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物体表面的亮度与物体表面光滑程度的关系

物体表面的亮度与物体表面光滑程度的关系

物体表面的亮度与物体表面光滑程度的关系生活中往往存在着简单而蕴含科学道理的现象。

生活中人们对不同物体的表面结构的特点,有较全面的了解,当人们看到或触摸到某一物体时,便能很快地辨别这一物体的外表结构特征,这是由于材料、结构的不同所呈现出来的。

就物体的表面结构来讲,大体可分为三类,即粗糙的表面结构,平滑的表面结构和透明物体及镜面的表面结构。 三类物体的表面各具不同的反光特性,粗糙表面上当光线投射到物体表面上时,光线呈漫反射状,亮度均匀,人们从各种角度观察时,亮度没有多大变化;平滑表面对投射其上的光线呈混合反射状(既有漫反射也有单向反射),其漫反射与单向反射的成份多少,应视表面光滑的程度而定;透明物体则对投射其上的光线呈单向反射状,只在投射光的反射角方向或折射角方向上形成明亮的光斑,这些较高的光斑与物体的暗部相比,二者容易构成较大的亮度间距。 有一次,我在家里拖地,从厨房一直到卧室,但我发现厨房里的水泥地十分黯淡,少有光泽而卧室的地板显得十分明亮,能照亮影子,这就引起了同样是地面我的深思:同样是地面,为什么光泽程度却远远不同呢?于是,我想到了进行试验,我把水泥地和地板进行对比试验。

我先用手触摸两种不同地面的表面,发现地板的表面比水泥地的表面光滑的多。 厨房里的水泥地仔细用拖把托过后,虽然干净了许多但仍然无法与地面相比。

当时我就想:这两块地的光滑程度远远不同,那么地面的亮度是否与地面的光滑程度有关呢?我取来一个放大镜仔细观察水泥地面,它显得凹凸不平,于是,我在水泥地圈出一块地方,取名为A区,再在地板上观察,另外地板上圈出一块地方,取名为B区,我在A、B区同时进行打扫,打扫完毕后,我发现吧B区擦拭后,表面明显变亮了许多,在阳光下A区有光泽,但明显不如B区亮。

为了避免这次实验的误差,我又向学校的物理老师找来了两块放大N倍的地板和水泥地面,一个红色激光笔和白色强光灯等光学仪器,从家里自带喷雾器,为了必要时显示光路,实验时在一个比较暗的环境中,模拟光线在照射到物体表面发生的反射,结果地板表面的亮度远远大于水泥地表面的亮度。

为什么两者会产生这样的差别呢?我想到了前段时间,我的物理老师马老师,曾经说过,光线会发生镜面反射和漫反射,像水泥地这样粗糙不平的表面,光线照上去会发生漫反射,光线会向四面八方反射,所以看让去没什么光泽,而地板上很光滑,如果进行擦拭之后,它的表面就会变得很光滑。 通过这次实验,我证实了一个物理学上道理:物体表面的亮度与表面的光滑程度有关。

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