Научно о привычном. Глава 2: Технология световозвращения

Вспомним основные моменты:

• Световозвращение — это явление, при котором свет возвращается объектом или материалом в направлении источника света.
• Световозращающие материалы, такие, например, как пленки для дорожных знаков, используют микросферы и микропризмы для перенаправления света в сторону источника, используя различные принципы отражения, пропускания и поглощения света.
• Микропризматические элементы в большинстве случаев более эффективны в световозвращении, но при этом количество возвращаемого ими света в отличие от микросфер в значительной степени зависит от угла наблюдения.

Световозвращение это явление, при котором свет отражается в сторону источника. Световозвращающие элементы — устройства, отражающие свет в сторону источника — используются на дорогах для того, чтобы отражать свет в направлении фар транспортного  средства.

На рисунке выше показан конус света фар автомобиля. Часть лучей этого светового конуса достигает поверхности дорожного знака, после чего отражается световозращающими элементами, в данном случае пленкой, из которой изготовлено изображение дорожного знака. При этом формируется конус отраженного света, который возвращается в сторону автомобиля.  Этот конус называется конусом световозвращения. Существует две основные технологии, позволяющие получить эффект световозвращения: микросферы и микропризмы.

Микросферы

Микросфера преломляет лучи света в направлении оптического фокуса (расположенного за пределами микросферы), после чего лучи отражаются от специального алюминиевого покрытия противоположной полусферы и, снова преломившись на выходе из микросферы, устремляются в направлении своего источника.

Благодаря особенностям своей формы (можно смело утверждать, что сфера является самой симметричной трехмерной фигурой) микросферы обеспечивают равномерное световозвращение независимо от углов наблюдения. Тем не менее, также в силу особенностей своей формы, невозможно обеспечить 100% заполнение поверхности микросферами. Кроме того, оптический фокус сферы лежит не на ее поверхности, а за ее пределами, поэтому эффективность световозвращения обратно пропорциональна расстоянию падающего луча от оптической оси сферы. Проявляется эта особенность в виде «темного кольца» - части поверхности сферы, где световозвращение крайне неэффективно или же не происходит вообще.

В завершение всего отражающее покрытие, наносимое на поверхность сферы в процессе металлизации, поглощает часть света, что также снижает эффективность световозвращающих материалов на микросферах.

Микропризмы

Микропризмы, которые используются в световозвращателях, чаще всего выглядят, как угол куба, и имеют четыре грани - три боковых и одну фронтальную. Геометрически такой элемент представляют из себя тэтраэдр, но общепринятым названием является «уголковый отражатель».