परावर्तकता

From Vigyanwiki
सामान्य घटना पर एल्यूमीनियम (अल), चांदी (एजी), और सोना (एयू) धातु दर्पण के लिए वर्णक्रमीय परावर्तन वक्र।

किसी वस्तु की सतह का परावर्तन(रिफ्लेक्टेन्स), उसकी विकिरण ऊर्जा को परावर्तित करने कि योग्यता होती है। यह आपतित विद्युत चुम्बकीय शक्ति का अंश है, जो सीमा पर परावर्तित होता है। परावर्तन प्रकाश, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए, इलेक्ट्रॉनिक परमाणु संरचना की प्रतिक्रिया का एक घटक है, और सामान्य रूप से प्रकाश की आवृत्ति, या तरंग दैर्ध्य(वेवलेंथ) का फलन, उसका ध्रुवीकरण और आपतन कोण है। तरंग दैर्ध्य पर परावर्तन की निर्भरता को परावर्तन वर्णक्रम या वर्णक्रम परावर्तन वक्र कहा जाता है।

गणितीय परिभाषाएं

अर्धगोलाकार परावर्तन

सतह का गोलार्द्ध परावर्तन, जो कि R से दर्शाया गया है ,को इस तरह परिभाषित किया जाता है[1]

यहाँ पर Φer उस सतह से परावर्तित होने वाला विकिरण प्रवाह (विकिरण फ्लक्स) है, और Φei उस सतह द्वारा प्राप्त विकिरण प्रवाह है।

वर्णक्रमीय अर्धगोलाकार परावर्तन

आवृत्ति में वर्णक्रम गोलार्द्ध परावर्तन Rν से , और सतह की, तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रम गोलार्ध परावर्तन Rλ से दर्शाया गया है, तथा इन्हें इस तरह परिभाषित किया जाता है[1]

यहाँ,

  • Φe,νr उस सतह से परावर्तित, आवृति में वर्णक्रम विकिरण प्रवाह है;
  • Φe,νi उस सतह द्वारा प्राप्त, आवृति में वर्णक्रम विकिरण प्रवाह है;
  • Φe,λr उस सतह से परावर्तित, तरंग दैर्घ्य में वर्णक्रम विकिरण है;
  • Φe,λi उस सतह द्वारा प्राप्त ,तरंग दैर्घ्य में वर्णक्रम विकिरण है।

दिशात्मक परावर्तन

एक सतह का दिशात्मक परावर्तन, जिसे RΩ से दर्शाया गया है, इस तरह परिभाषित किया जाता है[1]

यहाँ

  • Le,Ωr उस सतह से परावर्तित विकिरण मान है;
  • Le,Ωi उस सतह द्वारा प्राप्त विकिरण मान है।

यह परावर्तित दिशा और आगंता दिशा दोनों पर निर्भर करता है। दूसरे शब्दों में, आगंता और बहिर्गामी दिशाओं के, प्रत्येक संयोजन के लिए, इसका मूल्य है। यह द्विदिश परावर्तन वितरण फलन से संबंधित है, और इसकी ऊपरी सीमा 1 है। केवल बहिर्गामी दिशा के आधार पर, परावर्तन का एक अन्य मापन I/F है, जहां I , दी गई दिशा में परावर्तित विकिरण मान है, और F आने वाली विकिरण मान, से सभी दिशाओं का औसत है , दूसरे शब्दों में,π से, प्रति इकाई क्षेत्र में सतह से टकराने वाले प्रवाह के कुल विकिरण का विभाजन है।[2] यह सूर्य जैसे स्रोत द्वारा, प्रकाशित विकिरण मानदार सतह के लिए 1 से अधिक हो सकता है, जिसमें परावर्तन अधिकतम विकिरण मान की दिशा में मापा गया हो (सीलीगर प्रभाव भी देखें)।

वर्णक्रम दिशात्मक परावर्तन

आवृत्ति में वर्णक्रम दिशात्मक परावर्तन, RΩ,ν से, और सतह की तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रम दिशात्मक परावर्तन RΩ,λ से, दर्शाये गए हैं , जिन्हें इस तरह परिभाषित किया जाता है[1]

कहाँ पे

  • Le,Ω,νr उस सतह से परावर्तित, आवृति में वर्णक्रम विकिरण मान है;
  • Le,Ω,νi उस सतह द्वारा प्राप्त, वर्णक्रम विकिरण मान है;
  • Le,Ω,λr उस सतह से परावर्तित, तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रम विकिरण मान है;
  • Le,Ω,λi उस सतह द्वारा प्राप्त, तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय विकिरण मान है।

फिर से, कोई का मान भी परिभाषित कर सकता है I/F (ऊपर देखें) किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के लिए।[3]


परावर्तन

जटिल अपवर्तनांक और आपतन कोण की निर्भरता में हवा और एक चर सामग्री के बीच की सीमा सतह के लिए फ़्रेज़नेल परावर्तन गुणांक।

समांग और अर्ध-अनंत (आधा-स्थान ज्यामिति देखें) सामग्री के लिए परावर्तन परावर्तकता के समान है। परावर्तन, फ्रेस्नेल परावर्तन गुणांक[4] के परिमाण का वर्ग है, जो परावर्तित, और आपतित विद्युत क्षेत्र का अनुपात है;[5] जैसे कि परावर्तन गुणांक को, एकल परत के लिए, फ़्रेज़नेल समीकरणों द्वारा निर्धारित, एक समिश्र संख्या के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जबकि परावर्तन हमेशा एक धनात्मक वास्तविक संख्या होती है।

इंटरनेशनल कमीशन ऑन इल्ल्युशन के अनुसार, स्तरित और परिमित मध्य के लिए,[citation needed] परावर्तन को, परावर्तकता से इस तथ्य से अलग किया जाता है कि, परावर्तन एक ऐसा मूल्य है जो मोटे परावर्तक वस्तुओं पर लागू होता है।[6] जब वस्तु की पतली परतों से परावर्तन होता है, तो आंतरिक परावर्तन का प्रभाव, सतह की मोटाई के अनुसार, परावर्तकता को भिन्न कर सकता है। परावर्तन, परावर्तकता का सीमा मान है, जब प्रतिरूप मोटा हो जाता है; यह सतह का आंतरिक परावर्तन है, इसलिए अन्य मापदंडों, जैसे कि पीछे की सतह के परावर्तन का इसपर कोई असर नहीं होता। इसकी व्याख्या करने का एक और तरीका यह है कि परावर्तन एक विशिष्ट नमूने से परावर्तित विद्युत चुम्बकीय शक्ति का अंश है, जबकि परावर्तन वस्तु की ही एक विशेषता है, जिसे एक उतम मशीन पर मापा जाता है यदि वस्तु पूरे स्थान का आधा स्थान भर देती है।[7]

सतह का प्रकार

यह देखते हुए कि परावर्तन एक दिशात्मक विशेषता है, अधिकांश सतहों को,जो नियमित परावर्तन करते हैं और वे जो विसरित परावर्तन करते हैं, में विभाजित किया जा सकता है।

कांच या पॉलिश धातु जैसी नियमित सतहों के लिए, उपयुक्त परावर्तित कोण को छोड़कर, सभी कोणों पर परावर्तन लगभग शून्य होता है; यह आपतन समतल में पृष्ठीय अभिलम्ब (सरफेस नार्मल) के संबंध में कोण के बराबर है, लेकिन विपरीत दिशा में। जब विकिरण, सतह से आपतन अभिलम्ब पर होता है, तो यह वापस उसी दिशा में परावर्तित हो जाता है।

विसरित सतह, जैसे मैट व्हाइट पेंट, के लिए परावर्तन एक समान होता है; विकिरण सभी कोणों में समान रूप से या लगभग समान रूप से परावर्तित होता है। ऐसी सतहों को लैम्बर्टियन कहा जाता है।

अधिकांश व्यावहारिक वस्तुएं, विसरित और नियमित परावर्तक गुणों के संयोजन को प्रदर्शित करती हैं।

जल परावर्तन

File:Water reflectivity.jpg
20°C पर चिकने पानी का परावर्तन (अपवर्तनांक 1.333)।

परावर्तन तब होता है, जब प्रकाश एक माध्यम से, जिसका अपवर्तन का कुछ सूचकांक है, से दूसरे माध्यम में, जिसका अपवर्तन का अलग सूचकांक है, में प्रवेश करती है।

जल श्रोत से नियमित परावर्तन की गणना फ्रेस्नेल समीकरणों द्वारा की जाती है।[8] फ़्रेज़नेल परावर्तन दिशात्मक है और इसलिए अल्बेडो में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देता है, जो मुख्य रूप से परावर्तन को विसरित करता है।

वास्तविक पानी की सतह लहरदार हो सकती है। परावर्तन, जो फ्रेस्नेल समीकरणों के मुताबिक एक सपाट सतह मानता है, को तरंगिलता के लिए, समायोजित किया जा सकता है।

ग्रेटिंग दक्षता

विवर्तन ग्रेटिंग में परावर्तन का सामान्यीकरण, जो तरंग दैर्ध्य द्वारा प्रकाश को फैलाता है, विवर्तन दक्षता कहलाता है।


अन्य रेडियोमेट्रिक गुणांक

Quantity SI units Notes
Name Sym.
Hemispherical emissivity ε Radiant exitance of a surface, divided by that of a black body at the same temperature as that surface.
Spectral hemispherical emissivity εν
 or
ελ
Spectral exitance of a surface, divided by that of a black body at the same temperature as that surface.
Directional emissivity εΩ Radiance emitted by a surface, divided by that emitted by a black body at the same temperature as that surface.
Spectral directional emissivity εΩ,ν
 or
εΩ,λ
Spectral radiance emitted by a surface, divided by that of a black body at the same temperature as that surface.
Hemispherical absorptance A Radiant flux absorbed by a surface, divided by that received by that surface. This should not be confused with "absorbance".
Spectral hemispherical absorptance Aν
 or
Aλ
Spectral flux absorbed by a surface, divided by that received by that surface. This should not be confused with "spectral absorbance".
Directional absorptance AΩ Radiance absorbed by a surface, divided by the radiance incident onto that surface. This should not be confused with "absorbance".
Spectral directional absorptance AΩ,ν
 or
AΩ,λ
Spectral radiance absorbed by a surface, divided by the spectral radiance incident onto that surface. This should not be confused with "spectral absorbance".
Hemispherical reflectance R Radiant flux reflected by a surface, divided by that received by that surface.
Spectral hemispherical reflectance Rν
 or
Rλ
Spectral flux reflected by a surface, divided by that received by that surface.
Directional reflectance RΩ Radiance reflected by a surface, divided by that received by that surface.
Spectral directional reflectance RΩ,ν
 or
RΩ,λ
Spectral radiance reflected by a surface, divided by that received by that surface.
Hemispherical transmittance T Radiant flux transmitted by a surface, divided by that received by that surface.
Spectral hemispherical transmittance Tν
 or
Tλ
Spectral flux transmitted by a surface, divided by that received by that surface.
Directional transmittance TΩ Radiance transmitted by a surface, divided by that received by that surface.
Spectral directional transmittance TΩ,ν
 or
TΩ,λ
Spectral radiance transmitted by a surface, divided by that received by that surface.
Hemispherical attenuation coefficient μ m−1 Radiant flux absorbed and scattered by a volume per unit length, divided by that received by that volume.
Spectral hemispherical attenuation coefficient μν
 or
μλ
m−1 Spectral radiant flux absorbed and scattered by a volume per unit length, divided by that received by that volume.
Directional attenuation coefficient μΩ m−1 Radiance absorbed and scattered by a volume per unit length, divided by that received by that volume.
Spectral directional attenuation coefficient μΩ,ν
 or
μΩ,λ
m−1 Spectral radiance absorbed and scattered by a volume per unit length, divided by that received by that volume.


यह भी देखें

  • द्विदिशात्मक परावर्तन वितरण समारोह
  • वर्णमिति
  • उत्सर्जन
  • लैम्बर्ट का कोज्या नियम*
  • संप्रेषण
  • सूर्य पथ
  • प्रकाश परावर्तन मूल्य
  • अल्बेडो

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 "Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions". ISO 9288:1989. ISO catalogue. 1989. Retrieved 2015-03-15.
  2. Jeffrey Cuzzi, Lindsey Chambers, and Amanda Hendrix (Oct 21, 2016). "Rough Surfaces: is the dark stuff just shadow?". Icarus. 289: 281–294. doi:10.1016/j.icarus.2016.10.018. PMC 6839776. PMID 31708591.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. See for example P.G.J Irwin; et al. (Jan 12, 2022). "Hazy Blue Worlds: A Holistic Aerosol Model for Uranus and Neptune, Including Dark Spots" (PDF). Journal of Geophysical Research: Planets. 127 (6). arXiv:2201.04516. Bibcode:2022JGRE..12707189I. doi:10.1029/2022JE007189. S2CID 245877540.
  4. E. Hecht (2001). Optics (4th ed.). Pearson Education. ISBN 0-8053-8566-5.
  5. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "Reflectance". doi:10.1351/goldbook.R05235
  6. "CIE International Lighting Vocabulary". Archived from the original on 2016-06-16. Retrieved 2010-12-04.
  7. Palmer and Grant, The Art of Radiometry
  8. Ottaviani, M. and Stamnes, K. and Koskulics, J. and Eide, H. and Long, S.R. and Su, W. and Wiscombe, W., 2008: 'Light Reflection from Water Waves: Suitable Setup for a Polarimetric Investigation under Controlled Laboratory Conditions. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 25 (5), 715--728.



बाहरी संबंध