反射率和光泽度的关系及转换

反射率和光泽度的关系及转换

反射率和光泽度是光学中两个重要的概念，它们分别描述了物体表面反射光的能力。虽然这两个概念看似相似，但它们之间存在本质的区别。本文将详细介绍反射率和光泽度的定义、区别以及它们之间的转换关系，帮助读者更好地理解这两个概念。

什么是反射率？

物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比，称为反射率。不同物体的反射率也不同，这主要取决于物体本身的性质（表面状况），以及入射电磁波的波长和入射角度。反射率的大小范围总是小于等于1，利用反射率可以判断物体的性质。当光束接近正入射（入射角θ约等于0）时，反射率计算公式是：

$$R=\frac{(n_1-n_2)^2}{(n_1+n_2)^2}$$

其中，$n_1$和$n_2$分别是不同介质的折射率。

什么是光泽度？

光泽作为物体的表面特性，取决于表面对光的镜面反射能力。所谓镜面反射是指反射角与入射角相等的反射现象。光泽度是在一组几何规定条件下对材料表面反射光的能力进行评价的物理量。光泽度仪的单位是GU（光泽单位），刻度是线性的，不同入射角度具有不同的测量范围：0-2000GU（20°）、0-1000GU（60°）、0-160GU（85°）。

反射率和光泽度的区别

反射率和光泽度是两种不同的概念，它们之间存在着很多不同的区别，但是有一定联系。一般来说，光反射率越高的物体光泽度越高。光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射。反射光与入射光之比，就是反射率。而光泽度是指物体表面对一定角度射入的光的反射能力，影响光泽度的主要因素是物体表面的粗糙度，以及物体本身的分子结构。

光泽度与反射率的转换关系

光泽度（Gloss）被定义为：试样表面的正面反射光量与在相同条件下来自标准板表面的正面反射光量之百分比。实际应用中，通常以折射率为1.567的黑玻璃为参照标准，假设它在理想抛光的状态下，由该平面对自然光束进行镜向反射，并定义此时的光泽度值为100.0光泽单位（Gs）。设折射率为1.567的黑玻璃的反射率为R1，准备测定物体的反射率为R2，其光泽值为GS2。根据光泽度的定义，可以得到：

$$Gs_2=100\times\frac{R_2}{R_1}$$

另外，反射率R的计算公式为：

$$R=\frac{(n_x-n_y)^2}{(n_x+n_y)^2}$$

式中，$n_x$和$n_y$分别是不同介质的折射率。因为光泽度仪在空气中使用，故设$n_x$为空气的折射率（其值为1.0003），$n_y$为1.567（光泽度单位定义中的黑玻璃）。将其代入上面的反射率R计算式得：

$$R=4.87%$$

又因为它是单面的反射率，故按照双面计算：

$$R_1=9.74%$$

这符合实际玻璃反射率值的范围。将$R_1$代入上面光泽度的计算式中，得到：

$$Gs_2=100\times\frac{R_2}{9.74}$$

反射率高光泽度就高吗？

虽然物体表面的光泽度取决于表面反射率，但是并不是反射率高的物体测量的光泽度数值就高，它与测量角度以及标准板的准确度有很大关系。测量过程所选择的入射角角度不同，测得到的结果也不相同。通常情况下，入射角度越大，检测的光泽度越大；反过来说，入射角度越小，检测光泽度越小。

根据相关的国标规定，对光泽度仪测量角度制定了标准：60°光泽度仪适应于所有光泽度表面的测量，而高光泽漆膜采用20°更为适合，低光泽采用85°光泽度仪更适合。光泽度仪的通用角度是60°，除此之外，也有一些光泽度仪厂家会创新技术，推出使用更为方便的光泽度仪。例如，三恩时NHG268三角度光泽度仪拥有20°、60°和85°三个测量角度，可以同时检测不同角度的光泽度，测量范围高达2000GU，适用于测量哑光的纸张或高光泽的镜面。