Отражение на светлината върху мокри повърхности или

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 16 12. 2018 12:55 # 45969

Бих искал да задам въпрос, на който все още не съм успял да намеря задоволителен отговор. Бих се интересувал защо отражението на източници на светлина върху мокри повърхности като път или водна повърхност изглеждат като удължени линии, които се простират вертикално надолу (или перпендикулярно на повърхността).

Ето два примера:

Ясно ми е, че поради неравностите на повърхността и „огледалния ефект на водата“ светлината се разсейва във всички възможни посоки и следователно не може да се види огледален образ на светлинния източник, а замъглено, разпределено изображение. Но не мога да си обясня защо отражението не изглежда като удължена повърхност, а просто като вертикална линия.

Един от последните видеоклипове на г-н Гаснер беше за отражението на светлината и научих, че законът на отражението, както го научавате в училище, всъщност не е правилен, защото светлината всъщност се отразява във всички възможни посоки, не само по посока на ъгъла на падане = ъгъл на отражение. Очевидно само някои приноси на светлина се елиминират, така че отражението се появява като ъгъл на падане = ъгъл на отражение. Не разбрах обяснението, че на 100%, честно казано (вероятно беше твърде опростено за това).
И сега предполагам, че зададеният от мен въпрос не може да бъде обяснен толкова тривиално, тъй като законът на отражението е много по-сложен по своята действителна същност.

Следователно бих се радвал на разбираемо обяснение или дори по-добро: видео по темата
Ако уравненията улесняват обяснението, и при мен това е добре.

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Свързани теми

Тема на темата Дата на последния пост

Вода и CO2	Неделя, 02 юли 2017 г.
Вода на земята	Петък, 29 май 2020 г.
Вода на Марс.	Петък, 10 август 2018 г.
Падаща абсолютна нула; течна вода	Вторник, 11 февруари 2020 г.
светлина	Неделя, 11 февруари 2018 г.

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 17 12. 2018 20:30 # 46036

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлина върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 16:08 # 46106

много благодаря за отговора. Това обаче не обяснява ефекта, защото почти винаги можете да подравните огледало, така че да можете да видите източника на светлина; И с произволно вълнообразна водна повърхност или груба пътна настилка, светлината теоретично може да бъде отразена от всяка точка във всяка посока, поради което бих очаквал да видя отражения, разпределени по повърхността, а не дебел лъч.

Но възприех идеята като възможност да напиша сценарий, който би трябвало да симулира чрез проследяване на лъчи как светлинен източник (напр. Луната) се отразява върху отразяваща повърхност (напр. Вода). За тази цел лъч се изстрелва през всеки пиксел на камерата и се проверява дали се сблъсква с повърхността на водата. Ако е така, лъчът се отразява в точката на сблъсък чрез ъгъла на падане = ъгъла на отражение и се проверява дали попада в източника на светлина (сфера).
Ако нищо не бъде ударено, пикселът се чертае в черно. Ако водната повърхност е ударена, но не и топката, тогава тя е нарисувана в синьо. И ако топката е ударена директно или чрез отражение от водната повърхност, пикселът се изчертава в бяло. Резултатът изглежда така:

Както се очаква, можете да видите източника на светлина като чиста игра.

Сега можете също да кажете, че когато светлинният лъч удари водната повърхност, се удря произволно подравнено микроогледало, което леко отклонява светлината. За целта математически използвах уравнение на равнината, чийто нормален вектор се отклонява случайно от този на водната равнина. Отклонението се определя равномерно разпределено и е между 0 и фиксирана максимална стойност, напр. 1 °. Ще изглежда така:

Тъй като е доста пикселиран, се опитах да изчисля общо няколко микроотражения на лъч, които, когато ударят топката, се осредняват, за да образуват цветна стойност. Изглежда така за максимално отклонение от 1 °:

И снимките показват това, което също бих очаквал: изображение на сферата, която в зависимост от грапавостта на повърхността става все по-измита (докато на практика не се окажете с дифузно разпределение на светлината). Тук не се образува линия!
Това означава, че този модел не отразява точно реалността. Но как изглежда правилният модел?

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлина върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 21:48 # 46116

Тези изображения са нереалистични за големи разстояния.

И двата лъча на слънцето пристигат практически паралелно, както и отраженията, разсеяната светлина не стига толкова далеч. (моето предположение)

Такъв е случаят с мокри пътища, когато влагата е много хлъзгава, така че има малко разсейване.

За дифузното изображение лъчите трябва да се отразяват като на странична стена, така че вълните трябва да се движат отдясно наляво, когато се гледат от наблюдателя, но обикновено те се движат към брега (наблюдател). В допълнение към дясно-лявото отражение, те също трябва да бъдат отразени нагоре и надолу. толкова по-сложни, отколкото просто нагоре и надолу, както при външния вид на линията. (звучи по-добре, мисля).

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 22:25 # 46121

ра-рейч написа: Тези изображения са нереалистични за големи разстояния.

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 22:39 PM # 46123

ра-рейч написа: Тези изображения са нереалистични за големи разстояния.

Тогава те трябва да са нереалистични дори за малки разстояния, защото наблюдаваме линейния ефект, независимо колко далеч е източникът на светлина.
Намирам въпроса наистина вълнуващ и съм си го задавал много пъти.

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 22:41 # 46124

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 22:43 # 46126

ра-рейч написа:

ra-raish написа: Тези изображения са нереалистични за големи разстояния.

Има и петнистия модел.

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлината върху мокри повърхности или вода 20 12. 2018 23:05 # 46129

ra-raish написа:

ра-рейч написа: Тези изображения са нереалистични за големи разстояния.

Има и петнистия модел.

О, мислех, че имате предвид конкретно наличието или отсъствието на модела на линията.

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.

Отражение на светлина върху мокри повърхности или вода 21 12. 2018 04:17 # 46140

Здравей Марко,
Трябваше да се справя с проблема, защото рисувам картини и отраженията играят голяма роля в тях. Запитах се колко голям е обектът в огледалното изображение (конвенционално огледало), в зависимост от ъгъла на гледане, и стигнах до заключението, че размерът се променя с косинуса на ъгъла на гледане.

Неосигуреното ми обяснение за асиметричното изкривяване на огледалното изображение поради мокрия път:

Ако пътят беше гладък като огледало, щяхте да получите точно огледално изображение на фара на автомобила. Под ъгъл от 0 ° (с главата на пътя) в оригинални размери. Когато ставате, постепенно намалявате до 0, когато сте точно над фара (= 90 °).

А сега си представете огледален Гофрирано желязо че сте сложили пред колата. И се върнете 20 метра назад. Винаги ще има ъгъл на повърхността на гофрираната ламарина, който според законите на оптиката (или както искаме да го наречем след новото видео) насочва светлината от фара на автомобила към вашето око. Огледалният образ на фара изглежда разтегнат, но са вмъкнати тъмни линии. Редуват се светли и тъмни зони. За това огледалното изображение е удължено.

За да проверя това, направих експеримент с подова лампа и огледало за бръснене: Лампата свети до пода и може да се види точно в едно положение на огледалото, като огледалото лежи хоризонтално на пода и определено разстояние между окото и огледалото. Да кажем на една ръка разстояние от мен. Ако избутам огледалото по-далеч от себе си, лампата изчезва, ако го придърпам по-близо, също. НО: Ако го дръпна по-близо и го наклоня леко вертикално, тогава и тук мога да видя лампата. Това върви чак между лампата и мен. Не върви надясно и наляво. Тогава ще трябва да се добави огледалото хоризонтална да се накланя.

Стъклото може да се наклони хоризонтално. Не вода. Водата остава подравнена хоризонтално (Всичко на всичко). В това отношение мокрият път не се различава от езерото без вятър. Макроскопски.

За съжаление се оказва микроскопичен едно възражение:

Микроструктурата образува неравности по повърхността. Те изхвърлят повърхността на нивото на водата, тъй като водата не тече 100% равномерно поради повърхностното напрежение и адхезивните сили. Водата покрива подутините и е равномерна не точно. Във всички посоки. Като стъклени мрамори.
Ето защо, нека си представим море от топчета вместо асфалтовата повърхност пред фара: Сега всички топчета ще допринесат за изображението, пристигащо на ретината. И дори най-крайните вдясно и крайно вляво. Поне така мисля. Но съотношението бързо ще намалява към страните, тъй като интензивността на светлината намалява с квадрата на разстоянието и (аз сам го помислих, кой знае по-добре, бих искал да го коригирам), защото ъгълът на гледане, от който виждам сферата, става все по-остър и защото тук отново видимата отразяваща повърхност намалява с косинуса. 2 ефекта, които карат светлинния конус да остане доста ограничен до зоната пред фаровете на автомобила. Но ръбовете също трябва да отразяват практически без ограничения.

И все пак: Тези повдигнати части на улицата са само малка част от повърхността. Като островите в Индонезия. Най-голямата и най-важна част от повърхността е гладка, т.е.легнала хоризонтално. Но улицата отдолу не е напълно равна. Подобно на огледалото за бръснене от по-рано, понякога е по този начин, понякога е извито и наклонено. Но НАЙ-ВЕРТИКАЛНИ. И дъното е, че той образува форма като гофрирано желязо.

Ерго: Номерът е: трябва да се справя с много огледала на моята улица, едно от които винаги пасва. Но поради наклона на водата да се подравнява хоризонтално, светлината, която удря земята между мен и прожектора, ще ме достигне по-рано от (по-редките) отражения на малките микроогледала, подравнени под други ъгли в покрайнините. (Което теоретично също трябва да е там).
Така е и заради водата и нейната гладка повърхност на неравна повърхност.

Моля, влезте или се регистрирайте, за да се присъедините към разговора.