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2011年12月14日 (水)

反射率

前の記事のマエアカスカシノメイガの話に「反射率」ということばがちらっと出てきました。

★洗面器に水を貯めて、上から覗くと「水鏡」になりますね。
でも、水面を真上から覗いた時はあまりくっきりは写りません。容器の底がはっきり見えます。
水面を斜めから覗くようにすると、自分の顔は写らなくなりますが向こうの景色が映ります。
で、どんどん斜めにしていくと、水面の鏡としての性能が高まって行き、映る景色がはっきりしてきます。
この出来事を理科的には

入射角が0度から90度に近づくにつれて、反射率が1に近づく

というのですね。

Reflection
この図で斜線を施したところが、水であったり、ステンレスだったりするわけです。
入射光がこの面に当たるところで、面に垂直な線を考えます。
この線と入射光・反射光のなす角

θを入射角といいます。
θを反射角といいます。

反射の法則は
   θ=θ
ですね。

角度についてはこれでいいのですが、通常、入射光と反射光の強さは異なります。

(反射光の強さ/入射光の強さ)

これを反射率といいます。
反射光がなければ反射率は0(ゼロ)。
入射光の全てが反射されれば反射率は1になりますね。ですから
   0≦反射率≦1
という範囲の数値をとることになります。

★では入射角が0度から90度へと変化していくとき、反射率はどう変わるのでしょう?
水の場合でいうと下のようなグラフになります。
Img003
このグラフで赤と黒の曲線の意味についてはここでは省略します。(偏光という問題ですので。)
どちらの曲線でも、入射角が90度に近づくと反射率が1に近づきますね。

前の記事で、マエアカスカシノメイガの写真を撮った時も、可能な限り90度近くにして撮ったので、反射率が高くなり、ステンレスの面が鏡のようになったわけです。

★私のホームページでこの話を詳しく扱っていますので、興味がおありでしたらご覧ください。
(数式を扱っていますからそのおつもりで。グラフだけ楽しんで頂いても構いませんし、グラフの描き方も書いてありますので、踏み込みたい方にも対応できると思いますが。)
↓ここです
http://homepage3.nifty.com/kuebiko/essay/hansya.htm
「反射率のグラフを描く」という話です。
(このページで冒頭に参考サイトにリンクを張ってありますが、今はリンク切れのようです。
クリックしても繋がりません。念の為書き添えます。)

★上のグラフで、赤い曲線がある角度で「0」になっていますね。この角度では、赤で示される偏光の方は反射光から消え、黒で示される偏光が残ります。
この角度をブリュースター角といって、これを利用すると、ガラス板の反射を使って偏光器を作成できるんですね。理科おじさんの部屋で「ハチの眼は偏光が見えて、太陽の方向が分かる」というのをやったときに、U君とは偏光フィルムを使って実験をしたのですが、理科おじさん的には、このガラス板偏光器も作ってみたかったのです。
で、その理論的な背景を議論したのが上のページです。

★偏光サングラスというのを御存じでしょうか。反射光のぎらつきが少なくなるというサングラスです。あれも、反射光では、一方の偏光が少なくなる、という出来事を利用したものです。

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