på den överförda,${\ displaystyle \ tau}$
• graden av försvinnande är ett mått på den "förlorade" intensiteten.${\ displaystyle \ delta}$

För elektromagnetiska vågor, i fallet med riktad reflektion, kan graden av reflektion och överföringsgraden beräknas med hjälp av Fresnel-ekvationerna med brytningsindexen för de involverade materialen.

Till skillnad från graden av reflektion avser reflektionsfaktorn (även: reflektionskoefficient) amplituden hos en variabel. Reflektansen motsvarar reflektionsfaktorens kvadrat : ${\ displaystyle \ varrho}$${\ displaystyle r}$${\ displaystyle \ varrho}$${\ displaystyle r}$

${\ displaystyle \ varrho = r ^ {2}}$

För komplexa mängder, som de som uppstår när ljus reflekteras av absorberande media, motsvarar reflektionsgraden produkten av reflektionsfaktorn med dess konjugerade komplexvärde : ${\ displaystyle \ varrho}$ ${\ displaystyle r}$${\ displaystyle r ^ {*}}$

${\ displaystyle \ varrho = r \ cdot r ^ {*}}$

Reflektionsförmåga vid avlägsen jordavkänning

Dubbelriktad spektral reflektion från 6 ytor

Diagrammet till höger visar reflektionsgraderna från 6 ytor. Spektra mättes med en hyperspektral fjärranalyssensor.

Figuren ovan visar tre vegetationsspektra. Dessa har alla liknande kurser, men skiljer sig åt i deras albedo . I det synliga området av spektrumet (0,38 till 0,78 µm) kan den så kallade gröna toppen ses som produceras av den starka ljusabsorptionen av klorofyll i det blå och röda spektralområdet och den svagare absorptionen i det gröna området (runt 0,55 µm) blir. Den gröna toppen gör att vegetationen verkar grön för det mänskliga ögat. Den kraftiga reflektionsökningen med 0,7 µm kallas den röda kanten . Den höga reflektionen i det nära-infraröda spektralområdet (upp till 1,3 µm) orsakas av multipel spridning på bladstrukturen, utan absorberande ämnen i detta spektralområde. Svaga vattenabsorptionsband kan ses runt 0,95 och 1,2 µm. Det mellersta infraröda spektralområdet (1,3 till 2,5 um) domineras av starka vattenabsorptionsband runt 1,45, 1,95 och 2,6 um.

Bilden nedan visar jordens reflektion med halm, spannmål precis före skörd och molnigt vatten.

Andra

Materialet med den lägsta reflektionsgraden för synligt ljus hittills (0,045%) består av en slags matta med vertikalt anordnade nanorör av kol och utvecklades vid Rensselaer Polytekniska institut . Mattans tjocklek är mellan 10 och 800 mikrometer .

Se även

• Reflektivitet (radar)

Individuella bevis

1. ↑ Zu-Po Yang, Lijie Ci, James A. Bur, Shawn-Yu Lin, Pulickel M. Ajayan: Experimentell observation av ett extremt mörkt material gjord av en Nanotube Array med låg densitet . I: Nano Letters . tejp 8 , nr. 2 , 2008, s. 446-451 , doi : 10.1021 / nl072369t .