Коэффициент отражения (оптика)

Коэффицие́нт отраже́ния — безразмерная физическая величина, характеризующая способность тела отражать падающее на него излучение. В качестве буквенного обозначения используется греческая ${\displaystyle \rho }$ или латинская ${\displaystyle R}$^[1].

Коэффициент отражения (оптика)
${\displaystyle \rho ,R}$
Размерность	безразмерная
Примечания
скалярная величина

Определения

Количественно коэффициент отражения равен отношению потока излучения, отраженного телом, к потоку, упавшему на тело^[1]:

${\displaystyle \rho ={\frac {\Phi }{\Phi _{0}}}.}$

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 ρ r   ( R r ) {\displaystyle \rho _{r}~(R_{r})}

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

${\displaystyle \rho _{r}={\frac {\Phi _{r}}{\Phi _{0}}}.}$

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 ${\displaystyle n_{1}}$ и ${\displaystyle n_{2}}$ в случае нормального падения коэффициент отражения ${\displaystyle \rho _{r}}$ выражается:

${\displaystyle \rho _{r}=\left({\frac {n_{1}-n_{2}}{n_{1}+n_{2}}}\right)^{2},}$

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 ρ d   ( R d ) {\displaystyle \rho _{d}~(R_{d})}

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

${\displaystyle \rho _{d}={\frac {\Phi _{d}}{\Phi _{0}}}.}$

Если одновременно происходят и зеркальное, и диффузное отражения, то коэффициент отражения ${\displaystyle \rho }$ является суммой коэффициентов зеркального ${\displaystyle \rho _{r}}$ и диффузного ${\displaystyle \rho _{d}}$ отражений:

${\displaystyle \rho =\rho _{r}+\rho _{d}.}$

См. также

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