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
; y$ z7 Y3 g7 M/ H0 l: A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；
% z: L. }+ ?1 d3 [7 A, T% r) nＩｒ———反射光通量；
ｉ———光線入射角；
$———光線折射角。
8 s, D2 {. m* s* f3 ~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

# {4 _0 O- U3 x1 Q當光線法向（垂直）入射時（ｉ＝０°），菲涅爾公式
可改寫為：
3 P) ~) T& d1 H1 P5 \( M' ?Ｒ０＝{ (ｎ－１)/(ｎ＋１)}２
6 u* l# {" D7 h! M1 O# A式中：Ｒ０———法向反射率；
ｎ———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。
  p/ }4 O# R  z! G9 ^$ j折射光相對入射光強弱可用下式表示。
. A9 c0 M- r: vｚ＝Ｉｚ/Ｉ０＝１－Ｒ
! [: e# |* M7 Z; p6 @- Z" \式中：ｚ———透射率；
3 R1 E0 R! r6 Q) I/ DＲ———反射率；
Ｉｚ———折射光通量。
" D* |% F% Z) g" F3 @4 X紡織纖維的透射率在０．９５左右。
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 O9 d2 _& `. ~2 K0 }7 D. @# n9 U+ ]

式中：ｌ———樣品厚度；
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。
- ?, L5 W5 B- ~上式可稱為普遍的消光定律。

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。