Differenze tra le versioni di "Riflessione diffusa"

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→‎Meccanismo: Rimetto il paragrafo sulla riflessione speculare, ma lo sposto, per il confronto con quella diffusa.
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(→‎Meccanismo: Rimetto il paragrafo sulla riflessione speculare, ma lo sposto, per il confronto con quella diffusa.)
Gran parte degli oggetti che vediamo tutti i giorni riflettono diffusamente la luce, bianca o colorata, tanto che si può dire che la riflessione diffusa è di gran lunga il meccanismo più importante con cui gli oggetti si rivelano al nostro occhio.
 
==Meccanismi di riflessione==
==Meccanismo==
[[Image:riflettanza_diffusa.gif|right|thumb|300px|Meccanismo di diffusione della luce da parte di una superficie solida (i processi di rifrazione non sono raffigurati).]]
===Riflessione diffusa===
La riflessione diffusa non è dovuta, come talvolta si dice, al fatto che la superficie non è perfetta, e lo si comprende dal fatto che: un pezzo di marmo di Carrara, anche se perfettamente levigato e lucidato, rimane sempre bianco, e non diventa mai uno specchio. In realtà la luce diffusa che ci ritorna dall'oggetto non viene solo dalla sua superficie, ma anche e ''soprattutto dal suo interno'', dai primi strati al di sotto della superficie<ref>P.Hanrahan and W.Krueger (1993), ''Reflection from layered surfaces due to subsurface scattering''. [http://www.cs.berkeley.edu/~ravir/6998/papers/p165-hanrahan.pdf In SIGGRAPH ’93 Proceedings, J. T. Kajiya, Ed., vol. 27, pp. 165–174].</ref> <ref>H.W.Jensen et al. (2001),'' A practical model for subsurface light transport''. In '[http://www.cs.berkeley.edu/~ravir/6998/papers/p511-jensen.pdf Proceedings of ACM SIGGRAPH 2001', pp. 511–518]</ref>, come illustra la figura, che presenta una schema del meccanismo generale con cui le superfici bianche diffondono la luce.
 
Immaginiamo che la figura rappresenti della neve, e che i poligoni rappresentino i cristallini di ghiaccio (trasparente) che la formano. Il raggio di luce che entra si riflette parzialmente (qualche percento) sul primo granello, vi entra un po' indebolito e si va poi a riflettere sull'interfaccia con il secondo cristallino, vi entra, si riflette sull'interfaccia successiva, e così via. Ogni interfaccia tra i cristallini dà una piccola riflessione ad un angolo casualmente diverso. Ognuno di questi raggi diffusi "primari" subisce poi lo stesso tipo di riflessioni camminando nell'oggetto, dando luogo a un gran numero di raggi diffusi "secondari" più deboli, che poi ne genereranno di "terziari" e così via<ref>Nella figura sono rappresentate solo le riflessioni "primarie" e "secondarie".</ref>. Prima o poi, se il materiale non assorbe la luce, tutta questa miriade di raggi torneranno alla superficie<ref>Oppure, se l'oggetto è sottile, arriveranno alla superficie opposta, uscendone come luce trasmessa diffusa.</ref>, uscendone in direzioni ormai casuali. Il risultato è che riotteniamo indietro, sparsa su tutte le direzioni, tutta la luce che avevamo mandato, e che quindi possiamo dire che la neve è bianca, nonostante che essa sia costituita da oggetti trasparenti (cristalli di ghiaccio).
Il meccanismo esposto è molto generale, perché quasi tutti gli oggetti che ci circondano sono fatti di materiali "non monolitici". I minerali sono di solito [[policristallo|policristallini]]: possiamo descriverli come un mosaico tridimensionale di [[Cristallite|cristallini]] cementati fra di loro. I materiali organici sono composti da fibre o da [[cellula|cellule]], con le loro pareti e con una struttura interna complessa e non omogenea. E ogni interfaccia, disomogeneità o imperfezione può deviare, riflettere o diffondere la luce, riproducendo così lo schema che abbiamo descritto sopra.
 
Tra i pochi materiali che non seguono questo meccanismo vi sono i metalli, che non permettono alla luce di entrare perché la riflettono o la assorbono violentemente (in uno spazio che puòdi esseresolito addiritturaè inferiore ad una lunghezza d'onda della luce); i gas, i liquidi e le sostanze amorfe (vetri, polimeri come il [[plexiglas]] o il [[policarbonato]]), che di solito non hanno discontinuità interne; i cristalli singoli, ''[[monocristallo|monocristallini]]'', come un diamante o un cristallo di sale; e materiali molto speciali, come i tessuti che compongono la [[cornea]] e il [[cristallino]] degli occhi. Questi materiali possono però riflettere (o trasmettere) diffusamente la luce se la loro superficie è irregolare, come quella di un vetro smerigliato, o, naturalmente, se la loro struttura omogenea [[cataratta|si deteriora]], come può avvenire per il cristallino degli occhi.
 
===[[Riflessione speculare]]===
Molti materiali sono in grado di riflettere specularmente la luce, purché sia possibile "lucidare" la loro superficie, cioè eliminarne tutte le irregolarità che siano confrontabili con lunghezza d'onda della luce (frazioni di [[micrometro|μm]]). Spontaneamente regolari, tra i materiali comuni, sono le superfici dei liquidi, che si dispongono con una superficie perfettamente piana, o comunque liscia, e il vetro, perché la sua struttura amorfa fa sì che le molecole, libere dalle rigide geometrie cristalline, durante la solidificazione possano seguire le tensioni superficiali, che impongono una superficie microscopicamente liscia. Solo i metalli, però, possono riflettere con efficienza la luce che li colpisce: nei normali specchi il materiale riflettente, infatti, è alluminio o argento. Tutti gli altri materiali comuni, anche se "lucidati a specchio", riflettono solo piccole frazioni di luce. Tranne che in condizioni particolari, come nei prismi di vetro usati in "riflessione totale"; o in materiali complessi, appositamente strutturati, come la pelle argentea di molti pesci.
 
La riflessione diffusa da superfici bianche, invece, può essere molto efficiente nel ridare indietro pressoché tutta la luce ricevuta, perché deriva dalla somma di tutte le piccole riflessioni che vengono dagli strati superficiali del materiale.
 
===Riflessione mista===
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