反射率とは
反射率は、材料の表面または本体から反射される放射フラックス(фr)と入射する放射フラックス(фi)の比で定義されます。反射率はρ(またはp)で表されます。
反射率は放射フラックスの比であるため、単位はありません。反射率は入射放射の波長分布によって変わります。反射率と透過率は密接に関連しています。
反射率は2種類に分類できます。一つは鏡面反射率(ρs)で、もう一つは拡散反射率(ρd)です。
鏡面反射率は、散乱や拡散しない放射フラックスとして定義されます。例えば、鏡による反射です。
拡散反射率は、散乱する形態の放射フラックスとして定義されます。例えば、映画スクリーンによる反射です。
総反射率は鏡面反射率と拡散反射率の合計です。
反射性
反射性は、材料が光や放射を反射する性質として定義されます。これは材料の厚さに関係なく反射率を測定するものです。
反射性と反射率は均一かつ半無限の材料に対して同じですが、有限かつ層状の材料では異なります。
反射率と反射性
反射率と反射性は互いに区別されます。反射率と反射性の違いは以下の説明により示されます。
薄い材料層に光が入射すると、内部反射効果により反射率が変化します。これは表面の厚さによって変わります。一方、反射性は厚い反射物体に適用される値です。
反射性はサンプルが厚いときの反射率の極限値です。これは表面の固有の反射です。
反射率は材料または表面から反射された電磁エネルギーの割合です。反射性は材料の性質です。
反射測定
光がサンプルに入射すると、サンプルから反射されます。反射光には鏡面反射光と拡散反射光があります。
下図に示すように、光はθ角度でサンプルに入射します。この角度は入射角と呼ばれます。
鏡面反射光はサンプルの光沢のある表面から反射する光であり、拡散反射光はサンプルの粗い表面から反射する光です。
サンプルが粗い表面と光沢のある表面の両方を持っている場合、両方の反射光を測定し、合算して総反射光を測定します。
反射率測定は相対的または絶対的な反射光を測定します。
相対反射率測定は、参照板からの反射光に対するサンプルからの反射光の割合を計算します。参照板には鏡または硫酸バリウムを使用します。ここでは、参照板の反射率は100%と仮定しています。相対反射率を測定する式は次の通りです;
絶対反射率は、光源から直接測定された光量に対するサンプルからの反射光量の割合を測定します。ここでは参照板は使用されませんが、反射率測定値は空気の反射率が100%と仮定して計算されます。絶対反射率を測定する式は次の通りです;
スペクトル反射曲線
反射率は電磁エネルギーの波長の関数です。スペクトル反射率またはスペクトル反射曲線は、波長対反射率のグラフです。
スペクトル反射曲線は、異なる波長でどれだけのエネルギーを反射するかを測定するものです。スペクトル反射率は異なる地表面の特徴によって異なります。
これは、可視スペクトラム全体で異なる波長に対する材料または表面の反射率について情報を提供し、材料または表面の色を決定する曲線です。
下図は、異なる波長での異なる表面のスペクトル反射曲線を示しています。
太陽反射指数
太陽反射指数または太陽反射率は、材料の表面から大気へと太陽エネルギーを反射する能力です。
太陽反射指数の値は0から1の間で変化します。材料がすべての太陽エネルギーを吸収する場合、太陽反射指数の値は0であり、材料がすべての太陽エネルギーを反射する場合、太陽反射指数の値は1です。