heijastumien

Heijastumien käsite kuvaa ilmiötä, jossa aaltoliike kohtaa rajapinnan kahden aineen välillä ja osa aallosta palautuu takaisin ensimmäiseen aineeseen. Tämä ilmiö koskee valoa sekä ääniä ja muita mekaanisia aaltoja, ja sitä hyödynnetään muun muassa kuvien, mittausten ja akustiikan suunnittelussa.

Perusperiaate tunnetaan heijastumisen laittamana: tulokulman θi ja heijastuneen kulman θr mitataan suhteessa rajapinnan normaalilinjaan. Yleensä tulokulman ja heijastuneen kulman on oltava yhtä suuria, eli θi = θr, ja nämä kolme – tulokulma, heijastunut säde ja normaali – voivat muodostaa saman suunnan.

Spekularinen ja diffuusi heijastuminen ovat yleisimpiä tyyppejä. Spekulaari heijastuminen tapahtuu sileillä, suurilla tai karheutta vähäisillä pinnoilla, jolloin heijastus on tarkka ja muodostaa kuvankuvan kuten peili. Diffuusi heijastuminen tapahtuu kappaleen ollessa karhea tai epäjatkuva, jolloin valo hajaantuu moniin suuntiin eikä kuvaa muodostu selkeästi.

Fysikaaliset yksityiskohdat voidaan kuvata Fresnelin yhtälöillä, jotka huomioivat valon nopeuden muutokset eri aineissa ja mahdollisen polarisaation. Heijastuminen liittyy usein sekä takaisinheijastuneen että rajapinnasta läpäisevän valon määrään, riippuen aineiden optisista ominaisuuksista kuten refraktiosta.

Sovelluksissa heijastumien ymmärrys on keskeinen esimerkiksi peilien, optisten laitteiden, kameratekniikan sekä ääni- ja rakennussuunnittelun kannalta. Myös luonnonilmiöt, kuten järven tai maanpinnan heijastus, perustuvat heijastumisen perusperiaatteisiin.