Riflessione (fisica)
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Assorbimento, riflessione e trasmissione sono i fenomeni che avvengono quando la luce interagisce con la materia. Quando l'energia radiante incide su un corpo, una parte viene assorbita, una parte viene riflessa e una parte viene trasmessa. Per la legge di conservazione dell'energia, la somma delle quantità di energia rispettivamente assorbita, riflessa e trasmessa è uguale alla quantità di energia incidente.
Per indicare il tipo di riflessione di cui si tratta si usano gli aggettivi:
- spettrale per indicare la radiazione monocromatica, cioè considerata lunghezza d'onda per lunghezza d'onda;
- radiante (contrapposto a luminosa) per indicare che la radiazione è data in temini di energia totale, cioè è espressa mediante grandezze radiometriche;
- luminosa (contrapposto a radiante) per indicare che la radiazione è pesata secondo la funzione di efficienza luminosa dell'occhio, cioè è espressa in grandezze fotometriche.
La riflessione può avvenire specularmente (riflessione speculare o regolare) cioè in una unica (o quasi) direzione, oppure diffusamente (riflessione diffusa) cioè in varie direzioni.
La riflettanza (reflectance) è il rapporto tra flusso riflesso e flusso incidente valutato per ogni lunghezza d'onda. Essendo definita come rapporto di grandezze omogenee, la riflettanza è una grandezza adimensionale e viene espressa in percentuale (0-100%) o come fattore (0.0-1.0). Inoltre riguarda il flusso e quindi la totalità della radiazione riflessa nella emisfera.
La riflettanza non è solo funzione della lunghezza d'onda ma anche dell'illuminazione, della geometria di irradiamento e della geometria di visione (cioè della geometria con cui si illumina il corpo e della geometria con cui si misura la quantità riflessa), per cui è necessario definire una grandezza più generale della riflettanza spettrale.
Si fa allora riferimento al diffusore riflettente ideale. Si tratta di un corpo (ideale, cioè teorico) che non assorbe e non trasmette, ma riflette diffusamente la radiazione ricevuta con radianza o luminanza uguale per ogni angolo di riflessione e indipendentemente dalla direzione della radiazione incidente. Come prima applicazione del concetto di diffusore riflettente ideale si definisce il fattore di radianza (radiance factor) o il fattore di luminanza (luminance factor) come il rapporto tra la radianza di un'area e quella del diffusore ideale riflettente irradiato nello stesso modo.
Con riferimento a questo corpo ideale, il fattore di riflessione (reflectance factor o reflection factor) di un corpo è il rapporto tra il flusso riflesso dal corpo in un dato cono il cui vertice è sul corpo considerato e il flusso riflesso dal diffusore riflettente ideale .
Il fattore di riflessione è dunque una grandezza generica che corrisponde:
- alla riflettanza spettrale se il cono è una emisfera;
- al fattore di radianza spettrale se il cono è stretto.
Un tipico spettrofotometro è in grado di misurare il fattore di riflessione spettrale ad intervalli di 10 nm nell'intervallo da 380 a 730 nm.
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[modifica] Riflessione di onde elettromagnetiche
La riflessione di onde elettromagnetiche è regolata da due leggi fondamentali, ricavabili dal principio di Fermat e dal principio di Huygens-Fresnel:
- Il raggio incidente ed il raggio riflesso giacciono sullo stesso piano
- L'angolo di incidenza e l'angolo riflesso sono equivalenti
[modifica] Riflessione e sfasamento
Un'onda elettromagnetica riflessa può subire uno sfasamento. Questo dipende dagli indici di rifrazione del mezzo nel quale viaggia la luce (n1) e del mezzo oltre la superficie riflettente (n2):
- se n1 > n2 non c'è sfasamento;
- se n1 < n2 la radiazione riflessa è sfasata di π, cioè di mezza lunghezza d'onda.
[modifica] Voci correlate
[modifica] Bibliografia
- C. Oleari (a cura di): Misurare il colore Hoepli 1998
- Claudio Oleari; Andrea Peri. Schede di OTTICA . , 2006 .
- G. Wyszecki, W.S. Stiles: Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae Wiley 1982 (II ed.)
- G.A. Agoston: Color Theory and Its Application in Art and Design Springer 1987 (II ed.)
- D.B. Judd, G. Wyszecki: Color in Business, Science, and Industry Wiley 1975 (III ed.)
- CIE: International Lighting Vocabulary 1970 (III ed.)
- R. Berns: Principles of Color Technology" Wiley 2000 (III ed.)
