纖維反射光、應用及與纖維顏色和色光的關系

1.反射光的分布及光澤
紡織纖維及其加工產品在平行光束入射時，反射光比較復雜。首先纖維截面形狀比較復雜，許多纖維截面近似圓形或橢圓形，導致表面一次反射光方向分散（圖1）。其次，由于纖維折射率一般在１．５左右，折射光在纖維后表面從反射到入射方向有兩次反射透射及高次反射透射（圖2）。因此，平行入射光束照射下的反射不是平行光束，而是呈一定分布（帶有部分散射性質）。對于平面的紡織材料（織物等），平行入射光束產生的在入射側半球中的反射光分布如圖3所示。

圖1  纖維表面一次反射光

圖2   纖維二次及高次反射光

圖3  入射側半球反射光球狀分布

3 r* K3 @$ l1 N. {' l/ K

2.紡織材料的顏色和色光
( f7 R) u' d8 ~9 E折射光在穿越纖維內部時，不僅會與纖維物質發生作用，還會與纖維中的染料分子發生作用，這時穿越纖維內部的光在相應的光譜段被吸收，其中的ｌ就是在纖維內部穿越的距離。在穿越過程中，染料分子的選擇性吸收，使高次反射光中部分波長的光被吸收減少，從而使反射光中顯示出相應吸收光區補色的顏色。
' m; o. q# w; B1 `$ k( C# D但是如上所述，纖維表面一次反射光的反射并不在幾何界面上（圖），而是進入物質一定厚度δ，δ的值隨光波長的不同而不同，且大約接近光波波長的數量級。紡織材料染色后染料的分布在纖維中不是均布的，纖維表層染料分子的吸收光譜與穿越纖維內部的吸收光譜也不盡相同，從而紡織品在入射光方向不同及觀察方向不同的情況下，觀察到的顏色并不相同，習慣上將上述表面一次反射光的顏色稱為“色光”，因而紡織材料染色后的“顏色”和“色光”不盡相同，如藍色染料的命名中有“紅光藍”、“綠光藍”、“黃光藍”等名稱。因此，紡織品的光澤對顏色的表達有一定程度的干擾，目前這方面的研究工作尚有待深入。

纖維表面一次反射的反射面