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
" L$ _+ T- {0 Z6 c+ l& s1 k) q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。

式中：Ｒ———反射率；
Ｉ０———入射光通量；
Ｉｒ———反射光通量；
* |) S. w/ j1 u# Cｉ———光線入射角；
' Z! j( m7 |3 C, m$———光線折射角。
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

# h8 e- X% i$ F" ]& }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。

( E# W2 r5 D! R- N7 }' Q; L當光線法向（垂直）入射時（ｉ＝０°），菲涅爾公式
可改寫為：
- g5 K3 C6 U$ Y: L$ d, HＲ０＝{ (ｎ－１)/(ｎ＋１)}２
式中：Ｒ０———法向反射率；
( u2 ^. O4 F8 A- ?% Aｎ———折射率。
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。
折射光相對入射光強弱可用下式表示。
ｚ＝Ｉｚ/Ｉ０＝１－Ｒ
7 K  N8 S) k0 k% D" \式中：ｚ———透射率；
8 B5 b. g" i+ d5 F* w; a; dＲ———反射率；
Ｉｚ———折射光通量。
紡織纖維的透射率在０．９５左右。
! l( Q; ^2 t5 v9 g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：
  e" z9 E) `7 D, i2 k, D3 \& A

式中：ｌ———樣品厚度；
! z% q) E; \8 s5 p. _α———吸收系數。
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。
上式可稱為普遍的消光定律。