Способ определения спектральных направленно-полусферических коффициентов отражения

(11) 543868 Союз Советскнн Соцнапнстнческнн Реапубпнк61) Дополнительное к авт, саид-ву22) Заявлено 17,12,74 (21) 2085011/2 1)М. К Со 48 присоединением а иосударственныи комитетСовета Миннстроа СССРпо делам изобретенийи открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЬ НАПРАВЛЕННО-ПОЛУСФЕРИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ 2 Изобретение относится к области измерения фотометрических свойств материалов и может быть использовано для определения направленно-полусферических коэффициентов отражения непрозрачных изотропных поверхностей в оптическом диапазоне спектра,Известен способ определения спектральных направленно-полусферических коэффициентов отражения, согласно которому исследуемый образец освещают направленным пучком све р та и измеряют поток, отраженный в полусферу над поверхностью образца. Величину падаюещго потока измеряют аналогичным образом, направляя пучок света на эталонный отражатель 13, 15В инфракрасной области спектра данный способ не может быть использован для определения угловой зависимости направленно-полусферических коэффициентов отражения непрозрачных пэстропных поверхностей Я при любом задаю ом - . - .э освещения. Наиболее близким по тех-г - ;ой сущности к предлагаемому сп"себу я. - ;яется способ определения спектральных направденно-полусферических коэффициентов отражечия путем освешения направленным пучкОмсвета и измерения света, отраженного отЬобразца и эталона 121,Однако оба эти способа не позволяют определить спектральные направленно-полусферические коэффициенты отражения 1 непрозРачных изотропных поверхностей в инфракрасной области спектра при любом угле освещенияЦель изобретения - определениеспектральных направленно-полусферических коэффициентов отражения непрозрачных йзотропныхповерхностей в инфракрасной области спектра при любом заданном угле освещения, 9Достигаетея это благодаря тому, чтопоследовательно освещают образец и эталонпо нормали к поверхности и измеряют интенсивность света, отраженного в направлении,обратном направлению освещения, измеряютиндикатрису обратного отражения образца,освещают образец и эталон при угле падения Юотносительно нормали к поверхности иизмеряют интенсивность света, отраженногов зеркальном направлении, затем поворачивеют образец и измеряют угол поворота, при котором интенсивность отраженного света в два раза меньше интенсивности света, отраженного образцом в зеркальном направлении, и рассчитывают величину на 5 правленйо-полусферического коэффициента отражения по формуле3(8 оо) - р - -р к соо"8)а кв) и,(6,60-4 о 6 048) "в фо фв" зо-к,) за)я направленного пучка света относительно нормали к поверхности (угол освещения), для которого определщот величину направленно-полусферического коэффициента отражения Нв 2 Й);-френелевские коэффициенты отра- фТо 1 РВ, женин эталонного зеркала; й й ( ыходной сигнал приемника излуф эо, чения, регистрирующего интенсивность света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения от образца и эталона, соответственно, при освещении по нормали к поверхности;Й(ЮЪЩ) - выходной сигнал приемника, регистрирующего интенсивность света, отракенного в зеркальном направлении от образ 60 ца и эталона; соответственно, при угле осве р ния 8А ( угол поворота абразцао при котором интенсивность отраженного от него света в два раза меньше интенсивности света, отиженного образцом в зеркальном направлении;п,М-(коэффициенты, определяемые по индикатрисе обратного отражения;40а)-телесный угол поля зрения приемнйка излучения.Предложенная .последовательность( операций позволяет определять величину направленно-аищусферических коэффициентов отражения, измеряя интенсивность отраженного света, а не потоки, отраженные в полусферу. С помощью первой операции из предложенной их последовательности, поочередно ос вешая образец и эталон по нормали к поверх-, ности и измеряя интенсивность отраженного от них света, определяют величину двунаправленного коэффициента отражения, равнуюй,/и)р где Йр Й -выходной сигнал приемника иО 1 лучения, регистрирующего интенсивность света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения, от образца и эталоча, ссответственно; 60 40 -френелевский коэффициент отражения 1-Оэталона (эталонного зеркала) .Ио второй операции, посредством которой определяют индикатрису обратного отражения, производят измерения относительного изменения интенсивности света и:-гвисимости от угла освещения.Предлагаемый способ основан на том,что пространственную индикатрису поверхнось ной составляющей отражения для непрозрачных изотропных поверхностей с направленно- рассеянным характером отражения можно представить в виде эллипсоида вращения с большой осью, ориентированной в направлении зеркального отражения. Плоскость сечения эллипсоида, проходящая через большую ось, дает плоскую индикатрису отражения в виде эллипса, Параметром, характеризующим степень вытянутости такой индикатрисы, является отношение большой оси эллипса к малой, т, е. параметра параметром, нормирующим большую ось эллипса к количественной мере, является на- правленныйкоэффициент яркости р . Оба параметра связаны с величиной направленно- полусферического коэффициента отражения соотношениемя(о,вв):рьян/(а(для определения велчины параметрав заявленном способе определения направленно-полусферических коэффициентов отражения необходимо измерить угол ю 6, при котором интенсивность отраженного от образца света в два раза меньше интенсивности света, от-о раженного образцом в зеркальном направлении. Для случая нормального падения угол половинной интенсивности о по индикатрисе обратного очражеййя определяется из выражения, следующего иэ уравнения эллипсаЬ щ(осоойй-сон Йа ) /мийо,130%, (2)где ф - отношение осей эллипса при нормальоном падении света на образец, коэффициент яркости которого в обратном направлении равенПо индикатрисе обратного отраженияопуеделяют параметры (1 и М, характеризуюшие вклад направленного коэффициента яркости в зеркальном направлении равномерно-рассеянной компоненты отражения, с учетом которой направленно-полусферический коэффипи 543855ент отражения для случая нормального падения равенгде К. Е К(БО (, и=0501/х(БО /О,(09 (5(10К (5 д) и(60) .- значения относителен ной индикатрисы обратного отражения при угО о лах поворота образца 50 и 60,При любом заданном угле освещения Я измеряют двунаправленный коэффициент отра-б жения образца в направлении зеркального отражения и угол поворота образца с( при котором интенсивность отраженного света в два раза меньше интенсивности света, отраженного в зеркальном направдении, и, сог- ф ласно выражениям (2), (3) и (4) величину направленно-полусферического коэффициента отражения рассчитывают по формуле 2(В,Ь) (Ъ - - р Кс 8 8 и в ив н,ы 44 р М,(В) е Ио (6,80-4,6 ча(. ) с" Ие +р Исоа"6 (ЪО+4 е) 30 -е "авэоаИзмерения, выполняемые по предлагаемому способу, проводят в следующей последовательности,. Исследуемый образец освещают направленным пучком света строго по нормали к его поверхности и измеряют интенсивность 3" света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения. Аналогичным образом . измеряют интенсивность света, отраженного от этвлонного зеркала,Отношение измеренных интенсивностей дает величинудвуна правленного коэффициента отражения образца для данных условий освещения-наблюдения. Затем образец поворачивают, причем величину угла поворота устанавливают дискретно с шагом 5-10 мин в диапазоне углов поворота 45 0-5 и с шагом 5-10 в диапазоне углов 0 аО о поворота 5-85, При угле поворота 85 освещенная поверхность полностью заполняет по ле зрения приемника, При каждом установленном угле поворота измеряют интенсив ность света, отраженного от образца в направлении, обратном направлению освещения, Значения измеренных интенсивностей света, нормированные к интенсивности света, отраженного при освещении образца строго по нормали к поверхности, в зависимости от угла поворота образца, представляют собой индикатрлсу обратного отражения т" (с 6) По полученной зависимости т" (с(,) с помощью соотношений (5) определяют параметры60И, и )(,характеризующие вклад в величину двунаправленного коэффициента отражения равномерна рассеянной компоненты отражения. Устанавливают угол освещения В и измеряют интенсивность света, отраженного от эталонного зеркала, На месте эта- лона располагают образец и в тех же усло виях измеряют интенсивность света, отраженного от образца в зеркальном направле нии, Затем образец поворачивают и измеряют угол поворота, при котором интенсивность отраженного света оказывалвсь в дваФ др ж раза меньше интенсивности света, отраженного образцом в зеркальном направлении. Искомую величину направленно полусферического коэффициента отражения рассчитывают для установленного угла освещения по результатам измерений с помощью формулы (6),формула изобретения й(8) Йо и 1р- - р Р М 9 И Е й 9 о о(ЗО+Ке)0-се) ф 490где лд - угол падения направленного пучка света относительно нормали к поверхнсс и (угол освещения ют величину направ оэффициента отраж, для которого определяенно-полусферическогония 3(9,29); Способ определения спектральных направ. ленно-полусферических коэффициентов отра женки путем освещения направленным пучком света и измерения света, отраженного от образца и эталона, о т л и ч а ю щ и - с я тем, что, с целью определения направленно-полусферических коэффициентов отра-жения непрозрачных изотропных поверхностей в инфракрасной области спектра при лю бом угле освещения Ц, последовательно ос. вещают образец и эталон по нормали к поверхности и измеряют интенсивность света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения, измеряют индикатрь су обратного отражения образца, освещают образец и эталон при угле падения 8 отно. сительно нормали к поверхности и измеряют интенсивность света, отраженного в зеркальном направлении, затем поворачивают образец и измеряют угол поворота, при котором интенсивность отраженного света в два раза меньше интенсивности света, отраженного образцом в зеркальном направлении, и рассчитывают направленно-полусФерический коэффициент отражения по формуле:543855 Составитель А. ШеломоваРедактор Е. Гончар Техреп А. Богдан Корректор Н. Ковалева Заказ 811/61 Тираж 1052 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд. 4/5филиал ППП фПатентф г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Др, -Френелевскио коэффициенты отражения эталонного зеркала;й К - выходной сигнал приемника излучения, регистрирующего интенсивность света, отраженного в направлении, обратном напраф- лению освещения, от образца и эталона, соответственно, при освещении по нормали к поверхности;К(6), Я 8-выходной сигнал приемника; регистрирующего интенсивность света, отраженного щ в зеркальном направлении от образца и этно. на, соответственно, при угле освещения,9;с -угол поворота образца, при котором интенсивность отраженного от него света в два раза меньше интенсивности света, отраженного образцом в зеркальном направлении; п,й-коэффициенты, определяемые по инднкатрисе обратного отражения;ю телесный угол поля зрения приемникаФизлучения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Борбат А. М. и др. Оптические измерения, К 1967, стр. 123.2. Кропоткина М, А. Известия ЛЭТИ,1966, вып. 55, стр. 106 (прототип).