Materialreflektioner

Materialreflektioner är processen där elektromagnetiska vågor, framför allt synligt ljus, studsar vid gränsen mellan två material. När ljus träffar en yta övergår en del av energin till reflektion istället för att passera genom eller absorberas. Reflektion kan vara spegelreflektion, där infallsvinkeln är lika med utfallsvinkeln, eller diffus reflektion, där ljuset sprids i många riktningar beroende på ytskiktets struktur.

Fresnel-ekvationerna kvantifierar hur stor del av ljuset som reflekteras beroende på infallsvinkel, våglängd och refraktionsindex hos de två medierna. Reflektansen varierar mellan olika polarisationer och kan bli hög vid vinklar nära gränsvillkor. Brewster-vinkeln ger minimal reflektion för p-polariserat ljus. Vid övergång från tätare till glesare media kan total intern reflektion uppkomma när infallsvinkeln överstiger den kritiska vinkeln.

Ytans topografi och mikrostruktur avgör om reflektionen är huvudsakligen spegelvärd eller diffus. En jämn, plan yta ger främst spegelreflektion, medan en grov eller kornig yta sprider ljuset i många riktningar. Ytbehandlingar såsom antireflexbeläggningar och strukturerade ytor används för att styra reflectansen i optiska system, fotonik, solceller och arkitektur.

Reflektionens omfattning mäts som andelen ljus som reflekteras; i tekniska sammanhang används ofta termen reflektans. Denna egenskap är central för att förstå ljusflöden i alltifrån optik och fotografi till byggnadsmaterial och energiproduktion.