Specular Reflection

Figure 1: Specular reflection at a flat surface, where output angle equals of incidence.

The classic type of light reflection is that specular reflection, from Latin words speculum (mirror) or alternatively regular reflection.This kind of reflection is encountered on smooth surfaces, e.g., the same side of reflection in the flat surface. この種の反射は、全内部反射を含む研磨された金属やガラスの滑らかな表面、あるいは液体の表面で見られる。この場合、表面法線に対して測定される反射光の角度は、入射光の角度と等しくなる(図1参照)。

反射の一般法則(出力角=入射角)は、反射面に沿った波ベクトルの成分が保存されるという事実に関連しています。

光の散乱を伴う他の種類の反射

反射面がほぼ平面であるが完全に平面ではない場合、出力光が角度のある範囲に広がることがあり、これは拡散散乱と呼ばれます。特にボリュームディフューザーや一部のマット塗料は、散乱光の角度分布をさらに広くする傾向があり、多くの場合、ランバート散乱体の標準的なケースにさえ近づきます。

鏡面反射は、反射光がより狭い範囲に集中するため、遠くから見ると拡散反射よりもはるかに明るく見えることがあります(これはレーザーの安全性の文脈では問題となることがあります)。

鏡面反射の条件

可視光の波長はかなり小さい(1μm以下)ので、純粋な鏡面反射には高度な表面平坦度が必要で、例えばマイクロ波よりもはるかに高い。したがって、例えば金属表面は、ほぼ完全な鏡面反射を得るために非常に慎重に研磨する必要があります。

回折格子での反射

回折格子では、鏡面反射の改良型が起こり得ます。ここでは、出力角は入射角から大幅にずれ、光波長にも依存しますが、やはり理想的には拡散反射が起こりません。

イメージングにおける鏡面反射

鏡面反射はイメージング、例えば反射型望遠鏡に使用することができます。拡散反射ではランダムな角度変化が生じるのに対し、鏡面反射では画像情報が保たれます。しかし、拡散反射はある種のイメージング装置のスクリーンとして有用で、そのようなスクリーンは画像平面上に配置する必要があります。 作者が受理したものは、この段落の上に作者の回答とともに表示されます。 作者は一定の基準に基づいて受理を決定します。

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