انعكاس الضوء ، انكسار الضوء ، انتقال الضوء

انعكاس الضوء ، انكسار الضوء ، انتقال الضوء
التصميم البصري للفوانيس

غالبًا ما يكون الضوء المنبعث مباشرة من مصادر الضوء الكهربائي غير مناسب للإضاءة. على سبيل المثال ، مصدر ضوء LED ، LED المعبأ هو مصدر ضوء نقطي ، والضوء المنبعث له خصائص مصدر الضوء النقطي ، والذي من السهل أن يسبب الوهج. يحتاج التصميم البصري إلى التحسين باستخدام بعض المكونات البصرية. على سبيل المثال ، الناشرون ، العاكسات ، وما إلى ذلك ، تستخدم هذه الأجهزة بعض القوانين الأساسية لانتشار الضوء ، مثل قانون الانعكاس ، وقانون الانكسار ، وقانون نقل الضوء ، وما إلى ذلك.

عادةً ما تحتوي مصابيح LED على تصميم بصري أساسي وتصميم بصري ثانوي. يشير ما يسمى بالتصميم البصري الأساسي إلى التصميم البصري على مستوى التعبئة لمصدر ضوء LED ، مثل استخدام مواد التغليف والعمليات مثل العدسات وتغليف هلام السيليكا لتغيير خصائص خرج الضوء لمصدر ضوء LED. ما يسمى بالتصميم البصري الثانوي هو تغيير زاوية الشعاع وتوحيد مصابيح LED من خلال لوحة توجيه الضوء وناشر مصابيح LED.

خصائص انعكاس الضوء وانكساره ونقله

انعكاس الضوء: عندما ينتقل الضوء بين وسيطين ، يغير بعض الضوء اتجاه انتشاره ويعود إلى الوسط الأصلي ، وهو ما يسمى انعكاس الضوء. يحدث الانعكاس عندما يصطدم الضوء بأي جسم ، باستثناء الجسم الأسود المطلق. بغض النظر عما إذا كان السطح العاكس مسطحًا أم لا ، فإن انعكاس الضوء سوف يخضع لقانون الانعكاس ، أي أن زاوية السقوط تساوي زاوية الانعكاس. ينقسم الانعكاس إلى انعكاس مرآوي وانعكاس منتشر ، وكذلك انعكاس منتشر اتجاهي وانعكاس مركب. بشكل عام ، يكون للانعكاس المرآوي والانعكاس المنتشر انعكاس أعلى ، بينما يكون للانعكاس المنتشر انعكاس أقل. على سبيل المثال ، تبلغ انعكاسية الزجاج المرآة 80 بالمائة -99 بالمائة ، وانعكاس الطلاء الأبيض 60 بالمائة -85 بالمائة فقط. فقط من خلال فهم انعكاسية المواد يمكننا فهم وحساب الكفاءة البصرية للمصابيح وإنارة الغرفة بشكل أفضل.

انكسار الضوء: ينتقل الضوء بين وسيطين وينحرف عند تقاطع وسائط مختلفة. بشكل عام ، عندما يكون الضوء بين وسائط مختلفة ، سيحدث كل من الانعكاس والانكسار. سرعة الضوء المنعكس هي نفسها سرعة الضوء الساقط ، بينما تختلف سرعة الضوء المنكسر عن سرعة الضوء الساقط. يتبع انكسار الضوء قانون الانكسار ، على سبيل المثال ، نسبة جيب زاوية الانكسار إلى جيب زاوية السقوط ثابتة. عندما يدخل الضوء إلى وسط آخر من الهواء ، تكون زاوية الانكسار أصغر من زاوية السقوط. على العكس من ذلك ، عندما يدخل الضوء إلى الهواء من وسائط أخرى ، تكون زاوية الانكسار أكبر من زاوية السقوط. ويرتبط السبب بكثافة الوسط وسرعة انتشار الضوء في الوسط. تقول نظرية جديدة أن الانكسار ناتج عن تغيير معين في التفاعل بين الضوء والمادة. هناك أيضًا ظاهرة انعكاس كامل تستحق الاهتمام. عندما يمر الضوء من وسط أكثر كثافة بصريًا إلى وسط أرق بصريًا ، عندما تتجاوز زاوية السقوط قيمة حرجة ، سيحدث الانعكاس الكلي. على سبيل المثال ، ينطلق الضوء في الهواء من وسيط ، وتكون الزاوية الحرجة لنظارات مختلفة من 32 درجة إلى 42 درجة. ترتبط الألياف الضوئية واتصالات الألياف الضوئية وما إلى ذلك بهذا المبدأ. يتم أيضًا تصنيع العدسات المستخدمة بشكل شائع في مجال LED وفقًا لقانون الانكسار وانعكاس الضوء. زاوية الإضاءة النظرية لمصباح LED هي 360 درجة ، ولكن نظرًا لخصائص التغليف ، ستكون زاوية الإضاءة أقل من 180 درجة. العدسة المستخدمة في تغليف LED هي بشكل عام عدسة سيليكون. يتم تغيير توزيع مجال الضوء لمصباح LED من خلال العدسة ، ويتم تغيير زاوية إخراج الضوء من خلال تصميم منحنى توزيع الضوء لتحسين معدل خرج الضوء.

انتقال الضوء: عندما يمر الضوء عبر مواد شفافة أو شفافة ، ينعكس جزء من الضوء ، وتمتص المادة جزءًا من الضوء ، وينتقل جزء من الضوء. تشير النفاذية إلى نسبة الضوء المرسل إلى الضوء الساقط. ينقسم ناقل الحركة أيضًا إلى ناقل حركة اتجاهي ، ناقل حركة اتجاهي ، وانتقال منتشر. في ناقل الحركة الاتجاهي ، يمكنك أن ترى مباشرة من خلال المادة لترى ما هو موجود في الخلف. هذا لأن الضوء يمر مباشرة. في هذا الوقت ، يكون الوسيط عادةً شفافًا ، مثل الزجاج والبلاستيك عديم اللون. بعد الانتشار الاتجاهي ومواد الإرسال ، يمكن للناس رؤية الأشياء ، لكنهم لا يستطيعون الرؤية بوضوح. وذلك لأن الضوء ينتشر بعد وقوعه ، وتكون كثافة انتقال الضوء في اتجاه الحادث قوية ، ولكن هناك أيضًا انتقال للضوء في اتجاهات أخرى ، مثل الزجاج المصنفر. الإرسال المنتشر غير مرئي بشكل أساسي للكائن ، وينتقل الضوء بشكل منتشر. على سبيل المثال ، هذا هو الحال مع بعض الأكريليك. تستخدم هذه المادة أيضًا بشكل شائع كمواد مضادة للوهج.