漫反射

現象介紹

凹凸不平的表面會把光線向着四面八方反射，這種反射就是漫反射。例如，陽光射到鏡子上，迎着反射光的方向可以看到刺眼的光。如果陽光射到白紙上，無論在哪個方向，都不會感到刺眼。

原來，鏡面很光滑，而看上去很平的白紙，細微之處實際是凹凸不平的。這就是利用了漫反射。很多物體，如植物、牆壁、衣服等，其表面粗看起來似乎是平滑，但用放大鏡仔細觀察，就會看到其表面是凹凸不平的，所以本來是平行的太陽光被這些表面反射後，就彌漫地射向不同方向。

當一束平行光觸及光滑物體表面時，光線則發生規律性反射，反射後的光線也相互平行，這種規律性反射稱為光的單向反射或鏡面反射。但物體的光滑程度是相對的，而一般物體的表面多粗糙不平，入射線雖然為平行光線，但反射後的光線則向各個方向分散，此種現象為光的漫反射。

人眼之所以能看清物體的全貌，主要是靠漫反射光在眼内的成像。如是全部單向反射的物體表面，不但看不清物體的外貌，還會引起某一方向上的眩光幹擾現象。

定理

漫反射光是指從光源發出的光進入樣品内部，經過多次反射、折射、散射及吸收後返回樣品表面的光．漫反射光是分析與樣品内部分子發生作用以後的光，攜帶有豐富的樣品結構和組織信息．與漫透射光相比，雖然透射光中也負載有樣品的結構和組織信息，但是透射光的強度受樣品的厚度及透射過程光路的不規則性影響，因此，漫反射(diffuse re—flectance)測量在提取樣品組成和結構信息方面更為直接可靠．

積分球是漫反射測量中的常用附件之一．入射光進入樣品後，其中部分漫反射光回到積分球内部，在積分球内經過多次漫反射後到達檢測器．由于信号光從散射層面發出後，經過積分球的空間積分，因此可以克服漫反射測量中随機因素的影響，提高數據穩定性和重複性。

漫反射也和鏡面反射一樣遵循光的反射定律

相關實驗

物理經典例題：

電影院裡，人能在不同的座位上看到銀幕上的畫面，這是因為光在銀幕上形成了漫反射。

電影院的銀幕、投影幕布都是生活中最常見的漫反射例子。

【漫反射實驗】

這是本教材中第一個比較完整的探究實驗，對學生的物理學習是一個很重要的開端，既要引導學生學習如何開展探究實驗，又要讓學生體驗物理探究的樂趣，與九年義務教育物理教材相比，課程标準降低了教學要求，由原來的“光的反射定律”改為“光的反射規律”，隻要求學生知道“在反射現象中，反射角等于入射角”，而對“反射光線與入射光線、法線在同一平面”及“反射光線與入射光線分居在法線兩側”都不作要求，但是在探究的過程中必然會有學生發現這些規律，同樣可以歸納到“收獲”之中，既培養了學生的分析歸納能力，也讓他們感受到觀察在物理實驗中的重要性，為今後的學習打下良好的基礎。

【材教學器】

演示實驗器材：激光演示儀，蚊香，帶蓋的玻璃盒。

學生實驗器材：平面鏡，紙闆盒，蒙黑紙的手電筒，直尺，量角器，筆。

相關介紹

積分球積分球（integrating sphere），是具有高反射性内表面的空心球體。用來對處于球内或放在球外并靠近某個窗口處的試樣對光的散射或發射進行收集的一種高效率器件。球上的小窗口可以讓光進入并與檢測器靠得較近。積分球基本的特征就是光學中最通用儀器的一種，光能的應用在各方面都在增多。例如纖維光學、激光技術、照相化學和醫學技術積分球在這些領域都獲得了廣泛的應用，并正在改進和取代那些結構複雜、價格昂貴的光學系統。由于積分球内表面具有超高反射和散射的特性，所以它具有獨特的接收發射光的性能。光在均勻分布的球壁作無規則的反射，使能量可以作準确地測量，正由于積分球有此特性，改變它的窗口位置及幾何結構，就可以獲得各種不同的應用。

分析

漫反射光是指從光源發出的光進入樣品内部，經過多次反射、折射、散射及吸收後返回樣品表面的光。漫反射光是分析與樣品内部分子發生作用以後的光，攜帶有豐富的樣品結構和組織信息。與漫透射光相比，雖然透射光中也負載有樣品的結構和組織信息，但是透射光的強度受樣品的厚度及透射過程光路的不規則性影響，因此，漫反射測量在提取樣品組成和結構信息方面更為直接可靠。

積分球是漫反射測量中的常用附件之一。入射光進入樣品後，其中部分漫反射光回到積分球内部，在積分球内經過多次漫反射後到達檢測器。由于信号光從散射層面發出後，經過積分球的空間積分，因此可以克服漫反射測量中随機因素的影響，提高數據穩定性和重複性。

應用

人們根據漫反射原理，測量光通量的大小。各種用來接收光學系統所成實像的屏幕，均應采用漫反射率高的漫反射面做成。實驗室中，常用毛玻璃的漫反射面做擴展光源。

人們依靠漫反射現象才能從不同方向看到物體。在環境光學中，常把無光澤的飾面材料近似地看作均勻漫反射表面，吸聲材料測試用的混響室具有足夠的擴散，保持着其牆面滿足漫反射條件。