Yansıtma

Alüminyum (Al), gümüş (Ag) ve altın (Au) metal aynalar için normal oranda spektral yansıma eğrileri.

Bir malzemenin yüzeyinin yansıması, radyant enerjiyi yansıtmadaki etkinliğidir. Bir arayüze yansıyan olay elektromanyetik gücünün kesridir. Yansıma spektrumu veya spektral yansıma eğrisi, dalga boyunun bir fonksiyonu olarak yansıma grafiğidir.

Matematiksel tanımlar

Yarım küre yansıma

R olarak belirtilen bir yüzeyin yarım küre yansıması;

$R={\frac {\Phi _{\mathrm {e} }^{\mathrm {r} }}{\Phi _{\mathrm {e} }^{\mathrm {i} }}},$

burda

• Φ_e^r bu yüzey tarafından yansıtılan radyan akıdır;
• Φ_eⁱ bu yüzey tarafından alınan radyant akıdır.

Spektral yarım küre yansıma

Sırasıyla Rν ve Rλ olarak belirtilen, bir yüzeyin dalga boyunda spektral yarım küre yansıması ve spektral yarım küre yansıması;

$R_{\nu }={\frac {\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }^{\mathrm {r} }}{\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }^{\mathrm {i} }}},$

$R_{\lambda }={\frac {\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }^{\mathrm {r} }}{\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }^{\mathrm {i} }}},$

burda

• Φ_e,ν^r bu yüzey tarafından yansıtılan frekanstaki spektral radyant akıdır;
• Φ_e,νⁱ bu yüzey tarafından alınan frekanstaki spektral radyant akıdır;
• Φ_e,λ^r bu yüzey tarafından yansıtılan dalga boyunda spektral radyant akıdır;
• Φ_e,λⁱ bu yüzey tarafından alınan dalga boyunda spektral radyant akıdır.

Yönlü yansıma

R_Ω yüzeyi ile gösterilen bir yüzeyin yönsel yansıması;

$R_{\Omega }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {r} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega }^{\mathrm {i} }}},$

burda

• L_e,Ω^r bu yüzey tarafından yansıtılan parlaklıktır;
• L_e,Ωⁱ bu yüzey tarafından alınan parlaklıktır.

Spektral yönlü yansıma

Sırasıyla R_Ω,ν ve R_Ω,λ olarak belirtilen, bir yüzeyin dalga boyunda spektral yönsel yansıma ve frekansta spektral yönsel yansıma;

$R_{\Omega ,\nu }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\nu }^{\mathrm {r} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\nu }^{\mathrm {i} }}},$

$R_{\Omega ,\lambda }={\frac {L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\lambda }^{\mathrm {r} }}{L_{\mathrm {e} ,\Omega ,\lambda }^{\mathrm {i} }}},$

burda

• L_e,Ω,ν^r bu yüzey tarafından yansıtılan frekanstaki spektral parlaklıktır;
• L_e,Ω,νⁱ bu yüzey tarafından alınan spektral parlaklıktır;
• L_e,Ω,λ^r bu yüzey tarafından yansıtılan dalga boyunda spektral parlaklıktır;
• L_e,Ω,λⁱ bu yüzey tarafından alınan dalga boyunda spektral parlaklıktır.

Yansıtabilirlik

Homojen ve yarı sonsuz (yarım boşluklu) malzemeler için, yansıtabilirlik yansıtma ile aynıdır. Yansıtma, Fresnel yansıma katsayısının büyüklüğünün karesidir; bu, yansıtılan olayın elektrik alanına oranıdır; yansıma katsayısı, tek bir tabaka için Fresnel denklemleri tarafından belirlenen karmaşık bir sayı olarak ifade edilebilir, oysa yansıtma her zaman pozitif bir gerçek sayıdır.

Katmanlı ve sonlu ortamlar için, CIE'ye göre, yansıtıcılık, yansıtıcılığın kalın yansıtıcı nesnelere uygulanan bir değer olduğu gerçeğiyle yansıtılmadan ayırt edilir. Yansıma ince malzeme katmanlarından oluştuğunda, iç yansıma etkileri yansıtmanın yüzey kalınlığına göre değişmesine neden olabilir. Yansıtma, örnek kalınlaştıkça yansıma sınır değeridir; Arka yüzeyin yansıtılması gibi diğer parametrelere bakılmaksızın, yüzeyin kendine özgü yansıtmasıdır. Bunu yorumlamanın bir başka yolu, yansıtmanın belirli bir numuneden yansıyan elektromanyetik gücün kesri olmasıdır, yansıtıcılık ise, malzemenin tüm alanın yarısını doldurması durumunda mükemmel bir makinede ölçülecek olan malzemenin kendisinin bir özelliğidir.

Yüzey tipi

Yansıtmanın yönlü bir özellik olduğu göz önüne alındığında, çoğu yüzey speküler yansıma verenlere ve dağınık yansıma verenlere ayrılabilir:

• cam veya parlatılmış metal gibi speküler yüzeyler için yansıma, uygun yansıma açısı hariç tüm açılarda neredeyse sıfır olacaktır; yani, yansıyan radyasyon, yüzeyde normal radyasyon dışındaki tüm durumlar için, olay radyasyonundan farklı bir yol izleyecektir;
• mat beyaz boya gibi dağınık yüzeyler için yansıtma homojendir; radyasyon, eşit veya neredeyse eşit olarak tüm açılarda yansıtılır. Bu yüzeylerin Lambertiyen olduğu söylenir.

Gerçek nesnelerin çoğu, yaygın ve speküler yansıtıcı özelliklerin bir karışımına sahiptir.

Su yansıtma

Yumuşak suyun 20° C'deki yansıması (kırılma indeksi 1.333).

Yansıma, ışık, bir kırılma indisine sahip bir ortamdan farklı bir kırılma indisine sahip ikinci bir ortama hareket ettiğinde meydana gelir.

Su kütlesinden speküler yansıma Fresnel denklemleriyle hesaplanır. Fresnel yansıması yönsüzdür ve bu nedenle öncelikle yansımayı yayan albedoya önemli bir katkıda bulunmaz.

Gerçek bir su yüzeyi dalgalı olabilir. Fresnel denklemleri tarafından verilen düz bir yüzeye sahip olan yansıma, dalgalılığı hesaba katacak şekilde ayarlanabilir.

Izgara verimliliği

Yansıtmanın, ışığı dalga boyu ile dağıtan bir kırınım ızgarasına genelleştirilmesi, kırınım verimliliği olarak adlandırılır.

SI radyometri birimleri

SI radyometri birimleri

Miktar		Birim		Boyut	Notlar
Adı	Sembol	Adı	Sembol	Sembol
Radyant enerji	Qe	joule	J	M⋅L2⋅T−2	Elektromanyetik radyasyonun enerjisi.
Radyant enerji yoğunluğu	we	joule bölü metre küp	J/m3	M⋅L−1⋅T−2	Birim hacim başına radyant enerji.
Radyant akı	Φe	watt	W = J/s	M⋅L2⋅T−3	Birim zamanda yayılan, yansıyan, iletilen veya alınan radyant enerji. Buna bazen "radyant güç" de denir.
Spektral akı	Φe,ν	watt bölü hertz	W/Hz	M⋅L2⋅T−2	Birim frekans ya da dalga boyu başına radyan akı. Sonuncusu genellikle W⋅nm−1 ile ölçülür.
	Φe,λ	watt bölü metre	W/m	M⋅L⋅T−3
Radyant yoğunluğu	Ie,Ω	watt bölü steradyan	W/sr	M⋅L2⋅T−3	Birim katı açısı başına yayılan, yansıyan, iletilen veya alınan radyal akı. Bu bir yön miktarıdır.
Spektral yoğunluğu	Ie,Ω,ν	steradian hertz başına watt	W⋅sr−1⋅Hz−1	M⋅L2⋅T−2	Birim frekans veya dalga boyu başına radyant yoğunluğu. Sonuncusu genellikle W⋅sr−1⋅nm−1 cinsinden ölçülür. Bu yönlü bir miktardır.
	Ie,Ω,λ	steradian metre başına watt	W⋅sr−1⋅m−1	M⋅L⋅T−3
Radyans	Le,Ω	metrekare başına steradian başına watt	W⋅sr−1⋅m−2	M⋅T−3	Birim yansıtılan alan başına birim katı açısı başına bir yüzey tarafından yayılan, yansıtılan, iletilen veya alınan radyal akı. Bu bir yön miktarıdır. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "yoğunluk" olarak da adlandırılır.
Spektral parlaklık	Le,Ω,ν	steradian metrekaree hertz başına watt	W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Birim frekans veya dalga boyu başına bir yüzey parlaklığı. Sonuncusu genellikle W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1 cinsinden ölçülür. Bu yönlü bir miktardır. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "spektral yoğunluk" olarak da adlandırılır.
	Le,Ω,λ	watt per steradian per square metre, per metre	W⋅sr−1⋅m−3	M⋅L−1⋅T−3
Irradiance Akı yoğunluğu	Ee	watt bölü metrekare	W/m2	M⋅T−3	Birim alan başına bir yüzey tarafından alınan radyan akı. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "yoğunluk" olarak da adlandırılır.
Spektral parlaklık Spektral akı yoğunluğu	Ee,ν	hertz başına metrekare başına watt	W⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Birim frekans veya dalga boyu başına bir yüzeyin ışınımı. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "spektral yoğunluk" olarak da adlandırılır. SI olmayan spektral akı yoğunluğu birimleri arasında jansky (1 Jy = 10−26 W⋅m−2⋅Hz−1) ve Güneş akı birimi (1 sfu = 10−22 W⋅m−2⋅Hz−1 = 104 Jy) bulunur.
	Ee,λ	metrekare başına watt, metre	W/m3	M⋅L−1⋅T−3
Radiosity	Je	metrekare başına watt	W/m2	M⋅T−3	Radyan akı, birim alan başına bir yüzey bırakır (yayılır, yansıtılır ve iletilir). Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "yoğunluk" olarak da adlandırılır.
Spectral radiosity	Je,ν	metrekare başına watt hertz	W⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Birim frekans veya dalga boyuna göre bir yüzeyin radyasyonu. Sonuncusu genellikle W⋅m−2⋅nm−1 ile ölçülür. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "spektral yoğunluk" olarak da adlandırılır.
	Je,λ	metrekare başına watt, metre	W/m3	M⋅L−1⋅T−3
Radiant exitance	Me	metrekare başına watt	W/m2	M⋅T−3	Birim alan başına bir yüzey tarafından yayılan radyan akı. Bu, yayılan ışınsallığın bileşenidir. "Radyan emisyon" bu miktar için eski bir terimdir. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "yoğunluk" olarak da adlandırılır.
Spectral exitance	Me,ν	metrekare başına watt hertz	W⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Birim frekans veya dalga boyuna göre bir yüzeyin radyal olarak bulunması. Sonuncusu genellikle W⋅m−2⋅nm−1 ile ölçülür.. "Spektral emisyon" bu miktar için eski bir terimdir. Bu bazen kafa karıştırıcı olarak "spektral yoğunluk" olarak da adlandırılır.
	Me,λ	metrekare başına watt, metre	W/m3	M⋅L−1⋅T−3
ısısal etkilenme	He	joule bölü metrekare	J/m2	M⋅T−2	Birim alan başına bir yüzey tarafından alınan radyant enerji veya ışınlama zamanıyla bütünleşmiş bir yüzeyin eşit şekilde ışınımı. Bu bazen "radyant akıcılık" olarak da adlandırılır.
Spektral etkilenme	He,ν	joule per square metre per hertz	J⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−1	Birim frekans veya dalga boyu başına bir yüzeyin radyasyona maruz kalması.Sonuncusu genellikle J⋅m−2⋅nm−1 ile ölçülür. Bu bazen "spektral akıcılık" olarak da adlandırılır.
	He,λ	metrekare başına joule, metre	J/m3	M⋅L−1⋅T−2
Yarım küre salınım	ε	N/A		1	Bir yüzeyin ışıltılı bir şekilde bulunması, bu yüzeyle aynı sıcaklıkta siyah bir cisimle ayrılması.
Spektral yarım küre yayılması	εν  or ελ	N/A		1	Bir yüzeyin tayfının, bu yüzeyle aynı sıcaklıkta siyah bir cisimle bölünmesi.
Yönlü emisyon	εΩ	N/A		1	Bir yüzey tarafından yayılan, bu yüzeyle aynı sıcaklıkta siyah bir cisim tarafından yayılan ile bölünen radyasyon
Spektral yönlü yayılma	εΩ,ν  or εΩ,λ	N/A		1	Bir yüzey tarafından yayılan, bu yüzeyle aynı sıcaklıkta siyah bir cisimle bölünmüş olan spektral parlaklık.
Yarım küre soğurma	A	N/A		1	Bir yüzey tarafından emilen radyant akı, o yüzey tarafından alınan ile bölünür. Bu "absorbans" ile karıştırılmamalıdır.
Spektral yarım küre soğurma	Aν  or Aλ	N/A		1	Spektral akı, bir yüzey tarafından emilir, bu yüzey tarafından alınan ile bölünür. Bu "spektral absorbans" ile karıştırılmamalıdır.
Yönlü soğurma	AΩ	N/A		1	Bir yüzey tarafından absorbe edilen ışınım, o yüzeye gelen ışıma ile bölünür. Bu "absorbans" ile karıştırılmamalıdır.
Spektral yönlü soğurma	AΩ,ν  or AΩ,λ	N/A		1	Bir yüzey tarafından emilen spektral parlaklık, bu yüzeye gelen spektral parlaklık ile bölünür. Bu "spektral absorbans" ile karıştırılmamalıdır.
Yarım küre yansıma	R	N/A		1	Radyan akı, bir yüzey tarafından yansıtılan, o yüzey tarafından alınan ile bölünür.
Spektral yarım küre yansıma	Rν  or Rλ	N/A		1	Spektral akı, bir yüzey tarafından yansıtılan, o yüzey tarafından alınan ile bölünür.
Yönlü yansıtması	RΩ	N/A		1	Bir yüzey tarafından yansıtılan parlaklık, o yüzey tarafından alınanla bölünür.
Spektral yönlü yansıma	RΩ,ν  or RΩ,λ	N/A		1	Spektral parlaklık, bir yüzeye yansıyan, o yüzeyin aldığı yüzeye bölünür.
Yarım küre geçirgenliği	T	N/A		1	Bir yüzey tarafından iletilen radyan akı, o yüzey tarafından alınan ile bölünür.
spektral yarım küre geçirgenliği	Tν  or Tλ	N/A		1	Bir yüzey tarafından iletilen radyan akı, o yüzey tarafından alınan ile bölünür.
yönlü geçirgenlik	TΩ	N/A		1	Bir yüzey tarafından iletilen, o yüzey tarafından alınan ile bölünen spektral akı.
Spektral yönlü geçirgenlik	TΩ,ν  or TΩ,λ	N/A		1	Bir yüzey tarafından iletilen, bu yüzey tarafından alınan ile bölünen parlaklık.
Yarım küre zayıflama katsayısı	μ	reciprocal metre	m−1	L−1	Radyan akı, birim uzunluk başına bir hacim tarafından emilir ve saçılır, bu hacim tarafından alınan miktar ile bölünür.
Spektral yarım küre zayıflama katsayısı	μν  or μλ	reciprocal metre	m−1	L−1	Spektral radyal akı, birim uzunluk başına bir hacim tarafından emilir ve dağılır, bu hacim tarafından alınan miktar ile bölünür.
Yönlü zayıflama katsayısı	μΩ	reciprocal metre	m−1	L−1	Parlaklık, birim uzunluk başına bir hacim tarafından absorbe edilir ve dağılır, bu hacim tarafından alınan ile bölünür.
Spektral yönlü zayıflama katsayısı	μΩ,ν  or μΩ,λ	reciprocal metre	m−1	L−1	Spektral ışıltı absorbe edildi ve birim uzunluk başına hacim olarak dağıldı, bölü hacimle alınan miktar.
Ayrıca bakınız: SI · Radyometri · fotometri

Ayrıca bakınız

• Çift yönlü yansıma dağılım fonksiyonu
• Emissivite
• Lambert'in kosinüs yasası
• Geçirgenlik
• Güneş yolu
• Işık Yansıtma Değeri
• Albedo