Spekulêre en diffuse refleksie: 13 belangrike konsepte

 

Wat is spiegelrefleksie van lig? | Wat is gereelde refleksie?

Spekulêre refleksie definisie:

Spekulêre refleksie verwys na die verskynsel van refleksie van parallelle ligstrale wat op 'n oppervlak val, teen gelyke hoeke. Spekulêre refleksie word uitgevoer deur gladde oppervlaktes soos spieëls. Die Spekulêre refleksie volg al die 3-wette van refleksie maw die refleksiehoek is gelyk aan die invalshoek, die normaal, invallende en gereflekteerde straal lê almal op dieselfde vlak. Die invallende straal en die gereflekteerde straal is aan ander kante van die normaal.

Wat is diffuse refleksie? | Wat word bedoel met diffuse refleksie?

Diffuse refleksie definisie | nie-spekulêre weerkaatsing:

Diffuse refleksie verwys na die verskynsel van refleksie van parallelle ligstrale wat op 'n oppervlak val, teen verskillende hoeke. Diffuse refleksie word uitgevoer deur growwe oppervlaktes soos paaie, mure, ens. 

Let wel: Vir 'n diffuse refleksie om ideaal te wees, moet dit die Lambertiaanse wette van refleksie volg en demonstreer. Hiervolgens is die luminansie dieselfde vir alle rigtings teenwoordig in die halfruimte wat aan die reflekterende oppervlak grens. Diffuse refleksies word soms nie-spekulêre refleksies genoem.

Beteken diffuse refleksie die mislukking van die wette van refleksie? | Volg diffuse refleksie die wet van refleksie?

Diffuse refleksie soos spiegelrefleksie volg al die wette van refleksie. Die weerkaatsingshoek word gelykgestel aan die invalshoek waar beide die hoeke gemeet word vanaf die normale, en normale, invallende straal, en gereflekteerde straal by die invalspunt in dieselfde vlak is. Die invallende straal en die gereflekteerde straal is aan teenoorgestelde kante van die normaal teenwoordig.

Voorbeelde van diffuse refleksie

Diffuse refleksie. Beeldbron: Jeff DahlDiffuse besinningCC BY-SA 3.0

Wat is die komponente van refleksie?

Wat is die wette van refleksie?

Wette van refleksie | wet van spiegelende refleksie

Die wette van refleksie word gegee as:

  • Die refleksiehoek is gelyk aan die invalshoek waar beide die hoeke uit die normale vlakke bereken word.
  • Die normale, invallende en gereflekteerde strale by die punt van inval bly almal in dieselfde identiese vlak.
  • Die invallende straal en die gereflekteerde straal bestaan ​​aan ander/oorkante kante van die normaal.

Beeld krediet: Nilock, Publieke domein, via Wikimedia Commons

Hier,

Normaal:

'n lyn teen 90° na die oppervlak van 'n gereflekteerde medium.

Insidente straal:

'n Ligstraal wat na die weerkaatste medium gaan.

Gereflekteerde straal:

'n Straal wat van die gereflekteerde medium afkom.

Invalshoek:

Die hoek tussen die invallende straal en die normaal.

Hoek van refleksie:

Die hoek tussen die gereflekteerde straal en die normaal.

Wat is die verskil tussen spiegelende en diffuse refleksie? | Hoe verskil spiegelrefleksie van diffuse refleksie?

Spekulêre refleksie vs diffuse refleksie

Spesifieke refleksieVerspreide refleksie
Weerkaatsing van invallende parallelle ligstrale vind teen gelyke hoeke plaas.Weerkaatsing van invallende parallelle ligstrale vind teen ongelyke hoeke plaas.
Vereis dat die reflekterende oppervlak baie glad moet wees.Vereis dat die reflekterende oppervlak grof is.
Volg al die wette van refleksie om 'n beeld te vorm.Volg die wette van refleksie om lig te verstrooi.
Voorbeeld: weerkaatsing deur 'n spieël / gepoleerde metaaloppervlak.Voorbeeld: weerkaatsing deur ongepoleerde/rowwe oppervlak soos paaie, mure, ens.
Reflektansie is nul vir alle hoeke behalwe die presiese gereflekteerde hoek.Daar is 'n nie-nul refleksiewaarde teenwoordig vir ongeveer elke hoek.
  
Spekulêre en diffuse refleksie
Spekulêre en diffuse refleksie. Beeldbron; GianniG46Lambert 2CC BY-SA 3.0

Wat is refleksie?

Reflektansie definisie

Die oppervlakreflektansie van 'n materiaal word gedefinieer as die doeltreffendheid van die materiaal om die invallende stralingsenergie te reflekteer. Met ander woorde, reflektansie verwys na die verhouding van die krag van die gereflekteerde ligstraal tot die invallende ligstraal vanaf die vlak van die materiaal.

Diffuse reflektansie meting

Die spiegelweerkaatsing wat geldig is vir gladde glas- of gepoleerde metaaloppervlaktes is ongeveer nul vir alle hoeke behalwe by die toepaslike gereflekteerde hoek. Hierdie hoek is die gereflekteerde hoek wat 'n waarde het wat gelykstaande is aan die invalshoek aan die teenoorgestelde kant van die normaal, en indien die invallende straal normaalweg op die oppervlak van die materiaal val, word dit teruggekaats na dieselfde rigting, dws beide die gereflekteerde hoek en die invalshoek is gelyk aan 0o.

Die diffuse reflektansie vir sekere materiale soos mat wit verf blyk eenvormig te wees, dws die ligvloei word ewe of byna ewe weerkaats by alle hoeke. Daar word gesê dat sulke materiale die Lambertiaanse wette van refleksie volg. In die praktiese wêreld toon materiale 'n mengsel van diffuse en spiegelende reflektiewe eienskappe.

Wat is diffuse reflektansiespektroskopie?

Diffuse reflektansie spektroskopie beginsel

Diffuse reflektansiespektroskopie verwys na 'n hoogs ontwikkelde metode of tegniek om die spektrale kenmerke van ondeursigtige soliede voorwerpe waar te neem en te ontleed. Die metode van diffuse reflektansie spektroskopie werk deur die verskynsel van interne refleksie van lig wat diffuus is in ag te neem saam met die eksterne oppervlak refleksie van lig wat spiegelend is.

Die tegniek van diffuse reflektansiespektroskopie word as uiters nuttig beskou vir die ontleding en waarneming van die interaksies tussen verskeie formuleringskomponente. Hierdie metode is suksesvol gebruik vir die karakterisering van talle vastestofreaksies. In een so 'n eksperiment het die Ondersoek hierdie metode gebruik met toepaslik ontwerpte strestoestande vir die ondersoek en dra van verskillende tipes gespesialiseerde-hulpstof-interaksies, afbraakpaaie, en die verandering van die biobeskikbaarheid gebaseer op die chemisorpsie van die monstermateriaal na 'n paar verskillende komponente tydens die formulering.

Diffuse reflektiewe foto-elektriese sensor

In 'n diffuse reflektiewe foto-elektriese sensor is die ligbron en die ligontvanger in dieselfde instrument teenwoordig. Diffuse reflektiewe foto-elektriese sensors is in staat om dinge waar te neem wanneer die ligstraal wat na die gegewe teiken uitgestraal word weerkaatsing op die teikenoppervlak ervaar en terug na die detektor gerig word.

Hierdie tipe diffuse sensors word wyd gebruik vir outomatiseringstoepassings omdat hulle handiger of meer kompak is (omdat die meeste van die waarnemingskomponente in die enkele deksel teenwoordig is) as die meeste ander sensors wat dieselfde funksie dien.

Diffuse reflektiewe foto-elektriese sensors word hoofsaaklik gebruik vir:

  • Bespeur 'n aantal voorwerpe vanaf 'n gemeenskaplike vervoerbandeenheid.
  • Bespeur deurskynende materiale.
  • Bespeur die vlak van stof wat in verskillende houers teenwoordig is.
  • om Bespeur die bestaan ​​van onderdeel, boks en webmateriaal.
  • Bespeur van sekere identifiserende kenmerke vir die bepaling van die oriëntasie van 'n voorwerp.
  • Die opsporing van fouttoestande vir objekondersoek werk.

Verspreide reflektiewe foto-elektriese sensors is gebruikersvriendelik omdat hulle moeitevry is in terme van installasieprosedure omdat al die komponente in 'n enkele eenheid ingesluit is en ook sakvriendelike waarnemingsoplossings is. Soos enige ander toestel, het diffuse reflektiewe foto-elektriese sensors egter ook sekere nadele.

Hierdie sensors lewer minder akkurate resultate wanneer dit gebruik word vir die waarneming van posisie as deur-straal-detectie. Daar word ook gevind dat hierdie sensors minder effektief is op deurskynende voorwerpe. Boonop word gesien dat sulke tipes sensors word maklik deur oppervlakkleur beïnvloed, die tekstuur van die materiaal, die invalshoek, fisiese teikenkenmerke en inhomogene omgewings.

Diffuse reflektansie spektroskopie instrument

Diffuse reflektansie-spektroskopie-instrumente verskaf metings deur die materiaal voor die invallende ligvenster in lyn te bring, en dan word 'n gekonsentreerde ligstraal van die voorwerp na die detektor gereflekteer met behulp van 'n bol wat intern met bariumsulfaat bedek is. Die waarde wat uit hierdie opstelling verkry word, is die reflektansie of relatiewe reflektansie van die betrokke materiaal met betrekking tot die standaard verwysingsreflektansie van 'n witbord wat geag word gelyk te wees aan 100%.

Die lig word dan teen 'n hoek van 0° na die gegewe materiaal gerig. Hiertydens verlaat die spiegelend gereflekteerde lig die integrerende sfeer en word dus nie deur die detektor waargeneem nie. As gevolg van hierdie rede is hierdie opstelling in staat om slegs die diffuse gereflekteerde lig te meet. Nuwe modelle van integrerende sfere word egter ontwerp wat in staat is om ligstrale teen verskillende invalshoeke te stuur. Hierdie modelle kan dus die kombinasie van beide spiegelende en diffuse gereflekteerde lig bereken.

Wat gebeur tydens spiegelende refleksie?

Spekulêre spleetlamp met weerkaatsing

Die verskynsel van spiegelrefleksie word toegepas vir die visualisering en ontleding van die funksionaliteit van die korneale en lensoppervlaktes van die menslike oog. Dit is vir ons duidelik dat wanneer die reflekterende oppervlak glad is, die weerkaatsing gereeld of spiegelend sal wees en wanneer die weerkaatsende oppervlak ongelyk of grof is, sal die weerkaatsing onreëlmatig of diffuus wees. Dit word gebruik om die normale buitekant van die korneale endoteel te ondersoek. Hierdie metode word uitgevoer deur die beligter teen ongeveer 30 grade aan die een kant en die mikroskoop op 30 grade aan die teenoorgestelde kant te plaas. Die hoek van die mikroskoop na die beligter moet gelyk en teenoorgesteld wees.

Om die endoteel te visualiseer, moet 'n mens begin met 'n laer vergroting wat wissel van ongeveer 10X tot 16X. 'n Betreklik smal ligstraal moet op so 'n manier op die kornea gerig word dat die weerkaatsing van lig van die korneale epiteel jou oë verblind. Daarna moet 'n mens die smal ligstraal effens na die kant toe beweeg, en langsaan kyk, na die refleksie wat van die endoteeloppervlak af kom.

Hierna moet 'n mens oorskakel na die hoogste moontlike vergroting. Die hoogte van die spleetbalk kan liggies verlaag word om die glans te verminder. Wanneer ons die spleet verbreed, verbeter ons die gesigsveld, maar verminder die kontras. Daar word gevind dat die korneale endoteel die beste waargeneem kan word terwyl slegs 'n enkele okulêre lens gebruik word. Daarom kan 'n mens die nie-kykende oog toemaak vir beter resultate.

Die metode wat hier beskryf word, verg baie toetse vir behoorlike evaluering. Dit is omdat die korneale endoteelselle 'n baie dowwe kontras het, en vereis 'n bietjie ervaring om behoorlik op te spoor. Die selle wat slegs deur die spleetlamptegniek getel word, word gewoonlik nie aanvaar nie. Die resultate wat deur kontakspekulêre mikroskopie gevind word, word beskou as baie meer presiese resultate.

Wat is FTIR?

Spekulêre weerkaatsing FTIR

In FTIR (Fourier transform infrarooi), Spekulêre reflektansiemonsterneming word beskou as 'n baie belangrike metode wat gebruik word om die dun films op reflektiewe substrate te meet, die grootmaatmonsters te ontleed en die mono-molekulêre lae op die materiaal van 'n substraat te meet. Hierdie metode is wyd gewild omdat dit waarneming en ontleding van monsters moontlik maak sonder die vereiste van enige monstervoorbereiding. Dit help ook om die monstermateriaal nie vir al die daaropvolgende metings beïnvloed te hou nie.

Die eerste deel van die steekproefmetode is om die gereflekteerde ligvloed vanaf die oppervlak van die materiaal teen 'n gegewe invalshoek te meet. Aan die einde van die oppervlak van die materiaal word die voorkoms van sekere elektromagnetiese en fisiese verskynsels waargeneem en is afhanklik van die invalshoek van die verligtende straal, brekingsindeks van die materiaal, en dikte van die materiaal en ander monsters en dan algemene eksperimentele toestande.

Wat is die formule van spiegelrefleksie?

Spekulêre refleksie formule

Die wet van refleksie kan gedemonstreer word deur die eienskappe van lineêre algebra te gebruik. Die rigting van 'n gereflekteerde vektor kan bereken word deur die rigting van die invallende vektor en die oppervlaknormaalvektor.

In 'n gegewe voorvalrigting di van die bron van lig na die oppervlak van die materiaal en laat die oppervlak normale rigting dn, die spiegelend gereflekteerde rigting ds word gegee deur die vergelyking:

waar dn. di is 'n skalêre hoeveelheid wat gegenereer word deur die puntproduk van die twee vektore.

In hierdie vergelyking kan sekere skrywers die insident en refleksie-aanwysings met verskillende tekenskonvensies beskryf.

As ons die voorstelling van hierdie Euklidiese vektore in kolomvorm aanneem, dan kan die gegewe vergelyking eweneens oorgedra word as 'n matriks-vektorvermenigvuldiging:

Waar R verwys na die Huishouer-transformasiematriks en word gedefinieer as:

R word tien terme van 'n identiteitsmatriks gegee I en twee keer van die buitenste produk van dn.

Spekulêre weerkaatsingskoëffisiënt

Kom ons kyk na 'n ligstraal wat van 'n verre puntbron van lig kom in die rigting gegee as ~s. Hierdie ligstraal word teruggekaats in 'n reeks rigtings rondom die perfekte spieëlrigtings ~m = 2(~n · ~s) ~n -~s.

Een so 'n algemene voorstelling hiervan word gegee deur die volgende uitdrukking:

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

Hier, die term rs word na verwys as die spiegelrefleksiekoëffisiënt (wat dikwels 'n waarde gelyk aan 1 − rd aanneem), 'Ek ' verwys na die krag van die invallende drywing vanaf die gegewe puntbron, en α≥0 word geneem as 'n konstante, bekend as die breedte van die spieëlhoogtepunt.

Met die toename in die waarde van α, is daar 'n afname in die effektiewe breedte van die spiegelrefleksie. Hierdie rangskikking word 'n spieël wanneer die limiet as α toeneem.

Waarvoor word spiegelrefleksie gebruik?

Toepassings van Spekulêre en Diffuse Refleksie

'n Aantal toepassings van diffuse refleksie en spiegelrefleksie kan in ons daaglikse lewens gevind word. Hier gaan ons twee groot toepassings bespreek wat ons byna elke dag ervaar:

  1. Diffuse refleksie: Wanneer ons 'n motor bestuur, maak enige vorm van glans dit moeilik vir die bestuurder om op die pad te konsentreer. In die reënseisoene, wanneer 'n groot deel van die pad nat is en die lig weerkaats wat van die hoofligte van ander motors kom, word dit moeilik om te bestuur. Hierdie glans sal die gevolg wees van die spiegelende weerkaatsing van die ligstraal. Die growwe oppervlak van die paaie help egter om 'n diffuse weerkaatsing te handhaaf wat die glans op die bestuurder se oë verminder. Wanneer water die gate van die pad vul, word dit gladder wat lei tot spiegelende weerkaatsing.
  2. Spekulêre refleksie: Kom ons kyk nou na 'n toepassing van refleksie in fotografie. Almal van ons het pragtige natuurtonele gesien en toegejuig wat bestaan ​​uit 'n kalm waterliggaam op die voorgrond wat die voorwerpe wat in die agtergrond, sywaarts of bo-oor weerspieël is, weerspieël. Wanneer die water kalm is, is die oppervlak glad en dit dien soos 'n spieël wat die beginsel van spiegelrefleksie toepas om beelde te vorm. Nou, vir die kamera, kan die kameralens die gereflekteerde ligstrale van die waterliggaam direk ontvang (wat spiegelrefleksie ondergaan). As die lig 'n ander growwe oppervlak (wat diffuse refleksie ondergaan) tref voordat dit die kamera bereik, dan sal die kameralens nie die beeld van waterliggaamweerkaatsing kan vasvang nie. Daarom, slegs wanneer spiegelrefleksie 'n wye ligstraal saam na die lens van die kamera stuur en dit in staat is om 'n presiese replika-beeld te vorm.

Numeries op Spekulêre en Diffuse refleksie

Beskou drie parallelle ligstrale. Hierdie ligstrale word dan gemaak om in te val op 'n growwe hobbelrige oppervlak teen marginaal verskillende hoeke, soos in die figuur hieronder getoon. Die invalshoeke vir die strale word as 15 gegeeo vir straal A (blou in figuur), 31o vir straal B (groen), en 47o vir straal C (rooi). 

(a) Wat sal die weerkaatsingshoeke vir elk van die drie strale wees? 

(b) Is dit moontlik dat die drie strale parallel bly nadat hulle weerkaatsing ondergaan het? 

(c) Teken die pad van die weerkaatste ligstrale.

Oplossings:

(A)Ons weet uit die wette van refleksie se stelling dat die refleksiehoek gelykstaande is aan die invalshoek vir elke straal, en daarom sal die invalshoek vir straal A 15 weeso, sal invalshoek vir straal B 31 weeso, en invalshoek vir straal C sal 47 weeso.
(B)Nee, aangesien die oppervlak as grof en hobbelrig genoem word, sal die drie strale na refleksie diffundeer en nie parallel aan mekaar wees nie.
(C)Die figuur hieronder geteken toon die pad van elke ligstraal nadat dit weerkaatsing van die gegewe oppervlak ondergaan het.

Wat weerkaats meer ligte sneespapier of glasvenster?

Weefselpapier as dit nie swart is nie, sal meer lig as glas weerkaats. Daarbenewens is glas deursigtig, laat lig deur.

Hoekom kan jy nie jou refleksie sien in alle voorwerpe wat lig weerkaats nie?

Die hoofrede waarom ons dalk nie weerkaatsing van al die voorwerp sien nie, is omdat die lig wat deur daardie voorwerpe weerkaats word, verstrooi kan wees.

Klik hier om meer te wete te kom oor dunfilminterferensie

Laat 'n boodskap

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie. Verpligte velde gemerk *

Scroll na bo