Współczynnik odbicia

Współczynnik odbicia, refleksyjność, albedo – stosunek natężenia fali elektromagnetycznej odbitej do natężenia fali padającej

$ℝ=\frac{I_o}{I_p},$

gdzie:

$I_p$ – natężenie fali padającej,

$I_o$ – natężenie fali odbitej.

Współczynnik odbicia jest bezwymiarowy.

W astronomii i geografii

Szablon:Osobny artykuł Współczynnik odbicia fal o długości 300–3000 nm lub całego zakresu widzialnego określany jest terminem „albedo”.

W optyce

Definicja matematyczna

Współczynnik odbicia mocy to stosunek strumienia promienistego odbitego do strumienia promienistego padającego:

$ℝ=\frac{{\mathrm{\Phi }}_{\mathrm{e}}^{\circ }}{{\mathrm{\Phi }}_{\mathrm{e}}^{\mathrm{p}}},$

gdzie:

${\mathrm{\Phi }}_e^{\circ }$ – strumień promienisty odbity przez daną powierzchnię (płaską, półkulistą),

${\mathrm{\Phi }}_e^p$ – strumień promienisty padający na tę powierzchnię.

Oprócz energetycznego współczynnika odbicia mocy można spotkać też amplitudowy współczynnik odbicia (oznaczany małą literą $r$), który jest ilorazem zespolonej amplitudy pola elektrycznego fali odbijanej do takiej amplitudy fali padającej. Na nich definiuje się prawa sinusa i tangensa Fresnela. Współczynnik odbicia mocy jest zazwyczaj kwadratem amplitudowego współczynnika odbicia: $ℝ=\Vert r{\Vert }^2.$

Zależność od kąta padania

Współczynnik odbicia jest funkcją kąta padania i może zależeć też od długości fali. Dla światła zależność ta wynika ze wzorów Fresnela na współczynnik odbicia Fresnela $R_F.$ Dla polaryzacji s prostopadłej do płaszczyzny padania zależność współczynnika odbicia od kąta padania wyraża wzór:

${ℝ}_s={\left(\frac{n\cos \beta -\cos \alpha }{n\cos \beta +\cos \alpha }\right)}^2,$

gdzie:

$\alpha$ – kąt padania światła,

$\beta$ – kąt załamania,

$n$ – względny współczynnik załamania drugiego ośrodka (od którego światło się odbija) względem ośrodka pierwszego (w którym światło rozchodzi się początkowo).

Dla polaryzacji $p$ równoległej do płaszczyzny padania współczynnik odbicia wynosi:

${ℝ}_p={\left(\frac{\cos \beta -n\cos \alpha }{\cos \beta +n\cos \alpha }\right)}^2.$

I ten wzór daje 0 dla kąta Brewstera (pod warunkiem n>1).

Padanie normalne światła

Dla światła padającego prostopadle do powierzchni, czyli dla światła o kącie padania równym 0, współczynnik odbicia zależy tylko od współczynnika załamania, a oba wzory redukują się do prostej postaci

$ℝ={\left(\frac{n-1}{n+1}\right)}^2.$

Oznaczając bezwzględny współczynnik załamania pierwszego ośrodka przez $n_p$ i bezwzględny współczynnik załamania ośrodka odbijającego przez $n_o,$ wzór ten można zapisać w postaci

$ℝ={\left(\frac{n_0-n_p}{n_0+n_p}\right)}^2.$

Zobacz też

• odbicie fali

Bibliografia

• Szablon:Cytuj książkę