Reflectancia

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Curvas de reflectancia espectral para espejos metálicos de aluminio (Al), plata (Ag) y oro (Au) a incidencia normal.

La reflectancia de la superficie de un material es su eficacia para reflejar la energía radiante. Es la fracción de potencia electromagnética incidente que se refleja en el límite. La reflectancia es un componente de la respuesta de la estructura electrónica del material al campo electromagnético de la luz y, en general, es una función de la frecuencia o longitud de onda de la luz, su polarización y el ángulo de incidencia. La dependencia de la reflectancia de la longitud de onda se denomina espectro de reflectancia o curva de reflectancia espectral.

Definiciones matemáticas

Reflexión hemisférica

La reflectancia hemisférica de una superficie, denominada $R$ , se define como

{displaystyle R={frac {fnMicrosoft Sans Serif} ♪♪ ¿Qué?

CCPR e r

reflejada

CCPR e i

recibidos

Reflexión hemisférica espectral

La reflectancia hemisférica espectral en frecuencia y la reflectancia hemisférica espectral en longitud de onda de una superficie, denominada $R ν$ y $R λ$ respectivamente, se definen como

{displaystyle R_{nu }={frac {fnMicrosoft Sans Serif} }{mathrm {r} ♪♪ Phi _{mathrm {e}nu } {mathrm {i}}}}}

{displaystyle R_{fnfnMicrosoft }={frac {fnMicrosoft Sans Serif} }{mathrm {r} ♪♪ Phi _{mathrm {e}lambda } {mathrm {i}}}}}

$CCPR e, . r$ es el flujo radiante espectral en frecuencia reflejada por esa superficie;
$CCPR e, . i$ es el flujo radiante espectral en frecuencia recibida por esa superficie;
$CCPR e, λ r$ es el flujo radiante espectral en longitud de onda reflejada por esa superficie;
$CCPR e, λ i$ es el flujo radiante espectral en longitud de onda recibido por esa superficie.

Reflexión direccional

La reflectancia direccional de una superficie, denominada R_Ω, se define como

{displaystyle Oh, Dios mío. Oh, Dios mío. }{L_{mathrm {e}}} {m}}}}}

$L eΩ r$ es el resplandor reflejada por esa superficie;
$L eΩ i$ es el resplandor recibido por esa superficie.

Esto depende tanto de la dirección reflejada como de la dirección entrante. En otras palabras, tiene un valor para cada combinación de direcciones entrantes y salientes. Está relacionado con la función de distribución de reflectancia bidireccional y su límite superior es 1. Otra medida de reflectancia, que depende únicamente de la dirección de salida, es I/F, donde I es la radiación reflejada en una dirección dada y F es la radiación entrante promediada en todas las direcciones, en otras palabras, el flujo total de radiación que golpea la superficie por unidad de área, dividido por π. Esto puede ser mayor que 1 para una superficie brillante iluminada por una fuente como el sol, con la reflectancia medida en la dirección de máxima radiación (ver también efecto Seeliger).

Reflexión direccional espectral

La reflectancia direccional espectral en frecuencia y la reflectancia direccional espectral en longitud de onda de una superficie, denominada $R Ω, ν$ y $R Ω, λ$ respectivamente, se definen como

{displaystyle R_{Omeganu #={frac {L_{mathrm Oh, Dios mío. }{L_{mathrm {y}}}

{displaystyle R_{Omegalambda #={frac {L_{mathrm Omegalambda }{mathrm {r} }{L_{mathrm Omegalambda } {mathrm {i}}}}}

$L EΩ, . r$ es el radiante espectral en frecuencia reflejada por esa superficie;
$L EΩ, . i$ es el radiante espectral recibido por esa superficie;
$L EΩ, λ r$ es el radiante espectral en longitud de onda reflejada por esa superficie;
$L EΩ, λ i$ es el radiante espectral en longitud de onda recibido por esa superficie.

Nuevamente, también se puede definir un valor de $I / F$ (ver arriba) para una longitud de onda dada.

Reflectividad

Coeficientes de reflexión de túnel para una superficie de límite entre el aire y un material variable en dependencia del complejo índice refractivo y el ángulo de incidencia.

Para materiales homogéneos y semi-infinitos (ver medio espacio), la reflectividad es lo mismo que la reflectancia. La reflectividad es el cuadrado de la magnitud del coeficiente de reflexión de Fresnel, que es la relación entre el campo eléctrico reflejado y el incidente; como tal, el coeficiente de reflexión se puede expresar como un número complejo determinado por las ecuaciones de Fresnel para una sola capa, mientras que la reflectancia es siempre un número real positivo.

Para medios en capas y finitos, según la CIE, la reflectividad se distingue de la reflectancia por el hecho de que la reflectividad es un valor que se aplica a objetos reflectantes gruesos. Cuando la reflexión se produce a partir de capas finas de material, los efectos de la reflexión interna pueden hacer que la reflectancia varíe con el grosor de la superficie. La reflectividad es el valor límite de la reflectancia a medida que la muestra se espesa; es la reflectancia intrínseca de la superficie, por lo tanto, independientemente de otros parámetros como la reflectancia de la superficie posterior. Otra forma de interpretar esto es que la reflectancia es la fracción de energía electromagnética reflejada por una muestra específica, mientras que la reflectancia es una propiedad del material mismo, que se mediría en una máquina perfecta si el material llenara la mitad de todo el espacio.

Tipo de superficie

Dado que la reflectancia es una propiedad direccional, la mayoría de las superficies se pueden dividir en aquellas que dan reflexión especular y aquellas que dan reflexión difusa.

Para superficies especulares, como vidrio o metal pulido, la reflectancia es casi cero en todos los ángulos excepto en el ángulo reflejado apropiado; que es el mismo ángulo con respecto a la superficie normal en el plano de incidencia, pero en el lado opuesto. Cuando la radiación incide normal a la superficie, se refleja en la misma dirección.

Para superficies difusas, como pintura blanca mate, la reflectancia es uniforme; la radiación se refleja en todos los ángulos por igual o casi por igual. Se dice que tales superficies son Lambertianas.

La mayoría de los objetos prácticos presentan una combinación de propiedades reflectantes difusas y especulares.

Reflexión del agua

Reflectancia de agua lisa a 20 °C (índice refractivo 1.333).

La reflexión ocurre cuando la luz se mueve de un medio con un índice de refracción a un segundo medio con un índice de refracción diferente.

La reflexión especular de una masa de agua se calcula mediante las ecuaciones de Fresnel. La reflexión de Fresnel es direccional y, por lo tanto, no contribuye significativamente al albedo, que principalmente difunde la reflexión.

Una superficie de agua real puede ser ondulada. La reflectancia, que supone una superficie plana dada por las ecuaciones de Fresnel, se puede ajustar para tener en cuenta la ondulación.

Eficiencia de rejilla

La generalización de la reflectancia a una rejilla de difracción, que dispersa la luz por longitud de onda, se llama eficiencia de difracción.

Otros coeficientes radiométricos

Coeficientes de radiometría
v
t
e
Cantidad		Unidades SI	Notas
Nombre	Sym.	Unidades SI	Notas
Emisividad hemisférica	ε	—	Salida radiante de un superficie, dividido por el de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Emisividad hemisférica espectral	ε_. o ε_λ	—	Salida espectacular de una superficie, dividido por el de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Emisividad de dirección	ε_Ω	—	Radiance emitidas por a superficie, dividido por el emitido por un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Emisividad direccional espectral	ε_Ω,. o ε_Ω,λ	—	Radiante espectral emitidas por a superficie, dividido por el de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie.
Absorción hemisférica	A	—	Flujo radiante absorbida por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie. Esto no debe confundirse con "absorbancia".
Absorción hemisférica espectral	A_. o A_λ	—	Flujo espectral absorbida por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie. Esto no debe confundirse con la "absorción del espectro".
Aborción direccional	A_Ω	—	Radiance absorbida por a superficie, dividido por el incidente de radiación sobre esa superficie. Esto no debe confundirse con "absorbancia".
Aborción direccional espectral	A_Ω,. o A_Ω,λ	—	Radiante espectral absorbida por a superficie, dividido por el incidente de radiancia espectral sobre esa superficie. Esto no debe confundirse con la "absorción del espectro".
Reflexión hemisférica	R	—	Flujo radiante reflejada por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Reflexión hemisférica espectral	R_. o R_λ	—	Flujo espectral reflejada por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Reflejo orientativo	R_Ω	—	Radiance reflejada por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Reflexión direccional espectral	R_Ω,. o R_Ω,λ	—	Radiante espectral reflejada por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Transmisión hemisférica	T	—	Flujo radiante transmitida por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Transmisión hemisférica espectral	T_. o T_λ	—	Flujo espectral transmitida por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Transmisión de dirección	T_Ω	—	Radiance transmitida por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Transmisión direccional espectral	T_Ω, o T_Ω,λ	—	Radiante espectral transmitida por a superficie, dividido por el recibido por esa superficie.
Coeficiente de atenuación hemisférica	μ	m⁻¹	Flujo radiante absorbida y dispersa por a volumen por unidad de longitud, dividida por la recibida por ese volumen.
Coeficiente de atenuación hemisférica espectral	μ_. o μ_λ	m⁻¹	Flujo radiante espectral absorbida y dispersa por a volumen por unidad de longitud, dividida por la recibida por ese volumen.
Coeficiente de atenuación	μ_Ω	m⁻¹	Radiance absorbida y dispersa por a volumen por unidad de longitud, dividida por la recibida por ese volumen.
Coeficiente de atenuación direccional espectral	μ_Ω,. o μ_Ω,λ	m⁻¹	Radiante espectral absorbida y dispersa por a volumen por unidad de longitud, dividida por la recibida por ese volumen.

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