Коэффициент отражения (оптика)

Шаблон:Физическая величина Коэффицие́нт отраже́ния — безразмерная физическая величина, характеризующая способность тела отражать падающее на него излучение. В качестве буквенного обозначения используется греческая $\rho$ или латинская $R$.

Определения

Количественно коэффициент отражения равен отношению потока излучения, отраженного телом, к потоку, упавшему на тело:

$\rho =\frac{\mathrm{\Phi }}{{\mathrm{\Phi }}_0}.$

Сумма коэффициента отражения и коэффициентов поглощения, пропускания и рассеяния равна единице. Это утверждение следует из закона сохранения энергии.

В тех случаях, когда спектр падающего излучения настолько узок, что его можно считать монохроматическим, говорят о монохроматическом коэффициенте отражения. Если спектр падающего на тело излучения широк, то соответствующий коэффициент отражения иногда называют интегральным.

В общем случае значение коэффициента отражения тела зависит как от свойств самого тела, так и от угла падения, спектрального состава и поляризации излучения. Вследствие зависимости коэффициента отражения поверхности тела от длины волны падающего на него света визуально тело воспринимается как окрашенное в тот или иной цвет.

Коэффициент зеркального отражения ${\rho }_r(R_r)$

Характеризует способность тел зеркально отражать падающее на них излучение. Количественно определяется отношением зеркально отраженного потока излучения ${\mathrm{\Phi }}_r$ к падающему потоку:

${\rho }_r=\frac{{\mathrm{\Phi }}_r}{{\mathrm{\Phi }}_0}.$

Зеркальное (направленное) отражение происходит в тех случаях, когда излучение падает на поверхность, размеры неровностей которой пренебрежимо малы по сравнению с длиной волны излучения.

Различают отражение от электропроводных поверхностей, например, металлических зеркал и отражение от диэлектрических поверхностей, например, стеклянных. При отражении от раздела двух диэлектрических сред с показателями преломления $n_1$ и $n_2$ в случае нормального падения коэффициент отражения ${\rho }_r$ выражается:

${\rho }_r={\left(\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}\right)}^2,$

причём его значение при нормальном падении не зависит от направления распространения излучения — из среды с бо́льшим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления или наоборот.

При косом падении излучения на плоскую поверхность раздела двух диэлектрических сред коэффициент отражения зависит от угла падения, в частности, при полном внутреннем отражении становится равным 1. Соотношения мощностей отраженного и проходящего потоков даются формулами Френеля.

Коэффициент диффузного отражения ${\rho }_d(R_d)$

Характеризует способность тел диффузно отражать падающее на них излучение — отражение от матовых поверхностей. Количественно определяется отношением диффузно отраженного потока излучения ${\mathrm{\Phi }}_d$ к падающему потоку:

${\rho }_d=\frac{{\mathrm{\Phi }}_d}{{\mathrm{\Phi }}_0}.$

Если одновременно происходят и зеркальное, и диффузное отражения, то коэффициент отражения $\rho$ является суммой коэффициентов зеркального ${\rho }_r$ и диффузного ${\rho }_d$ отражений:

$\rho ={\rho }_r+{\rho }_d.$

См. также

• Коэффициент поглощения
• Коэффициент рассеяния
• Коэффициент пропускания
• Коэффициент ослабления