1_падающий свет; 2 — отраженный,

3 — преломленный

тически [1] коэффициент отражения для света, поляризованного в плоскости поверхности, выражается следующим образом:

и для света, поляризованного под углом к поверхности:

где i — угол отражения, г — угол преломления.

На рис. 14.2 показана зависимость Rp и Rs от угла падения света при показателе преломления второго материала п2 = 1,5 (значение, типичное для красок).

Для неполяризованного света коэффициент отражения имеет среднее значение между Rs и Rp и возрастает линейно, при п2 = 1,5 от 0,04 (4%) при перпендикулярном падении света до 1 (100%) при скольжении света по поверхности (i = 90°).

Из уравнений (14.1) и (14.2) представляют интерес два следствия. Во-первых, при г + / = 90°, tg(r + Z) становится бесконечным и /?р = 0, а это означает, что отраженный свет полностью поляризован в плоскости поверхности. При r + *' = 90°, sin г — cos i и из уравнения Снелла n = sin t/sin г = tg г. Это основа углового метода Брюстера для определения показателя преломления, в котором определяется угол падения света, при котором отраженный луч может полностью отсекаться путем использования поворотного поляризующего фильтра. Методика требует высокоточной аппаратуры и может использоваться для определения показателя преломления черного стекла (используемого как стандарт при измерении блеска) или лаковых пленок на черном стекле, а также (с некоторым снижением точности) для пленок с высоким блеском.

Рис. 14.2. Зависимость Rs и Rp от угла падения света (n2=1,5)

Рис. 14.3. Увеличение зеркального отражения с ростом отношения показателей преломления где /1| и п-2 — показатели преломления первого и второго материалов.

Во-вторых, при i = 0 коэффициент отражения уменьшается по формуле:

На рис. 14.3 показано, как возрастает R с увеличением отношения n2/n1 в диапазоне от 1,2 до 2,0. Как будет показано в дальнейшем, интенсивность зеркального отражения резко возрастает с увеличением показателя преломления, т. е. более интенсивное отражение происходит от покрытий на основе смол с высоким показателем преломления (например фенольных смол), и менее интенсивное — в случае смол с низким п (например ПВА). Эти замечания очень важны как для практической работы с блескомера-ми, так и для составления рецептур красок для покрытий с высоким блеском на их основе.

14.2.2. Эффекты структуры поверхности

Выше рассматривалась оптически плоская поверхность. Если поверхность по тем или иным причинам неоднородна, луч света падает на ее различные участки под различными углами. Отраженный свет в результате распространяется под разными углами и чисто зеркальное отражение нарушается. Величина структурных неоднородностей поверхности, необходимых для нарушения зеркального отражения, зависит от длины волны и угла падения света. При углах падения от 0 до 45° шероховатости поверхности, эквивалентной длине волны света (0,4—0,7 мкм), достаточно для того, чтобы завуалировать зеркальное отражение; для скользящего луча требуется более сильно выраженная текстура для нарушения отражения. Таким образом, при появлении повреждений на блестящей поверхности покрытия под воздействием окружающей среды первым эффектом является потеря блеска, наблюдаемая под большими углами к поверхности. Полностью матовую пленку можно получить путем введения более крупных по сравнению с длиной волны частиц. Для этого достаточен диаметр частиц 10— 15 мкм (в толстых пленках).


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒