探索反光膜原理

光是萬物之源，光學是人類最早著手研究的科學之一，無數(shù)光學研究者將畢生精力投入光學，才形成了現(xiàn)在的光學學科。

目前，中國唯一的國家級光學專業(yè)科技館——長春中國光學科學技術(shù)館（由長春理工大學代建代管），是一個以“科技之光·引領未來”為主題，以普及光學知識、展示光學科技成果、推動光學科技發(fā)展、促進光學科技國際合作交流為社會使命的光學科技場館。

日前，長春中國光學科學技術(shù)館與長春理工大學黨委宣傳部聯(lián)合策劃推出“與光同行”欄目，于周末科普一個“光學知識”，帶領大家走進“光”的世界。

本期“與光同行”，講述的是：反光膜原理。

反光膜原理

逆反射又稱作反光、回射、回歸反射、回復反射、定向反射或反向反射，是反射光線從接近入射光線的反方向返回的一種反射。

逆反射，看似是一個簡單的任務，但事實上它是相當復雜的，就像無論你在房間的哪個位置都會盯著你看的雕像一樣。

反光膜把光線反射回光源，而且是無論光源在哪個位置。例如，你在一個天文衛(wèi)星雷達那樣的球形盤面前，某個適當?shù)奈恢?，然后把球丟進那個球盤，球總是會彈回來，并且擊中你。還有就像是，你把球扔到壁球場的一個角落，它會撞到一面墻，然后另一面墻，最終回到你身邊（在這兩個例子中，你都需要站在正確的位置）。玻璃微珠反光膜（原始技術(shù)）就像衛(wèi)星雷達，微棱鏡反光膜（最新技術(shù)）就像壁球場。

下面的這張圖，顯示了4種反光膜在不同的距離下用照相機閃光燈拍攝的并排圖片，左邊的兩個反光膜是玻璃微珠結(jié)構(gòu)（工程級和高強級）；右邊的兩個反光膜是微棱鏡結(jié)構(gòu)（超強級和鉆石級）。可以看出，微棱鏡結(jié)構(gòu)的反光膜在很遠的地方都可以看到。

Ⅰ類-通常為透鏡埋入式玻璃珠型結(jié)構(gòu)，稱工程級反光膜。

Ⅲ類-通常為密封膠囊式玻璃珠型結(jié)構(gòu)，稱高強級反光膜。

Ⅳ類-通常為微棱鏡型結(jié)構(gòu)，稱超強級反光膜。

Ⅴ類-通常為微棱鏡型結(jié)構(gòu)，稱鉆石級反光膜。

很多情況下，反光和逆反射這兩個概念是很容易混淆的：所有逆反射表面都是反光的，但并非所有反光表面都是逆反射的。例如，一面鏡子，它是反光的，然而如果你用光以某個角度照射它，它就會把光反射到其他地方。這是因為它是反光的，而不是逆反射的。如果鏡子是逆反射的，光線總會回到你身邊。

鏡子反射的東西取決于你跟它的角度

這里有一張圖，可以直觀地展示這些反光膜的工作原理。第一張圖為玻璃微珠型反射膜，這是原始技術(shù)。這種反光膜大約有30% 的反光效率，而且反射范圍（也就是反光角度）比較大。對于近距離的應用場景來說，這實際上也算可以，但對于遠距離應用來說就不行了，這種反光模式類似于泛光燈，近處亮，但遠處不明亮。

玻璃微珠反光膜原理

泛光燈

下面的這張圖顯示了微棱鏡反光膜的工作原理，微棱鏡反光膜的反光效率更高，約為80%?，并且把光反射回更集中的范圍。這種反射光的模式很像聚光燈：光束在較長的距離內(nèi)保持緊密并聚集在一起。例如，燈塔的光束通過使用透鏡聚集成一束緊密的光束，可以照射到船只指引方向。

最后，需要記住的是，光束越集中，你的眼睛就越需要與光源保持一致，這樣光線被反射回來時，你才能看到它。汽車的前燈和駕駛員的眼睛就處于這樣的平行狀態(tài)，也是為什么駕駛員和乘客看到路牌亮起來，而路邊行人卻看不到任何反光的原因。

審核編輯：黃飛

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