A fényvisszaverő képesség az olyan anyag felületén visszavert elektromágneses energia aránya, amelynek vastagsága olyan, hogy a fényvisszaverő képesség nem változik vastagságának növelésével. Egy felület fényvisszaverő képessége a rá eső hullámok hosszától függően változhat . Ezt a mennyiséget általában decibelben vagy százalékban fejezik ki .
Ezt a koncepciót széles körben használják a fizikában , a kémia területén , a telekommunikációban és a radarban a hullámok útján lévő tárgyak által visszaküldött jel mérésére. A reflektivitás speciális esete (amelyet elsősorban a beeső és a visszavert fény kapcsolatának tanulmányozására használnak).
Amikor egy hullám többé-kevésbé visszaverő anyagon tükröződik, a hullám egy része visszakerül az emitterre, és egy része folytatódik. A reflexiós együttható a visszavert hullám és a beeső hullám közötti amplitúdók (A) aránya:
Szerint a Fresnel együtthatók . Ez az érték komplex szám lehet .
A reflektivitás (Ref) a visszaverődő energia a beeső energiához viszonyítva. Mivel az energia arányos a hullámok amplitúdójának négyzetével, előfordul, hogy ez a következő arány:
A reflektivitás tehát a reflexiós együttható négyzetben, mindig pozitív és valós szám .
A tükrözés felosztható diffúz reflexióra ( Beer-Lambert-törvény ) és tükrös vagy csillogó reflexióra . Az ideális Lambert-felület effektív reflexiója független a megfigyelő látószögétől ( Rayleigh-törvény ). A tükrös reflexió a maga részéről nagyon függ attól, hogy a látószög maximálisan mekkora a beeső sugár irányában és ellentétes ( Mie-elmélet ). A legtöbb objektum e kétféle reflexió keveréke.
A radar esetében a reflektivitás azt a hatékonyságot méri, amellyel a célpont elfogja és visszaveri az RF energiát. Ez a célfelület méretétől, alakjától, méretarányától és dielektromos tulajdonságaitól függ. Nemcsak a reflexió, hanem a szóródás és a diffrakció hatásait is magában foglalja.
PontcélokEzt az egyenértékű radarfelület határozza meg , amelynek permittivitása vagy dielektromos állandója nem nulla. Légi vagy tengeri megfigyelő radar esetében, ha a célpontok pontszerűek, σ a következőképpen fejezhető ki:
vagy
S t : a cél által visszaszórt energia [W / m²]
Néhány célpont átmérője és tájolása miatt magas σ értékekkel rendelkezik. Ezért visszaszórják a beeső energia nagy részét. Mások nagyon alacsony értékekkel rendelkeznek, mivel az anyag, amelyből készültek, vagy a radarhoz viszonyított nézőpont (elölnézet, oldalnézet stb.).
A fényvisszaverő képesség tehát a radar egyenértékű területe szorozva a cél építési jellemzőivel.
Térfogati célokAbban az esetben, egy időjárási radar , a fény találkozik a nagyszámú célokat, amelyek lehetnek különböző (esőcseppek, hópelyhek, jégeső , ónos eső , stb), és különböző távolságokra. A reflektivitás mindegyikük σ értékének összege. Szerint a Rayleigh törvény , σ változik a 6 -én erejét egy gömb átmérője, a D átmérőjének egyes hydrométéore így összesen visszaverő (úgynevezett Z):
Tudva, hogy D hópehely esetén az olvadékból érkező egyenértékű csepp átmérője
Ez a Z benne van , ami meglehetősen szokatlan egységeket eredményez. Ezenkívül ez a képlet nem veszi figyelembe a cél természetét. A radar által látott egyenértékű reflektivitás (Z e ) eléréséhez a távolság normalizálása és a cél dielektromos állandója (K) négyzetének szorzata szükséges annak visszaverődési hatékonyságának figyelembevétele érdekében:
Mivel a földön észlelhető mennyiségű csapadékmennyiség található, meg lehet találni a kapcsolatot a fényvisszaverő képesség és a mért érték között. A csapadék sebessége (R) megegyezik a részecskék számával, térfogatával és zuhanási sebességükkel (v [D]):
Z e és R hasonló megfogalmazással rendelkeznek, és az egyenletek megoldásával egy ZR nevű relációhoz jutunk:
Ahol a és b a különböző csapadék típusától (eső, hó, konvektív vagy rétegkép ) függ , K, N 0 és vA legismertebb ebből a családból a Marshall-Palmer ZR reláció, amely a = 200 és b = 1,6 értéket ad. Még mindig az egyik leggyakrabban használt, mert a középső szélességi fokú szinoptikus esőre érvényes , ez nagyon gyakori eset. Más összefüggéseket találtak hó, eső zivatar , trópusi eső stb.
A röntgensugárzás bizonyos anyagokban is tükröződik, és a jelenséget az interferometriában használják a vékony rétegek szerkezetének elemzésére, és több réteg lerakódására a kémia és a fizika területén. Ez az ellipszometria kiegészítő technikája . Az ötlet az, hogy megmérjük a röntgensugárzás tükröződését egy felületen, és megnézzük a Fresnel-együtthatóktól való esetleges eltéréseket . Lyman G. Parratt professzor , az Egyesült Államok Cornell Egyetemének professzora fejlesztette ki , és egy Physical Review cikkben publikálta 1954-ben. Ha a felület nem tökéletesen sima, de inkább az adott elektron sűrűségű , akkor a reflektivitást a következőkkel lehet megközelíteni:
Vagy
Több réteg esetén a fényvisszaverő képesség különböző hullámhosszú oszcillációkat mutathat, mint egy Fabry-Perot interferométerben, amelyet fel lehet használni a rétegek vastagságának és tulajdonságainak mérésére.