Коефіцієнти відображення, пропускання та поглинання, оптична щільність
Колір різних предметів, освітлених одним і тим самим джерелом світла (наприклад, сонцем), буває дуже різноманітний, незважаючи на те, що всі ці предмети освітлені світлом одного складу. Основну роль таких ефектах грають явища відображення і пропускання світла. Як було з'ясовано, світловий потік, що падає на тіло, частково відбивається (розсіюється), частково пропускається і частково поглинається тілом. Частка світлового потоку, що у кожному з цих процесів, визначається з допомогою відповідних коефіцієнтів: відображення r, пропускання t і поглинання a (див. § 76).
Кожен із зазначених коефіцієнтів (a, r, t) може залежати від довжини хвилі (колір), завдяки чому і виникають різноманітні ефекти при освітленні тіл. Неважко бачити, що якесь тіло, у якого, наприклад, для червоного світла коефіцієнт пропускання великий, а коефіцієнт відображення малий, а для зеленого, навпаки, здаватиметься червоним у світлі, що проходить, і зеленим у відбитому. Такими властивостями володіє, наприклад, хлорофіл - зелена речовина, що міститься в листі рослин і зумовлює їх зелений колір. Розчин (витяжка) хлорофілу в спирті виявляється на просвіт червоним, але в відображенні — зеленим.
Тіла, у яких для всіх променів поглинання велике, а відображення та пропускання дуже малі, будуть чорними непрозорими тілами (наприклад, сажа). Для дуже білого непрозорого тіла (окис магнію) коефіцієнт r близький до одиниці всім довжин хвиль, а коефіцієнти a і t дуже малі. Цілком прозоре скло має малі коефіцієнти відображення r і поглинання a коефіцієнт пропускання t, близький до одиниці для всіх довжин хвиль; навпаки, у пофарбованого скла для деяких довжин хвиль коефіцієнти t і r рівніпрактично нулю і відповідно значення коефіцієнта близько до одиниці. Відмінність у значеннях коефіцієнтів a, t і r та їх залежність від кольору (довжини хвилі) зумовлюють надзвичайну різноманітність у кольорах та відтінках різних тіл.
Оптична щільність — міра ослаблення світла прозорими об'єктами (такими як кристали, скла, фотоплівка) або відображення світла непрозорими об'єктами (такими, як фотографія, метали і т.д.).
Обчислюється як десятковий логарифм відношення потоку випромінювання падаючого об'єкт, до потоку випромінювання що від нього (відбився від нього), т. е. це логарифм від величини, зворотної до коефіцієнта пропускання (відображення).
D = log Ф in / Ф out
До прикладу D=4 означає, що світло було ослаблене в 104=10 000 разів, тобто для людини це повністю чорний об'єкт, а D=0 означає, що світло пройшло (відбилося) повністю.
У термінах оптичної густини задаються вимоги до витримки негативів.
Прилад вимірювання оптичної щільності називається денситометром. У рентгенівських методах неруйнівного контролю оптична густина рентгенівського знімка є параметром оцінки придатності знімка до подальшого розшифрування. Допустимі значення оптичної щільності в рентгенівських методах неруйнівного контролю регламентуються відповідно до вимог ГОСТ.
Коефіцієнт відбиття - безрозмірна фізична величина, що характеризує здатність тіла відображати падаюче на нього випромінювання. Як буквене позначення використовується грецька або латинська [1] .
Кількісно коефіцієнт відбиття дорівнює відношенню потоку випромінювання, відбитого тілом, до потоку, що впав на тіло [1] :
Сума коефіцієнта відображення та коефіцієнтів поглинання, пропускання та розсіюваннядорівнює одиниці. Це твердження випливає із закону збереження енергії.
У тих випадках, коли спектр падаючого випромінювання настільки вузький, що його можна вважати монохроматичним, говорять промонохроматичнийкоефіцієнт відображення. Якщо спектр падаючого на тіло випромінювання широкий, відповідний коефіцієнт відображення іноді називаютьінтегральним.
У загальному випадку значення коефіцієнта відбиття тіла залежить як від властивостей самого тіла, так і від кута падіння, спектрального складу та поляризації випромінювання. Внаслідок залежності коефіцієнта відображення поверхні тіла від довжини хвилі падаючого на нього світла візуально тіло сприймається як забарвлене в той чи інший колір.
Коефіцієнт пропускання - безрозмірна фізична величина, що дорівнює відношенню потоку випромінювання, що пройшов через середу, до потоку випромінювання, що впав на її поверхню:
Загалом значення коефіцієнта пропускання [1] тіла залежить як від властивостей самого тіла, так і від кута падіння, спектрального складу і поляризації випромінювання.
Коефіцієнт пропускання пов'язаний з оптичною щільністю співвідношенням:
Сума коефіцієнта пропускання та коефіцієнтів відображення, поглинання та розсіювання дорівнює одиниці. Це твердження випливає із закону збереження енергії.
Коефіцієнт поглинання - частка поглинання об'єктом іншого об'єкта, що взаємодіє з ним. Об'єктом, що взаємодіє, може бути електромагнітне випромінювання, енергія звукових хвиль, іонізуюче або проникаюче випромінювання, речовина (наприклад, газоподібний водень).
- відношення потокувипромінювання,поглиненого даним тілом, до потоку випромінювання, [1] :
Наприклад, D=4 означає, що світло було ослаблене в 10 4 =10 000 разів, тобто для людини це повністю чорний об'єкт, а D=0означає, що світло пройшло (відбилося) повністю.
У термінах оптичної густини задаються вимоги до витримки негативів.
Прилад вимірювання оптичної щільності називається денситометром. У рентгенівських методах неруйнівного контролю оптична густина рентгенівського знімка є параметром оцінки придатності знімка до подальшого розшифрування. Допустимі значення оптичної щільності в рентгенівських методах неруйнівного контролю регламентуються відповідно до вимог ГОСТ.