Какой материал лучше всего отражает свет
При обсуждении вопроса о том, какой материал лучше всего отражает свет, часто мысленно представляем себе солнечный день, когда мы выбираем между надеванием белой или черной футболки. Но за этим простым выбором стоит несколько физических явлений, которые стоит учитывать.
- Зеркальные поверхности как отражатели света
- Белые поверхности и их отражающая способность
- Блестящие и гладкие поверхности
- Рассеивание света на шершавых поверхностях
- Полезные советы
- Выводы
Зеркальные поверхности как отражатели света
Одним из наиболее эффективных отражателей света являются зеркальные поверхности. Они обладают способностью отражать свет в полной мере, позволяя нам видеть отражение предметов и себя самого. Например, выйдя на солнечную поляну, мы можем наблюдать разнообразие красок полевых цветов благодаря отражению света от поверхности зеркала.
Белые поверхности и их отражающая способность
Однако, если рассматривать не только зеркальные поверхности, но и обычные материалы, то лучше всего свет отражается от белых покрытий. Такие поверхности, как правило, содержат диоксид титана (TiO2) и обладают высоким значением отражательной способности (TSR). Благодаря этому белые материалы отражают большую часть солнечной энергии и остаются более прохладными на ощупь.
Блестящие и гладкие поверхности
Однако отражательная способность материалов не ограничивается только зеркалами и белыми поверхностями. Например, блестящие поверхности, такие как лужи, витрины магазинов и другие гладкие поверхности, также способны полностью отражать свет. Благодаря этому мы можем видеть свое отражение в зеркалах и лужах.
Рассеивание света на шершавых поверхностях
Стоит отметить, что отражение света не ограничивается только полностью отражающими поверхностями. Наоборот, когда свет попадает на шершавую и неровную поверхность, он отражается и рассеивается в разных направлениях. Это объясняет, почему белый цвет, который отражает свет лучше, чем черный, воспринимается нами как более видимый.
Полезные советы
- Если вы хотите максимально использовать отражение света, выбирайте поверхности с зеркальным отражением или белые материалы с высокой отражательной способностью.
- Избегайте черных покрытий или материалов с низкой отражательной способностью, так как они будут поглощать большую часть света.
- Учтите, что свет может быть рассеян на шершавых поверхностях, поэтому, если вам требуется максимальная видимость, выбирайте гладкие материалы.
Выводы
Зная, какой материал лучше всего отражает свет, мы можем принимать более информированные решения при выборе одежды или отделочных материалов. Зеркальные поверхности и белые материалы с высокой отражательной способностью являются наиболее эффективными отражателями света. Однако, гладкие поверхности и материалы с яркими цветами также могут обладать высокой отражательной способностью. Важно учитывать эти факторы, чтобы создать комфортные и эстетически привлекательные условия освещения.
- Можно ли покрывать лаком поврежденный ноготь
- Как сушить обувь в сушильной машине
- Можно ли сидеть рядом с ультрафиолетовой лампой
- Можно ли мочить изделия из эпоксидную смолу
- Какая ткань не пропускает ультрафиолет
- Какие драгоценные камни светятся в ультрафиолете
- Что будет с ОСБ после дождя
- Сколько лежать под лампой чтобы упал билирубин
Один из самых эффективных материалов, отражающих свет, — это зеркальная поверхность. Зеркало отражает свет в полной мере, благодаря своей гладкой и полированной поверхности. Все падающие лучи света отображаются с такой же интенсивностью и направлением, что создает эффект отражения. Еще один материал, имеющий высокую отражательность, — это алюминиевая фольга. Она используется в качестве отражателя света, например, в фотостудиях или на съемках. Белые поверхности также хорошо отражают свет. Они имеют способность отражать все длины световых волн, поэтому выглядят яркими и светлыми. Темные поверхности, наоборот, поглощают свет, и поэтому они выглядят темными и не отражают его. Поэтому, если нужно максимально отразить свет, лучше использовать материалы с зеркальной поверхностью, алюминиевую фольгу или белые поверхности.
Белее белого: стены, отражающие до 98% солнечного света
Холодными зимними днями, когда муконазальный секрет превращается в сосульки, многие из нас мечтают, чтоб лето наступило быстрее. Но, когда лето неминуемо наступает, и жара раскаляет асфальт, машины и людей, наши желания меняются в противоположную сторону. Спасаться от жары можно разными методами: тень, чай, купание в водоеме, переезд на Северный полюс и т.д. Но самый распространенный и самый технологичный метод это кондиционеры. Проблема в том, что эти устройства потребляют немало энергии и сопутствуют выделению углекислого газа в атмосферу. Ученые из Калифорнийского университета (США) решили разработать новый метод охлаждения помещений, в котором нет нужды в кондиционерах, а всю работу выполняет определенная краска, нанесенная на внешние стены помещения. Какие физические законы эксплуатирует данная разработка, как именно она сопутствует охлаждению, и насколько эффективна охлаждающая краска? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.
Основа исследования
Одним из самых широко известных физических явлений является способность разных материалов по-разному взаимодействовать с электромагнитными излучениями. Все мы знаем, что в солнечный день лучше надеть белую футболку, нежели черную, ибо белые поверхности лучше отражают солнечный свет, чем черные. За этим известным фактом стоит сразу несколько физических явлений (поглощение, отражательная способность и т.д.).
Эти процессы происходят и со зданиями. Большинство современных белых красок способны отражать до 85% солнечного излучения. Однако этот показатель можно улучшить, по словам ученых, реализовав достаточно простые модификации химического состава краски.
В рассматриваемом нами сегодня исследовании ученые предложили так называемый метод пассивного дневного радиационного (излучательного) охлаждения (PDRC от passive daytime radiative cooling), который включает в себя отражение солнечного света (длина волны l = 0.3–2.5 мкм) и излучение длинноволнового инфракрасного (LWIR; l = 8–13 мкм) тепла через соответствующие окна атмосферной передачи в космическое пространство (1А).
Изображение №1
Когда поверхность под открытым небом имеет достаточно высокий коэффициент отражения солнечного света (Rsolar) и коэффициент излучения LWIR (ϵLWIR), солнечное нагревание перевешивается радиационными потерями тепла в космическое пространство, поэтому поверхность самопроизвольно охлаждается даже при сильном солнечном освещении. Если данные принципы реализовать в виде краски, которой будут покрыты наружные стены и крыши зданий, то эффективность охлаждения будет намного лучше, чем от классических кондиционеров (не говоря уже о снижении негативного воздействия на экологию).
Использование отражения света в качестве основы для охлаждения изучается уже достаточно давно. Еще в 1960-ых годах ученые рассматривали охлаждающие свойства полимеров, диэлектриков и полимерных композитов. Позднее интерес к такого рода исследованиям снизился, однако в последние годы, когда вопросы энергоэффективности и экологической безопасности стали одними из важнейших, исследования начались заново. В новых разработках большое внимание уделялось фотонным и полимерным охладителям.
Например, фотонные многослойные пленки, которые могут обеспечивать высокий Rsolar и селективный LWIR, достигают температур ниже температуры окружающей среды, что делает их полезными для систем HVAC с водяным охлаждением, холодильников и термоэлектрических устройств. Однако, несмотря на хорошие показатели, данная методика не может стать массовой, ввиду своей сложности и дороговизны. Следовательно, применение определенных покрасочных материалов для охлаждения помещений является самым перспективным направлением в этой области. Тем не менее для полноценной реализации «краски-охладителя» необходимо учитывать несколько важных факторов и переменных.
Результаты исследования
С физической точки зрения требования к ограждающим конструкциям PDRC четко определены (1B): высокий Rsolar для минимизации солнечного нагрева и высокий LWIR для максимизации радиационных потерь тепла в космос.
Авторы сего труда отмечают, что в литературе по радиационному охлаждению подчеркивается необходимость селективного излучения LWIR для максимизации охлаждения, однако это необходимо только для достижения оптимальных характеристик при температурах, существенно ниже температуры окружающей среды. В реальности же экстерьер зданий имеет температуру, близкую или превышающую температуру окружающей среды, из-за их контакта с воздухом и тепловыделения внутри помещений. Следовательно, широкополосный тепловой эмиттанс* є (в диапазоне l 2.5–40 мкм), составляющий длины волн LWIR, может быть столь же эффективным при охлаждении, что и селективный эмиттанс LWIR (1A и 2B).
Изображение №2
Тепловой эмиттанс* (тепловая испускательная способность) — отношение излучаемого тепла конкретного объекта или поверхности к излучению стандартного черного тела.
Не стоит забывать и о том, что данная система охлаждения должна соответствовать определенным практическим нормам. Технология PDRC охлаждения должна быть:
- применима на поверхностях с различными формами, размерами и текстурами;
- устойчива к химическим веществам окружающей среды, солнечному излучению и погоде;
- экономична и доступна в различных социально-экономических условия.
Морфологически краски представляют собой композиты, содержащие оптические рассеиватели, обычно диэлектрические пигменты, встроенные в полимер. Типичная белая краска содержит пигменты TiO2, диспергированные в акриле или силиконе в массовом соотношении 1: 1, с дополнительными компонентами, такими как SiO2 и CaCO3. Эти изначально излучающие материалы придают краскам почти единичный, широкополосный є 0.95.
Однако Rsolar красок ниже, чем у конструкций PDRC на основе серебра (0.92–0.97), так как промышленность предпочла использовать именно рутиловый TiO2 в качестве белого пигмента. Высокий показатель преломления наночастиц TiO2 (n > 2.5) относительно показателя полимерных связующих (n = 1.5) позволяет им рассеивать солнечный свет более эффективно, чем такое же количество других белых пигментов, что делает TiO2 экономически эффективным.
Тем не менее, благодаря ширине запрещенной зоны 3.0 эВ (l = 0.413 мкм), TiO2 по своей природе поглощает ультрафиолетовый (0.3–0.4 мкм) и фиолетовый* (0.4–0.41 мкм) свет, которые несут 7% солнечной энергии (2А).
Фиолетовый свет* находится на верхнем конце видимого спектра, с длиной волны ~ 380-450 нм. Свет с более короткой длиной волны, чем фиолетовый, но длиннее, чем рентгеновские и гамма-лучи, называется ультрафиолетовым.
Это ограничивает Rsolar до < 0.95 (2B). Ранее проведенные исследования позволили оптимизировать размер частиц TiO2 для улучшения рассеяния и приближения к этому пределу. Однако поглощение солнечного света в ближней инфракрасной области (NIR, l 0.7–2.5 мкм) полимерными связующими (2А) и неоднородность отражения на других длинах волн означают, что даже при оптимизации Rsolar имеет реалистичный предел в 0.92 и составляет < 0.86 для лучших на рынке красок на основе TiO2 (2В).
Эти показатели описывают мировой стандарт «охлаждающего покрытия» для экстерьера зданий, и позволяют крышам и стенам с таким покрытием быть значительно холоднее, чем без покрытия. Но они не могут обеспечить охлаждение в условиях окружающей среды при сильном солнечном освещении (1С).
Повышение Rsolar, однако, может превратить краски в радиационные охладители, которые непрерывно отдают тепло в атмосферу независимо от времени суток, и, следовательно, снижают охлаждающую нагрузку на здания (1C).
Повысить Rsolar белых красок вполне реально за счет материальных изменений. Поскольку краски являются оптически неоднородными рассеивающими средами, удаление любых источников поглощения усиливает Rsolar. Есть два способа достичь этого:
- заменить TiO2 на УФ-неабсорбирующие пигменты;
- использовать полимерные связующие с низким показателем преломления с низкой УФ- и ИК-абсорбцией.
Более новым, недавно исследованным вариантом является использование микроскопических воздушных пустот в качестве «пигментов» для рассеивания солнечного света. В этом случае эмиттанс є возникает исключительно от самого пористого полимера.
Второй способ может быть достигнут за счет использования фторполимеров, таких как P(VdF-HFP) или коммерчески доступных водных P(VdF) вариантов. По сравнению с акриловым или силиконовым, фторполимеры имеют меньше связей C-H или O-H, которые поглощают солнечный свет при l = 1.2, 1.4, 1.7 и 2.3 мкм, и больше связей C-F, которые слабо поглощают свет при 2.1 мкм. Кроме того, фторполимеры поглощают меньше ультрафиолета, чем акрил, еще больше усиливая Rsolar.
Поглощающая способность может быть дополнительно снижена путем уменьшения количества полимера в краске. Наконец, поскольку фторполимеры имеют более низкие показатели преломления (1.38–1.43), чем акрилы (1.495), они усиливают рассеяние на пигментах и, следовательно, показатель Rsolar.
На 2А и 2В показаны результаты, касающиеся коэффициентов отражения белых красок на основе TiO2, стандарта отражения на основе сверхбелого ПТФЭ (Spectralon SRM-99) и посеребренных излучателей.
В отсутствие собственного поглощения УФ-излучения рассеяние на пигментах приводит к высокой отражательной способности УФ-синего. Снижение содержания полимера приводит к аналогичным результатам для длин волн NIR (в ближней инфракрасной области).
Для BaSO4 и P(VdF-HFP) лакокрасочных покрытий Rsolar достигает 0.98, а для покрытий на основе Al2O3 и PTFE — более 0.94 (2C).
Как показали вышеописанные расчеты, слегка измененные краски действительно обладают большим потенциалом в области радиационного охлаждения экстерьера зданий, однако существует ряд проблем и сложностей.
Изображение №3
Ученые выделяют пять основных проблем, которые могут возникнуть в ходе полноценной разработки PDRC, а также предлагают методы их решения.
Проблема I: максимизация Rsolar и WLWIR с минимальным использованием материала. Затраты остаются главной проблемой для любой технологии радиационного охлаждения, включая краски, где более высокие материальные затраты могут стать препятствием.
Решение проблемы достижения высоких значений LWIR кроется в использовании собственных эмиссионных пигментов с определенными размерами в микромасштабе или нанесения красок на излучающие субстраты. А вот высокий Rsolar может быть достигнут путем включения воздушных пустот в краски для увеличения оптического рассеяния. Другой возможностью являются двухслойные системы, в которых реализуется более мелкое проникновение солнечных лучей при более коротких длинах волн. Тонкий слой УФ-отражающей краски (2А) может быть нанесен на пленку TiO2 краски, обеспечивая высокую эффективность рассеяния пигментов TiO2 при отражении ультрафиолетового света.
Проблема II: долговечность и устойчивость к загрязнению. Многие белые краски со временем испытывают падение отражательной способности солнечных лучей. Такие материалы, как фторполимерные связующие, могут увеличить срок службы отражательной способности и, следовательно, снизить среднегодовые затраты. Загрязнение также представляет собой проблему для всех технологий PDRC, так как снижает солнечную отражательную способность. Следовательно, системы, устойчивые к загрязнению, такие как гидрофобные, стойкие к биологическому обрастанию покрытия, которые могут выдерживать физическую очистку, могут поддерживать эффективность охлаждения и увеличивать срок службы.
Проблема III: блики. Хотя отражение от белых красок рассеянное и менее интенсивное, чем от серебристых, оно может негативно влиять на зрение и нагревать темные объекты, расположенные в области отражения света от белой краски. Решить эту проблему можно посредством ретрорефлекторных* сфер, однако предстоит изучить их влияние на показатели Rsolar и ϵLWIR.
Ретрорефлектор* — устройство для отражения лучей света обратно в сторону источника с минимальным рассеиванием.
Проблема IV: эстетика. Белые краски это хорошо, но вряд ли будет эстетично, если все здания в городе будут одного цвета. Чтобы сохранить необходимый уровень Rsolar и ϵLWIR, при этом разнообразив палитру цветов, можно использовать флуоресцентные пигменты, которые преобразуют поглощенный свет в видимом диапазоне в излучение в ближней инфракрасной области.
Проблема V: экология. Полноценная PDRC система может снизить негативное воздействие на окружающую среду, однако использованные в системе краски должны быть экологически чистыми, что не всегда истинно. Следовательно, необходимо заменить те опасные составляющие на экологически безопасные (например, варианты на базе фторполимера на водной основе), что может дополнительно повысить долговечность краски.
Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.
Эпилог
Человеческая натура такова, что мы всегда рады сэкономить. Однако экономия порой приводит к определенным печальным последствиям, о которых мы часто и не задумываемся в нужный момент. С одной стороны — использование кондиционеров это просто, быстро, эффективно и не так уж и дорого. С другой стороны — это влияет на экологию, что в долгосрочной перспективе выльется в дополнительные расходы на «разгребание» последствий.
Предложенная в данном труде технология охлаждения учитывает как наше желание сэкономить, так и экологические ограничения. Реализация незначительных изменений состава лакокрасочных материалов позволяет увеличить их отражательную способность с 0.85 до 0.98. Поскольку солнечный свет не будет поглощаться поверхностью экстерьера зданий, они не будут так нагреваться, следовательно, использование кондиционеров (и других классических методов охлаждения) можно будет сократить. Во-первых, это выгодно, а во-вторых, это не так влияет на окружающую среду.
Конечно, остается ряд проблем, которые нуждаются в решении, о чем честно признаются сами авторы сего труда. Экономическая, экологическая и даже эстетическая составляющие будут рассматриваться более детально в последующих исследованиях. В данном же ученые высказали теорию и описали концепцию, которая, к слову, выглядит крайне привлекательно и перспективно, несмотря на ранний этап разработки.
Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и хорошей всем рабочей недели, ребята. 🙂
Немного рекламы
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Equinix Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
- краска
- солнечный свет
- тепло
- экология
- энергосбережение
- энергопотребление
- энергоэффективность
- кондиционер
- охлаждение
- Блог компании ua-hosting.company
- Научно-популярное
- Физика
- Химия
- Экология
Отражение света, виды, свойства и применение
«Отражение света – это физическое явление, которое происходит при взаимодействии света с поверхностью объекта. Когда луч света падает на поверхность, часть света отражается, а часть поглощается или проходит сквозь объект. «
Содержание:
1. История открытия
2. Виды отражения
4. Угол отражения
5. Экспериментальные методы
История открытия
Открытие отражения света связано с именем Галилео Галилея. В 1632 году он провел эксперимент, который доказал, что свет может отражаться от поверхности предметов.
Эксперимент состоял в том, что ученый направил луч света на плоскую поверхность и увидел, что часть света отразилась обратно к нему. Это было первым доказательством того, что свет представляет собой волны, а не частицы.
Также открытие отражения света было сделано Исааком Ньютоном в XVII веке. Он заметил, что когда свет падает на зеркало, он отражается обратно в сторону источника света. Это открытие стало одним из важнейших в физике и позволило понять, как работает свет и как его можно использовать в науке и технике.
Позже, в 1801 году, Томас Юнг провел еще один эксперимент, который подтвердил, что свет действительно может отражаться от поверхностей. Он направил два луча света на две пластинки, расположенные друг за другом, и увидел, что лучи отражаются от обеих пластинок.
Это открытие имело огромное значение для науки и технологии, так как оно позволило создавать новые оптические инструменты и приборы, такие как телескопы, микроскопы и фотоаппараты.
Виды отражения света
Существуют следующие виды отражения света:
- Зеркальное отражение: это физическое явление, заключающееся в отражении света от поверхности, обладающей зеркальными свойствами. Эта поверхность может быть абсолютно гладкой и блестящей, как в случае с зеркалами, или же иметь различные неровности и шероховатости. Когда свет попадает на зеркальную поверхность, он отражается от нее под прямым углом, сохраняя при этом свою первоначальную энергию и направление. Таким образом, зеркальная поверхность не только отражает свет, но и позволяет увидеть себя в отражении.
- Диффузное отражение: напрмер, от шероховатых поверхностей или материалов с низкой степенью отражения. Такое отражение создает ощущение мягкости и теплоты, что делает его популярным в дизайне интерьера.
- Рассеянное отражение: этот вид от множества мелких частиц на поверхности материала, создавая рассеянный свет. Используется для создания атмосферы в помещениях, таких как библиотеки, музеи и галереи.
- Поглощение света: это процесс, при котором часть света поглощается материалом, а другая часть отражается. Поглощающий материал может быть темным или иметь низкую степень отражения, что создает эффект темноты и тени.
- Отражение от прозрачных материалов: для отражения света через прозрачные материалы, такие как стекло или пластик. Прозрачные материалы могут пропускать свет и создавать различные эффекты, такие как преломление или отражение.
- Отражение от поверхностей с неровностями: отражение от таких поверхностей может создавать интересные эффекты и использоваться в дизайне для создания текстуры и глубины.
Все виды отражения света могут использоваться в различных областях, от дизайна интерьера до создания световых эффектов на сцене. Каждый вид имеет свои преимущества и может использоваться в зависимости от задачи и желаемого эффекта.
Свойства отражения света
Отражение света — это свойство света, которое заключается в том, что свет, падающий на поверхность, отражается от нее. Это явление происходит благодаря тому, что световые волны распространяются во всех направлениях, и когда они сталкиваются с поверхностью, часть из них отражается, а часть проходит сквозь поверхность и продолжает распространяться.
Свойства отражения света:
- Отражение происходит от всех поверхностей, на которые падает свет.
- Отражающая способность зависит от цвета поверхности и угла падения света.
- Отраженный свет всегда идет в обратном направлении относительно падающего света.
- Угол падения равен углу отражения.
- Интенсивность отраженного света зависит от яркости падающего света и отражающей способности поверхности.
- Если поверхность имеет неровности или шероховатости, то отражение может быть неравномерным.
Все эти свойства отражают различные аспекты отражения света и могут быть использованы в различных областях науки и техники, таких как оптика, физика, технологии, искусство и т.д.
Угол отражения света
Угол отражения света (угол падения) — это угол, образованный между падающим на поверхность светом и отраженным светом. Он зависит от угла между поверхностью и падающим светом, а также от свойств материала поверхности.
При падении света на поверхность он может отразиться под разными углами, в зависимости от коэффициента отражения материала поверхности. Если коэффициент отражения высокий (например, зеркало), то свет отразится почти под тем же самым углом, под каким он упал. Если же коэффициент отражения низкий (например, стекло), то свет будет отклоняться от своего первоначального направления.
Для расчета угла отражения необходимо знать угол падения, коэффициент отражения материала поверхности и длину пути света через поверхность. Используя эти данные, можно использовать закон отражения света для определения угла отражения.
Угол падения связан с углом отражения формулой:
где φ — угол падения, α — угол отражения.
Экспериментальные методы исследования отражения света
1. Метод зеркального отражения: используется для измерения коэффициента отражения зеркала. Зеркало помещается на поверхность, и свет отражается от него. Коэффициент отражения определяется как отношение количества отраженного света к общему количеству света, падающего на зеркало.
2. Метод зеркальной интерферометрии: используется для определения показателя преломления материала зеркала. Свет проходит через два зеркала, которые находятся на расстоянии друг от друга. Измеряется разность фаз между отраженными лучами, что позволяет определить показатель преломления.
3. Метод зеркальных линз: применяется для определения оптических свойств зеркал. Зеркало помещается в оптическую систему, и измеряется изменение положения изображения при изменении угла наклона зеркала. Это позволяет определить оптические свойства зеркала, такие как фокусное расстояние и кривизна поверхности.
4. Метод зеркально-оптических измерений: используется для анализа оптических свойств зеркал в широком диапазоне длин волн. Зеркало помещается внутри оптической системы, и измеряется отражение света при различных длинах волн. Это позволяет получить информацию о спектральных свойствах зеркала и его способности отражать различные цвета.
5. Метод зеркального анализатора: применяется для измерения угла падения и угла отражения света от зеркала. Зеркало поворачивается вокруг своей оси, и измеряется угол падения и угол отражения света. Это позволяет определить форму зеркала и его оптические характеристики.
Применение отражения света
- Освещение — отражение света используется для создания освещения в помещении. Светильники, зеркала и другие отражающие поверхности используются для отражения света и создания нужного освещения.
- Реклама — отражение света может быть использовано для создания ярких и привлекательных рекламных щитов и вывесок. Например, светоотражающие пленки могут использоваться для создания яркого и заметного рекламного изображения.
- Оптика — отражение света играет важную роль в оптике. Например, зеркала используются для отражения света и формирования изображений, а линзы используются для фокусировки света.
- Безопасность — отражение света также может быть использовано в безопасности. Например, светоотражатели могут быть использованы на одежде для увеличения видимости в темноте.
- Декоративное освещение — отражение света можно использовать для создания декоративной подсветки. Например, светильники с зеркальным покрытием могут создавать красивые световые эффекты на стенах и потолке.
Световые отражатели для прожекторов, светильников
Материалы, отражающие свет, применяются при производстве отражателей и для изменения направления потока света ламп путем его многократного отражения. По способу распределяемого отраженного потока света отражение может быть
- зеркальным (направленным),
- рассеянным (диффузным),
- направленно-рассеянным
- и смешанным.
Наиболее важными характеристиками материалов, отражающих свет, следует считать
- коэффициент отражения,
- кривая распределения отраженного потока света в пространстве (индикатриса),
- а в цветных светоотражающих материалах немаловажен такой показатель, как распределение коэффициента отражения в спектре.
Цветные материалы при изготовлении осветительных приборов не применяются, поэтому больше касаться их не станем.
Материалы с направленным и направленно-рассеянным типом отражения представляют собой металлы, обработанные различными методами, или же покрытия из металла на неметаллическом покрытии (в результате, те же металлы). Рассеянное отражение формируют матовая бумага, ткани, большинство красок и эмалей. Смешанным отражением обладают специфические силикатные эмали и блестящие белые материалы (глушеные силикатные материалы, глушеные синтетические материалы, блестящая бумага и др.).
Направленное отражение дает возможность более точно и направленно распределять поток света ламп, создавая тем самым необходимую КСС (кривая силы света). Максимальным коэффициентом отражения из всех очищенных металлов обладает серебро (коэффициент 0,92). Но из-за его высокой стоимости этот металл используется лишь для нанесения тонким слоем на обычные стеклянные отражатели некоторых прожекторов и увеличительных приборов.
Практически уникальным в своем роде материалом с направленным отражением считается алюминий. При качественной полировке его поверхности коэффициент его отражения может превышать 0,8, но алюминий в чистом виде очень быстро тускнеет, окисляясь на воздухе. Из этого вытекает обязательность защиты металла от непосредственного контакта с воздухом. Вариантов выполнения такой защиты металла от быстрого окисления предостаточно.
Самыми известными и чаще всего используемыми методами можно считать альзакирование и электрохимическое полирование (анодирование). Процесс альзакирования заключается в покрытии металлической поверхности тонкой пленкой двуокиси или окиси кремния. Эта тонкая пленка понижает коэффициент отражения, однако полностью блокирует доступ воздуха к алюминию, в то же время укрепляет поверхность металла, делая ее еще твёрже. Процесс анодирования заключается в обработке поверхности металла растворами ортофосфорной кислоты, ангидрида хрома и других элементов под воздействием в то же время электрического тока. В итоге металлическая поверхность становится отполированной и очень блестящей. Под воздействием электричества на алюминиевой поверхности формируется тонкий слой алюминиевой окиси, которая защищает металл от окисления и тусклости.