måndag 8 mars 2010

Vita material är transparenta material

Hewitts figur 28.10 är standard för att illustrera diffus reflektion, men det stämmer egentligen bara för matta metallytor och några andra totalt ogenomskinliga material. De vanliga fallen som snö, papper, salt, sand osv är lite mer komplicerade. I dessa faller handlar det om finfördelade transparenta ämnen.

Snö är ju egentligen bara vatten. Men det är finfördelat, med många ytor. Vid varje yta bryts ljuset, och det är bara en mindre del som direkt reflekteras. Sedan kommer nästa yta, och nästa, och ljusets bryts ett otalt antal gångar. Ljuset sprids diffusivt utan att det absorberas (bara lite i det röda, därför är ljuset blått nere i snön). Det är en slumpvandring, och det är lika mycket som sprids uppåt som nedåt. Det som sprids uppåt är diffus reflektion genom flerfaldig spridning (multiple scattering).

På samma sätt består papper av fibrer av genomskinlig cellulosa (jämför cellofan). Ljusets sprids av variationerna i brytningsindex. En droppe vatten (eller ännu bättre: matolja) minskar skillnaden i brytningsindex vid fibrernas ytor. Refraktionen blir mycket mindre, och ljuset går mer rakt igenom. Därför ser en oljefläck på papper mörk ut om det ligger på bordet, men ljusare när man håller pappret mot ljuset.

Även socker och salt är klart transparenta i form av större kristaller. Och sand är egentligen finfördelat kvarts, bergkristall.

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar