Lichtverspreiding

Lichtverspreiding is het verschijnsel waarbij lichtstralen door interactie met materie of met een onregelmatig oppervlak in meerdere richtingen worden verstrooid. Hierdoor verdwijnt vaak de focus van directheid en ontstaat een zachtere, homogener uitgelichte verlichting. Het begrip wordt toegepast in verlichting, fotografie en materialenwetenschap.

De belangrijkste mechanismen zijn: verstrooiing door deeltjes in een stof (Mie- of Rayleighverstrooiing), diffuse reflectie van een ruwe oppervlakte en diffusie bij doorzichtige materialen waar het licht meerdere keren buigt en wordt verspreid. De mate van verstrooiing hangt af van de deeltjesgrootte, de orde van de oppervlaktestructuur en de golflengte van het licht.

Een ideaal diffuse oppervlak verspreidt licht volgens de wet van Lambert: de verlichting is in principe gelijkmatig in alle richtingen, waarbij de intensiteit afhankelijk is van de hoek ten opzichte van de oppervlakte. In de praktijk wijken materialen af door variaties in textuur, porositeit en kleur, waardoor de hoekverdeling en helderheid veranderen.

Natuurlijk kan zonlicht diffuus zijn op bewolkte dagen of door rook en stof in de lucht; kunstmatige diffusers worden gebruikt om schaduwen te verzachten en verblinding te verminderen. Voorbeelden zijn melkglas, opaal kunststof en speciaal ontworpen diffusers in verlichtingsarmaturen.

Bij het ontwerp van systemen wordt diffusie gekarakteriseerd met parameters zoals de verstrooiingscoëfficiënt en de fasefunctie, en met meetinstrumenten die gericht zijn op de radiance en luminantie in verschillende hoeken. Doel is een gewenste verdeling van licht over ruimte en oppervlak te bereiken.