Способ определения спектральных направленно-полусферических коффициентов отражения Советский патент 1977 года по МПК G01N21/48 

(54)

СПОСОБ ОПРЕ/ШЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ НАПРАВЛЕННа-ПОЛУСФЕРИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОБ ОТРАЖЕНИЯ веют образец и измеряют угол поворота, при котором интенсивность отраженного света в два раза меньше интенсивности света, отраженного образцом в зеркальном направле1ши, и рассчитывают величину на правленно-лолусфернческого коэффициента о ражения по формуле .-,|Si.-;i.4(MO-,6egoCe)rf N -(ао-аг,)(эоыв) N;/ot coS 8 где 9 -угол падения направленного пучка света относительно нормали к поверхности (угол освещения), для определяют величину направленно-полусферического коэф фициента отражения Р 8. 8ft), k р -ч(|ренелевские коэффициенты отражения эталонного зеркала; N , Njpj -выходной сигнал приемника излучения, регистрирующего интенсивность света, отраженнсяо в направлении, обратном на правлению освещения от образца и эталона, соответственно, при освещении по нормали к поверхности; N(Q),K,(() - выходной сигнал приемника, регистрирующего интенсивность света, отраЬкенного в зеркальном направлении от образ да и эталсвш; соответственно, при угле осве |щения 0 ; аС,|-угол поворота образца, при котором интенсивность отраженнся о от него света в два раза меньше интенсивности света, от)аженного образцом в зеркальном направлении;n,k-(Коэффициенты, определяемые по индикатрисе обратного отражения; О телесный угол поля зрения приеынжа излучения. Предложенная последоватепьн ость опера ций позволяет {шределять величину направленно-полусферических коэффициенте отра- жения, измеряя интенсивность отраженного света, а не потгаси, отраженные в полусферу. С помшцью первой операции из предложенной их последовательности, поочередно оо вещая образец и эталон по нормали к поверхности и измеряя интенсивность отраженного от них света, (шределяют величину двунаправленного коэффициента отражения, равну (NO/N,O)P ««N,,N -выходной сигнал приемника иэлучения, регистрирующего интенсивность света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения, от образца и эталона, соответствен но .60 р .ренелёвский коэффициент отражения эталона (эталонного зеркала). Во второй операции, посредством которой определяют индикатрису обратного отражения, производят измерения относительного изменения интенсивности света в «висимости от угла освещения. Предлагаемый способ основан на том, что пространственную индикатрису поверхностной составляющей отражения для непрозрачн ных изотропных поверхностей с направленнорассеянным характером отражения можно представить в виде эллипсоида вращения с больщой осью, ориентированной в направлении зеркального отражения. Плоскость сечения эллипсоида, проход5пцая через большую ось, дает плоскуто индикатрису отражения в виде эллипса. Параметром, характеризуквцим степень вытянутости такой индикатрисы, является отношение большой оси эллипса к малой, т. е. параметр fc а параметром, нормсфующим большую ось эллипса к копнчественнсй мере, 5шляется на правленный коэффициент яркости . Оба параметра связаны с величиной направленнополусферического коэффициента отражения соотношениемP(o;2«)peHtV() (1} Для определения велчшпл параметра t в аявленном способе:определения направлено-полусферических коэффициент ж отражения еобходимо измерить угол об , при котором нтенсивность отраженного от образца света два раза меньше интенсивности света, oiw аженного образцом в зеркальном направлеии. Для случая нормального падения угол поовинной интенсивностис по индикатрисе братнсяО отраженш «жределяется из выраения, следующего из уравнения эллипса t,(acos а V zd зо%„, (а) де ф - отношение осей эллипса при нормальом падении света на образец, коэффициент ркости которого в обратном направлении раенQ.f «.Wnp N30 о По индикатрисе обратного отражения определяют параметры и и k , характеризующие вклад направленного коэффициента яркости в зеркальном направлении равномерно-рассе$шной компоненты отражения, с учетом которой направленно-полусферический коэ4 фи1Шент отражения для случая нормального паде Ния равен 1{8,а) 4) К (60), n )/f(,i09 5) f (би) и { (Q(3) .- значения относитель ной индикатрисы обратного отражения при уг лах поворота образца бо и 60 При любом заданном угле освещения В измеряют двунаправленный коэффициент отра жения образца в направлении зеркального отражения и угол поворота образца сСд при котором интенсивность отраженного света в два раза меньше интенсивности света, отраженного в зеркальном направдении, и, согласно выражениям (2), (3) и (4) величину направленно-полусферического коэффициента отражения рассчитьтают по формуле «l«.-)Sr,(,Pe-tPe - 8 jMO-4,6ggoLe Aj р R cos ()(30-oCfl) N,0 Измерения, выполняемые по предлагаемо му способу, проводят в следующей последовательности, Исследуемый образец освещаю направленным пучком света строго по нормали к его поверхности и измеряют интенсивность света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения. Аналогичным образо измеряют интенсивность света, отраженного от эталонного зеркала. Отношение измерен- ных интенсивностей дает :величину двунаправленного 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 прворота 0-5 и с шагом 5-10 в диапазоне угле псжорота 5-85° . При угле поворота 85,OQg шенная поверхность полностью заполняет поле зрения приемника. При каждом устанс®ленном угле поворота измеряют интенсив- ность света, отраженного от образца ; в направлении, обратном направлению освещений. 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 индикатрису обратного отражения г (о) . По полученной зависимости-f (оС) с помощыо соотношений (5) определяют параметры П . и k ,характеризующие вклад в величину двунаправленного коэффициента отражения равномерн(-рассеянной компоненты отражения. Устанавливают угол освещения и измеряют интенсивность света, отраженного от эталонного зеркала. На месте эта-i лона расп1элагают образец и в тех же условиях измеряют интенсивность света, отраженного от образца в зеркальном направлен НИИ. Затем образец пс орачивают и измеряют угол поворота, при котором интенсивность отраженн{яго света оказывалась в два раза меньше интенсивности света, отразтенного образцом в зеркальном направлении. Искомую величину налравленночюлусферического коэффициента отражения рассчитывают для установленного угла освещения по результатам измерений с помощью формулы (6), Формула изобретения Способ определения спектральных напрев ленно-полусферических коэффициент отражения путем освещения направленным пучком света и измерения света, отраженного от образца и эталона, отличающи{ с я тем, что, с целью определения направленно-полусферических коэффициентов отражения непрозрачных изотрснгаых псдаерхностей в инфракрасной области спектра при любом угле освещения 0 , последовательно ос вещают образец и эталон по нормали к поверхности и измеряют интенсивность света, отраженного в направлении, обратном направлению освещения, измеряоот индикатр1«су обратнот-о 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 рассчитьшают направленно- юлусферическнЙ коэффициент отражения по формуле: «. ife-P.-fee- рде @ - угол падения направленного пуЧка света относительно нормали к поверхности (угол освещения), для которого определяют величину направленно-полусферического коэффициента отражения 1(0,211);

р р -френелевскио коэффициенты отражения эталонного зеркала;

р. выходной сигнал приемника излуче ния, регистрирующего интенсивность света, отраженного в «алравлении, обратном напраф- лению освещения, от образца и эталона, соответственно, при освещении по нормали к повэрхнсх:тк;

NCft), N Q -выходной сигнал приемника, регистрирующего интенсивность света, отраженного IQ в зеркальном направлении от образца и этаЛсм. на, соответственно, при угле освещения,Qj

о( -угол поворота образца, при котором интенсивность отраженного от него света в

два раза меньше интенсивности света, огрлженного образцом в зеркальном направлении;

n,k -коэффициенты, определяемые по индикатрисе обратного отражения;

(Ю -телесный угол поля сзрения приемника излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Борбат А. М. и др. Оптические измерения, Км 1967, стр. 123.

2.Кропоткина М. А. Известия ЛЭТИ,

1966, вып. 55, стр. 106 (прототип).