二、裝飾材料的光學性質

　　人們在建筑物內所看到的光，可分成直達光和間接光。直達光是由光源直接照射的結果，間接光是經過各界面或其他物體反射后到達的光。直達光如果是經過透光材料到達，就成為透射光。不同材料對光的反射和透射的性能不同，因此，選用不同的材料，就會在建筑空間形成不同的光照效果。在光傳播過程中，達到不同介質(如玻璃、墻等)時，入射光通量φ中的一部分被反射回原先的介質中。這部分光通量稱為反射光通量;一部分被入射的介質所吸收，稱為吸收光通量;另有一部分則透過介質進入另一側空間，稱為透射光通量。根據能量守恒定律，這三部分光通量之和應等于入射光通量，即φ=φρ+φα+φτ

　　(一)反射比、透射比與吸收比

　　1.反射比

　　指被照面反射光通量與入射光通量之比，用符號ρ表示，無量綱：ρ=φρ/φ(2―8)

　　例如：石膏的反射比為0.91，白乳膠漆表面的反射比為0.84，水泥砂漿抹面的反射比為0.32，白色拋光鋁板的反射比為0.83～0.87等。

　　2.透射比

　　指經過被照面(物)透射的光通量與入射光通量之比，用符號τ表示，無量綱：τ=φτ/φ(2-9)

　　例如，3～6mm厚的普通玻璃的透射比為0.78―0.82，3～6mm厚的磨砂玻璃的透射比為0.55～0.60，lmm厚的乳白玻璃的透射比為0.60，2～6mm厚的五色有機玻璃的透射比為0.85等。

　　3.吸收比

　　指被照面(物)吸收的光通量與入射光通量之比，用符號α表示，無量綱：α=φα/φ(2―10)

　　4.反射比，透射比與吸收比的關系：ρ+τ+α=1(2―11)

　　(二)光的反射與透射規律

　　1.光的定向反射

　　光線射到非常光滑的不透明材料，如玻璃鏡、磨光的金屬等表面時，就會發生定向反射，也稱鏡面反射。它遵循定向反射定律：即入射光線，反射光線與反射面的法線處在同一平面上，且入射角等于反射角。但是反射光的亮度和發光強度都比入射光有所降低，因為有一部分光能被吸收或透射。因此，反射后的亮度IP和發光強度/P成為：Lρ=L?ρ(2-12),Iρ=I?ρ(2-13)

　　式中L――光源原有的亮度;

　　I――光源原有的發光強度;

　　ρ――材料的光反射比。

　　發生定向反射時，在反射光線的方向上，可以清晰地看到光源的影像。但在需要避免眩光的場合，應注意由于光滑表面產生的定向反射所形成的眩光。

　　2.光的擴散反射

　　(1)均勻擴散反射

　　均勻擴散反射材料(如石膏、氧化鎂等)以及大部分粗糙、無光澤的建材，如粉刷、磚墻等，將入射光線均勻地向半空間反射。在各個方向和角度，反射光的亮度完全相同，可又看不見光源。

　　這類材料的表面發光強度遵循朗伯余弦定律：Iθ=I0cosθ(2―14)

　　式中Io――材料表面法線方向的發光強度;

　　θ――法線與某一反射方向的夾角。

　　經過均勻擴散后的亮度為：L=E?ρ/π(2―15)

　　式中L――亮度，cd/m‘;

　　E――照度，Ix;

　　ρ――材料反射比。

　　如果亮度采用的是另一個單位阿熙提(asb)，1asb=cd/┫，則有：L=E?Ρ(2―16)

　　(2)定向擴散反射

　　定向擴散反射材料如油漆表面，較粗糙的金屬表面等大部分材料，在反射方向能看到I光源的大致影像。

　　3.光的定向透射

　　光線照到玻璃、有機玻璃等光滑、透明的材料上時，會發生定向透射。如果材料的兩個表面相互平行，則透過光線和入射光線方向保持一致，見圖2―6.但是透射后的亮度Lτ和光強Iτ，將減弱成為：Lτ=L?τ(2-17)，Iτ=I?τ(2-18)

　　式中τ――材料的透射比。

　　如果玻璃不夠透明，或者表面不平行，比如凹凸不平的壓花玻璃，則透射光線會偏離原方向，使得光源影像模糊不清，但仍能使部分光線透射過去，保持一定的采光效果。

　　4.光的擴散透射

　　半透明材料(如乳白玻璃、半透明塑料等)，可使入射光線發生擴散透射，即透射光線所占的立體角比入射光線有所擴大，看不清光源的影像。擴散透射可分成均勻擴散透射和定向擴散透射兩類。

　　(1)均勻擴散透射

　　經過均勻擴散透射后，各個方向所看到的亮度相同，但透射后亮度Lτ，有所降低，成為：Lτ=E?τ/π(2-19)

　　式中L――亮度(cd/m‘);

　　E――照度(1x);

　　τ――材料的透射比。

　　若亮度采用的是另一單位阿熙提(asb)，則：Lτ(asf)=E?τ(2-20)

　　至于發光強度，均勻擴散透射后的發光強度的分布，亦遵循朗伯余弦定理：Iθ=I0?cosθ(2―21)

　　式中Io――法線方向的發光強度;

　　θ――法線與所求方向的夾角。

　　(2)定向擴散透射

　　定向擴散透射材料如磨砂玻璃等，光線透過它時，可以看到光源的大致影像，但輪廓不清晰。

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