거울 반사

specular reflection의 Coplanar 조건입니다.

\theta _{i}=\theta _{r}

서 =

\theta _{i}=\theta _{r}

\theta _{i}=\theta _{r}

{\ r \

displaystyle

\

theta

_ { i } = \

theta

_ {

\theta _{i}=\theta _{r}

r

\theta _{i}=\theta _{r}

。

고요한 물에 대한 반사는 반사경의 한 예이다.

거울 반사 또는 규칙적인 반사는 표면에서 ^[1]빛과 같은 파동이 거울처럼 반사되는 것입니다.

반사의 법칙은 반사광선이 입사광선과 같은 각도로 반사면에서 입사광선과 수직인 표면으로 나오지만 입사광선과 반사광선에 의해 형성된 평면에서는 수직인 표면과 반대쪽에 나타난다는 것이다.이 행동은 알렉산드리아의 영웅 (AD 10-70년)^[2]에 의해 처음 기술되었다.

반사반사는 빛이 표면에서 다양한 방향으로 산란되는 확산반사와 대조될 수 있다.

반사의 법칙

젖은 금속 구체로부터의 경면 반사

대리석 볼의 확산 반사

빛이 물질의 경계에 도달하면, 전자파에 대한 물질의 광학 및 전자 반응 기능의 영향을 받습니다.반사 및 굴절로 이루어진 광학 과정은 경계의 양쪽에 있는 굴절률의 차이로 표현되는 반면,^[3] 반사율 및 흡수는 재료의 전자 구조에 의한 응답의 실제 및 가상의 부분이다.이러한 각 프로세스가 전송에 관여하는 정도는 빛의 주파수 또는 파장, 편광 및 입사각의 함수입니다.일반적으로 반사는 입사각의 증가와 경계에서의 흡수율의 증가에 따라 증가한다.플레넬 방정식은 광학적 경계에서의 물리학을 기술합니다.

반사는 반사경 또는 거울과 같은 반사 및 확산 반사로 발생할 수 있다.스펙트럼 반사는 주어진 방향에서 도달하는 모든 빛을 동일한 각도로 반사하는 반면 확산 반사는 광범위한 방향으로 빛을 반사한다.광택 페인트와 무광택 페인트로 코팅된 표면으로 그 차이를 설명할 수 있습니다.무광 페인트는 기본적으로 완전한 확산 반사를 나타내지만 광택 페인트는 더 큰 스펙트럼 거동을 나타냅니다.석고와 같은 비흡수성 분말로 만들어진 표면은 거의 완벽한 확산제가 될 수 있는 반면, 광택이 나는 금속 물체는 특히 빛을 매우 효율적으로 반사할 수 있습니다.거울의 반사 재료는 보통 알루미늄이나 은이다.

빛은 전자기장의 파장으로 우주에서 전파된다.광선은 파전면에 수직인 방향(파상)에 의해 특징지어진다.광선이 표면과 마주쳤을 때, 표면 법선에 대해 파형의 법선이 만드는 각도를 입사각이라고 하며, 쌍방향으로 정의되는 평면을 입사평면이라고 합니다.입사선의 반사는 입사면에서도 일어난다.

반사의 법칙은 광선의 반사각은 입사각과 동일하며 입사방향, 표면정규방향, 반사방향은 동일평면임을 나타낸다.

빛이 표면에 수직으로 입사하면 빛이 소스 방향으로 반사됩니다.

반사 현상은 평면파의 평면파 회절에서 발생한다.경계 크기가 파장보다 훨씬 클 경우 경계의 전자장은 경계의 방향에 대해서만 정확히 같은 위상으로 진동합니다.

벡터 공식

반사의 법칙은 선형대수를 사용하여 동등하게 표현될 수도 있다.반사선의 방향은 입사 벡터와 표면 법선 벡터에 의해 결정된다.입사 $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ d $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ ^ $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ \ $displaystyle$ \ $mathbf {d} _{\mathrm {i}$ }} _ 표면에서 $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ 광원 및 표면 법선 $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} },$ d $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} },$ ^ $,$ {\ $displaystyle$ \ $mathbf$ { $d}$ {n $} {\mathrm$ {n} } {d} { $d$ } } {d} 에는 $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} },$ 특별히 반영된 $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {s} }$ d $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {s} }$ $\$ } _ ${\mathrm {s}}}($ 모든 단위 벡터):^[4]^[5]

\displaystyle \mathbf {d} _{\mathrm {s} = 2\left(\mathbf {d} _{\mathrm {n} ) \cdot \mathbf {d} _{\mathrm {i} } \right} \mathbf {d} }

$\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ 서 d $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ ^ $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ ^ $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ \ $style \mathbf {d} _{\mathrm {n} \cdot \mathbf {d} _{\mathrm {i}}}$ 는 $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }\cdot \mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {i} }$ 닷 곱으로 얻은 스칼라입니다.저자에 따라 사고 및 반영 방향이 다를 수 있다.이러한 유클리드 벡터가 열 형태로 표현된다고 가정하면, 방정식은 행렬-벡터 곱셈으로 동등하게 표현될 수 있다.

\displaystyle \mathbf {d} _{\mathrm {s} =\mathbf {R} \;\mathbf {d} _{\mathrm {i}} }

$\mathbf {R}$ 서 R $(\displaystyle$ \ $mathbf$ {R $})$ 은 $\mathbf {R}$ 다음과 같이 정의된 이른바 세대 변환 매트릭스입니다.

{\displaystyle \mathbf {R} = \mathbf {I} - 2 \mathbf {d} _ {\mathrm {n} _ {\mathrm {n} } {\mathrm {T} } ;

d $^$ $\mathbf {I}$ \ $displaystyle$ \ $mathbf$ ${$ I $}$ $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }$ twice twice 、 d ^ n \ $displaystyle$ \ $mathbf$ { $dhat }$ _ { \ $mathrm$ { n } $\mathbf {\hat {d}} _{\mathrm {n} }$ }의 두 배입니다.

반사율

반사율은 입사파에 대한 반사파의 힘의 비율입니다.이것은 복사 파장의 함수이며, 프레넬 방정식으로 ^[6]표현되는 물질의 굴절률과 관련이 있다.재료에 의한 흡수가 유의한 전자 스펙트럼 영역에서는 복소 굴절률의 가상 성분을 통한 전자 흡수 스펙트럼과 관련된다.따라서 직접 측정이 어렵거나 불가능한 불투명한 물질의 전자 흡수 스펙트럼은 Kramers-Kronig 변환에 의해 반사 스펙트럼에서 간접적으로 결정될 수 있다.반사광의 편광은 재료의 흡수 전이 쌍극자 모멘트에 대한 입사탐사광 배열의 대칭에 따라 달라진다.

주사 가변 파장 광원을 이용하여 정상 또는 가변 입사 반사 분광 광도계(반사계)를 사용하여 경면 반사를 측정한다.광택계를 사용한 저품질 측정은 광택 단위로 표면의 광택을 정량화합니다.

결과들

내부 반사

빛이 물질 내에서 전파되어 굴절률이 낮은 물질과의 계면에 닿으면 빛의 일부가 반사됩니다.입사각이 임계각보다 크면 전체 내부 반사가 발생합니다. 즉, 모든 빛이 반사됩니다.임계 각도는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

\displaystyle \theta _{\text{crit}}=\arcsin \!\leftsin\frac {n_{2}}{n_{1}}\right!}

편광

빛이 두 물질 사이의 계면에 닿으면 반사된 빛은 일반적으로 부분적으로 편광됩니다.단, Brewster의 각도로 빛이 계면에 닿으면 반사된 빛은 계면에 평행하게 완전히 선형 편광됩니다.브루스터의 각도는 다음과 같다.

\theta _{\mathrm {B}}=\arctan \!\leftfrac {n_{2}}{n_{1}}\right!

반사된 이미지

평면 미러의 이미지에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

거울 뒤는 물체의 앞과 같은 거리입니다.
이것은 물체와 같은 크기입니다.
그것은 올바른 상승법이다.
거꾸로다.
이것은 가상입니다. 즉, 이미지가 거울 뒤에 있는 것처럼 보여 화면에 투영될 수 없습니다.

평면 미러에 의한 영상 반전은 상황에 따라 다르게 인식됩니다.대부분의 경우 거울의 이미지가 왼쪽에서 오른쪽으로 반전된 것처럼 보입니다.만약 평평한 거울이 천장에 설치되어 있다면, 그 아래에 서서 그것을 올려다 보면 위아래로 반전되는 것처럼 보일 수 있다.마찬가지로, 좌회전하는 차량은 앞차 운전자에게 리어 뷰 미러에서 여전히 좌회전하는 것처럼 보입니다.방향의 반전 또는 방향의 결여는 방향의 정의 방법에 따라 달라집니다.좀 더 구체적으로 말하면, 거울은 좌표계의 핸들링도를 변화시키고, 좌표계의 한 축은 반전된 것처럼 보이며, 화상의 키랄리티는 변화할 수 있다.예를 들어, 오른쪽 신발의 이미지는 왼쪽 신발처럼 보일 것이다.

예

비가 온 후 파리의 트로카데로의 에스플라네이드.물의 층은 에펠탑과 다른 물체들의 이미지를 반영하면서 반사 반사 현상을 보인다.

경면 반사의 전형적인 예로는 거울이 있는데, 거울은 경면 반사를 위해 특별히 설계되어 있습니다.

가시광선 외에 전파의 전리층 반사 및 비행 물체에 의한 전파 또는 마이크로파 레이더 신호의 반사에서도 스펙트럼 반사를 관찰할 수 있다.X선 반사율의 측정 기술은 최신 실험실 소스 또는 싱크로트론 X선을 사용하여 박막 및 서브 나노미터 분해능 인터페이스를 연구하기 위해 반사율을 활용합니다.

비전자파도 소리를 반사하는 음향 거울과 중성 원자를 반사하는 원자 거울에서와 같이 반사될 수 있다.고체거울로부터의 원자의 효율적인 반사를 위해 유의한 양자반사를 제공하기 위해 초저온원자 및/또는 방목입사를 사용한다.또한 리지드미러는 원자의 반사율을 높이기 위해 사용된다.중성자 반사율은 X선 반사율과 유사한 방식으로 물질 표면과 박막 계면을 연구하기 위해 스펙트럼 반사를 사용한다.

「」를 참조해 주세요.

메모들

^ Tan, R.T. (2013), Specularity, Specular Reflectance. In: Ikeuchi K. (eds) Computer Vision, Springer, Boston, MA, doi:10.1007/978-0-387-31439-6, ISBN 978-0-387-31439-6
^ Sir Thomas Little Heath (1981). A history of Greek mathematics. Volume II: From Aristarchus to Diophantus. ISBN 978-0-486-24074-9.
^ Fox, Mark (2010). Optical properties of solids (2nd ed.). Oxford: Oxford University Press. p. 1. ISBN 978-0-19-957336-3.
^ Farin, Gerald; Hansford, Dianne (2005). Practical linear algebra: a geometry toolbox. A K Peters. pp. 191–192. ISBN 978-1-56881-234-2. Archived from the original on 2010-03-07. 실용 선형 대수: Google Books의 기하학 도구 상자
^ Comninos, Peter (2006). Mathematical and computer programming techniques for computer graphics. Springer. p. 361. ISBN 978-1-85233-902-9. Archived from the original on 2018-01-14.
^ 헥트 1987, 100페이지

레퍼런스

Hecht, Eugene (1987). Optics (2nd ed.). Addison Wesley. ISBN 0-201-11609-X.

[1] Tan, R.T. (2013), Specularity, Specular Reflectance. In: Ikeuchi K. (eds) Computer Vision, Springer, Boston, MA, doi:10.1007/978-0-387-31439-6, ISBN 978-0-387-31439-6

[2] Sir Thomas Little Heath (1981). A history of Greek mathematics. Volume II: From Aristarchus to Diophantus. ISBN 978-0-486-24074-9.

[3] Fox, Mark (2010). Optical properties of solids (2nd ed.). Oxford: Oxford University Press. p. 1. ISBN 978-0-19-957336-3.

[4] Farin, Gerald; Hansford, Dianne (2005). Practical linear algebra: a geometry toolbox. A K Peters. pp. 191–192. ISBN 978-1-56881-234-2. Archived from the original on 2010-03-07. 실용 선형 대수: Google Books의 기하학 도구 상자

[5] Comninos, Peter (2006). Mathematical and computer programming techniques for computer graphics. Springer. p. 361. ISBN 978-1-85233-902-9. Archived from the original on 2018-01-14.

[FOOTNOTEHecht1987100-6] 헥트 1987, 100페이지

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