Mikä on diffuusi heijastus?

Hajaheijastus on valon ominaisuus, joka hajoaa heijastuessaan pinnalta. Valo kulkee suorassa linjassa, ja kun se osuu kohteeseen, sen odotettua ensisijaista heijastuskulmaa kutsutaan peiliheijastukseksi. Lisäksi valo heijastuu kaikkiin mahdollisiin kulmiin ja suuntiin. Tämän hajaheijastuksen aste tai suuruus riippuu heijastavan aineen ja pinnan ominaisuuksista.

Jotkut pinnat, kuten erittäin kiillotettu metallipeili, heijastavat valoa lähes 100 %:n peilitehokkuudella. Muut pinnat, kuten joidenkin kiteiden tai nesteiden pinnat, voivat suurin osa tai kaikki kulkea pinnan ja väliaineen läpi. Useimmat maailman esineet, mukaan lukien yllä olevat esimerkit, heijastavat valoa sekä peilimäisesti että diffuusisesti vaihtelevissa määrin. Hajaheijastus on valon ensisijainen ominaisuus, jonka avulla ihmissilmät voivat nähdä kohteen.

Pääasiallinen heijastuksen määräävä tekijä on pinnan valon absorptio. Kiillotetut pinnat, kuten valkoinen marmorikivi tai satunnaisesti epäsäännölliset paperin kuidut, heijastavat hajavaloa lähes yhtä tehokkaasti. Mustat esineet imevät yleensä enemmän valoa. Jotkut luonnossa esiintyvät sekä ihmisen tekemät asiat säteilevät valoa ja peittävät pinnaltaan hajaheijastuksen erottaakseen ne esineinä.

Valo absorboituu ja heijastuu pinnoilta nanomittakaavassa. Näkyvän valon, violetista punaiseen, aallonpituus on 380-780 nanometriä (nm). Pinnat, joiden molekyylirakenne on sympaattinen tietylle aallonpituudelle, heijastavat sitä. Muut kulkevat sen läpi, kunnes säde kohtaa heijastavan pinnan sen alla. Tässä mittakaavassa kaikki pinnat ovat jossain määrin epäsäännöllisiä.

Esineen väri määräytyy sen hajaheijastuksen perusteella. Spekulaarinen heijastus, kuten auton veistoksellisen muodon kimaltelevat kohokohdat, on lähes 100 % valonlähteestä. Viistot valonsäteet muusta rungon maalista absorboituvat osittain, ja vain kapeampi aallonpituus, kuten kirsikanpunainen, heijastuu kaikkiin suuntiin, myös ihailijan silmiin.

Kolmella materiaalityypillä ei ole hyvää hajaheijastavuutta. Niihin kuuluu molekyylitiiviitä aineita, kuten metalleja, jotka eivät päästä valoa läpi. Tähän luokkaan kuuluvat myös aineet, kuten kaasut ja lasi, joilla on löysät molekyylirakenteet, jotka päästävät lähes kaiken valon läpi.
Lisäksi hyvin yksinkertaiset tai erittäin monimutkaiset kiderakenteet absorboivat valoa ja taittavat sen pinnan läpi sen sijaan, että he heijastisivat siitä. Timantit, suola ja joidenkin hyönteisten kova kuori tai suomut kuuluvat tähän luokkaan. Hajaheijastusta on käytetty myös valokuvaustekniikan terminä valonlähteen heijastamiseen kohteeseen tasaisemman, vähemmän suunnatun valaistuksen aikaansaamiseksi.