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標題: 纖維的反射、透射和吸收規律及與顏色的關系 [打印本頁]
作者: 沙洲一葉 時間: 2015-8-29 16:09
標題: 纖維的反射、透射和吸收規律及與顏色的關系
一、反射、透射和吸收的基本規律$ R x! X# [4 q8 p) t/ G% f
光線在纖維表面反射、折射，且其反射光與折射光的強弱可用菲涅爾（Ｆｒｅｓｎｅｌ）公式表示。+ D* U1 ^: `+ z* U
式中：Ｒ———反射率；
. I/ V& A6 B2 ZＩ０———入射光通量；" \0 o4 t. F' {$ j/ V3 G
Ｉｒ———反射光通量；
7 z0 ^' n' K: _- j8 K' y0 aｉ———光線入射角；) {# _; o4 V- K3 O0 c# {1 d
$———光線折射角。
/ |! ]# y5 Z3 ]. i$ ?0 \ }6 m因為纖維折射率決定了光線入射角和折射角的關系，所以反射率隨光線入射角變化，當入射角ｉ很小時，反射系數Ｒ很??；當ｉ超過一定值后，Ｒ開始顯著上升（圖1）。圖2是折射率ｎ＝１．５時，入射角與反射率的關系曲線，它是漫反射和正反射的疊加。
入射角與反射系數
入射側半球反射光分布
作者: 沙洲一葉 時間: 2015-8-29 16:16
' G* n/ H' H6 f8 L當光線法向（垂直）入射時（ｉ＝０°），菲涅爾公式
/ z5 j3 e( P; I! u4 P可改寫為：: B' @& w" T* _( D# M2 a, m, i9 F
Ｒ０＝{ (ｎ－１)/(ｎ＋１)}２
0 I( I, h( A; i式中：Ｒ０———法向反射率；! X: K: {, f! \* `% K1 L1 j
ｎ———折射率。
, `/ \% t: e+ U9 @6 C! X/ z對纖維來說，折射率一般為１．５～１．６，故其法向反射率Ｒ０一般為０．０４０～０．０５３。7 S- Z7 s6 ^% M ?8 p) u9 n
折射光相對入射光強弱可用下式表示。. u: p4 C6 T2 u, E
ｚ＝Ｉｚ/Ｉ０＝１－Ｒ
) @! @7 ~, a( l% s# y4 Z( k式中：ｚ———透射率；4 ?* i/ U$ t: {. k. i
Ｒ———反射率；
% y( ]$ _( r5 o& v$ \' w4 hＩｚ———折射光通量。
8 h `' [8 C2 C: m紡織纖維的透射率在０．９５左右。2 \! h, D: L6 L
在光線進入纖維后，透射光通量Ｉｔ與入射光通量Ｉｚ０之間有下列關系：
1 _$ G! S" P& V/ z- r1 Q4 H式中：ｌ———樣品厚度；( x* |% v5 z1 R$ \" | H
α———吸收系數。" K; R1 ~, a/ F! y0 j7 m
吸收系數由纖維本性所決定，同時也與其波長有關。大多數無定形高聚物在可見光范圍內沒有特征的選擇吸收，吸收系數很小，因此其表現出無色透明的狀態。仔細研究光的強度隨穿透介質深度而衰減的現象表明，這里還應區分真吸收和散射兩種情況，前者是光能真正被介質吸收后轉化為熱能，后者則是光被介質散射到其他方向。若考慮到散射，則透射光通量Ｉｔ與入射光通量Ｉ０關系式應改寫為：
式中：β———散射系數，常數。# I K& o" X6 m1 B8 F& r! j
上式可稱為普遍的消光定律。
作者: 沙洲一葉 時間: 2015-8-29 16:16
+ q) C* P( T* s: C1 ^- B纖維的顏色除由本身固有的顏色所決定外，還決定于所含的其他物質和表面特征。無定形高聚物通常是無色透明的，而纖維大多則是部分結晶的高聚物，由于光散射，其一般透明度較低或呈乳白色。纖維的顏色一般是加入染料、顏料等造成的，當加入沒有溶解性的染料、顏料時，纖維成為有色不透明體；當加入無色不溶的物質（如二氧化鈦）時，纖維成為無色（白色）的不透明體。
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