Reflexion (fysik)

Wikipedia

Reflexion, även Reflektion, är en abrupt ändring av riktningen för en vågfront på en yta mellan två olika media så att vågfronten går tillbaka i det medium den kom från. Vanliga exempel är reflektion av ljus-, ljud- och vattenvågor.

Reflexion av ljus kan vara en spegling (regelbunden reflexion) eller en diffus (oregelbunden) reflexion (som inte ger någon bild men som kastar tillbaks ljuset), beroende på ytans egeskaper. Beroende på om det reflekterande mediet är dielektriskt eller ledande kan det reflekterade ljuset vara i fas med den infallande vågfronten eller inverterat.

[redigera] Spegling

Spegling θ_i = θ_r.
Infallsvinkeln och reflexionsvinkeln är lika stora.

En spegel är det vanligaste exemplet på spegling och består av en glasyta med en metallbeläggning på baksidan. Det är i ytan mellan glaset och metallen reflexionen sker. För att få en god spegling skall måste ojämnheter i ytan vara betydligt mindre än våglängden på ljuset. Det är också möjligt att få reflexioner i ytor från genomskinliga media som vatten och glas.

I figuren kommer en infallande stråle PO in mot en spegel i punkten O, och vi får den reflekterade strålen OQ. Genom att dra en linje vinkelrätt mot spegelplanet genom punkten O, en så kallad normal, kan vi mäta infallsvinkeln, θ_i och reflexionsvinkeln, θ_r. Reflexionslagen säger att θ_i = θ_r, eller med andra ord, infallsvinkeln och reflexionsvinkeln är lika stora.

I själva verket kan en reflexion ske varje gång ljus kommer till en gränsyta mellan två medier med olika brytningsindex. Generellt så speglas en del av ljuset från ytan och återstoden bryts. Genom att lösa Maxwells ekvationer för en ljusstråle som träffar en yta kan man få fram Fresnels ekvationer som kan användas för att beräkna hur stor del som reflekteras respektive bryts. Totalreflexion av ljus sker när infallsvinkeln är större än den kritiska vinkeln i Snells lag.

[redigera] Diffus reflexion

Ljuset reflekteras i alla tänkbara vinklar på grund av små ojämnheter i ytan. Detta gäller alla matta ytor som inte är svarta.

[redigera] Reflektans

Reflektansen beskriver hur stor del av den infallande strålningen som reflektera tillbaka. En blank yta och en vit, har reflektansen nära 1. En s k svart kropp har definitionsmässigt reflektansen 0. Resterande strålning passerar ytskitet, och absorberas av materialet, eller fortsätter (transparens).

Reflektansen är förstås våglängdsberoende; det är det som gör att vi uppfattar att föremål har färg.

Så kallat energiglas utnyttjar detta våglängdsberoende för att släppa in solljuset och synligt ljus (låg reflektans), men att reflektera värmestrålning som försöker lämna huset.

Se även albedo.