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5-2.關於反射的類型

反射有兩種主要類型。

鏡面反射(法線反射)

鏡面反射(規則反射)是指保持“反射定律”的反射,其中從光源入射的光的入射角和反射角相等。
在有光澤的金屬的情況下,它幾乎反射入射光。這是因為當光入射到金屬表面時,自由電子加速,自由電子的運動變強,產生電流,產生磁場。這種振盪磁場會產生新的電磁波。這種新產生的電磁波的頻率等於入射電磁波。可以說,它實際上看起來像是在反射,而不是在反射。
自由電子的運動對金屬的反射影響很大,電阻率低的金屬往往具有較高的光反射率。

關於反射的類型

由上表可知,電阻率低的銀、銅、金、鋁在1μm的近紅外線反射率高,電阻率越大,反射率越低。
在近紅外線反射率1μm高的金屬中,銀與空氣中的硫化氫發生化學反應而變色,銅在受熱時與空氣中的氧發生化學反應(氧化)變色。將其用作加熱器的集光鏡是有問題的。金和鋁適合消除,耐變色和抗氧化。

關於反射的類型

在最大輸出下使用時的最大波長約為 1μm。這時候鋁和金比較有10%的差別,金的反射率更高。例如,與 0.5 μm 的可見光和紫外區域中的波長相比,鋁具有更高的反射率。材料會根據反射的光波長而變化。從加熱的角度來看,金是一種高效的集光鏡,因為可見光和紅外線的波長有助於加熱。

漫反射

對於非金屬反射,與鏡面反射不同,物體發出的光以任意角度均勻地向各個方向發射。
白紙之所以在可見光區域看起來是白色的,是由於這種漫反射,它反射了所有的光(電磁波)。換句話說,白色物體吸收光而沒有偏差。吸收一定量光的物體,吸收紅色的物體,反射藍光和綠光,產生綠藍青色。
另外,薄紙等白紙是由細纖維和纖維編織而成的材料。與有光澤的金屬的鏡面反射不同,白紙雖然具有高反射率,但並不具有光澤,因為網的不均勻性將光線反射和折射到各個方向。金屬和非金屬的反射率不能簡單地用數值來比較,需要注意光的反射方向。

介質多層膜反射器

電介質多層鏡是反射特定波長的反射器。反射率高於金屬。在拋光石英玻璃等基板上交替調整低折射率和高折射率的薄膜,使光路長度(折射率n x 膜厚d)與設計波長的1/4相同,疊層。結果,表面反射和各層的反射同相,反射可以集中在設計波長附近。

關於反射的類型

當設計波長為 1μm 時,如果將材料調整為光程長度(折射率 n x 膜厚 d)的 1/4,則可以製成對近紅外線的反射率接近 100% 的反射器1微米,我能做到。

(例)高折射材料:二氧化鈦 (TiO2) n = 2.4 d = 0.10416 n × d = 0.25
(例)低折射材料:二氧化矽(SiO2) n = 1.47 d = 0.17123 n × d = 0.25

 

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