Que signifie réflectance ?

Définition réflectance:

La réflectance est le rapport entre le flux de rayonnement électromagnétique incident sur une surface et le flux réfléchi. La réflectance est souvent donnée en pourcentage. Elle est le rapport entre l'intensité réfléchie et l'intensité incidente en tant que quantité d'énergie, par exemple dans les ondes électromagnétiques (flux lumineux) ou les ondes sonores (pression acoustique, taille du champ sonore). C'est une propagation perturbée de l'onde.

La réflectance est aussi appelée le facteur de réflectivité.

Schéma de réflectance:
Réflectances de métaux
Ces courbes montrent la réflectance de l'aluminium (bleu, Al), de l'or (rouge, Au) et de l'argent (gris, Ag) en fonction de la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique incident. Le spectre de réflectance ou courbe de réflectance spectrale est le graphique de la réflectivité en fonction de la longueur d'onde.


Généralités:

En général, la réflectance se réfère également à la réflexion diffuse d'une variable, telle que la réflexion diffuse de la lumière sur des surfaces rugueuses ("non-réfléchissantes"). En astronomie, climatologie et en géographie, le terme albédo est utilisé pour le flux lumineux à réflexion diffuse. L'albédo (qui n'est pas ici le mésocarpe blanc des agrumes!) est dans ce cas le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface à l'énergie solaire incidente.

Le plus fréquemment, elle doit être traitée comme une propriété directionnelle, en fonction de la direction réfléchie, de la direction de l'incident et de la longueur d'onde incidente. Cependant, elle est également couramment moyennée sur l'hémisphère réfléchi pour donner la réflectance hémisphérique spectrale, mais il est possible de faire la moyenne avec toutes les longueurs d'onde, en donnant les réflectances hémisphériques totales.

Le matériau ayant la plus faible réflectance de la lumière visible (0,045%) à ce jour est une sorte de mat avec des nanotubes de carbone disposés verticalement, développé à l'Institut Polytechnique Rensselaer (Université américaine). L'épaisseur est comprise entre 10 et 800 micromètres.


Relations avec d'autres grandeurs physiques:

Dans la réflexion d'une onde, les pertes d'énergie de l'onde réfléchie par rapport à l'onde incidente se produisent toujours sous la forme d'absorption et de transmission. Pour les quantités d'énergie respectives s'applique généralement:ρ + α = 1;α = τ + δ;ρ + τ + δ = 1.
dans lequel:le degré d'absorption α (alpha) est une mesure de l'absorbé,la transmittance τ (tau) une mesure de la transmis,le degré de dissipation δ (delta) est une mesure de l'intensité "perdue".
Pour les ondes électromagnétiques, dans le cas de la réflexion directionnelle, la réflectance et la transmittance peuvent être calculées via les équations de Fresnel avec les indices de réfraction des matériaux impliqués.

Contrairement à la réflectance ρ, le facteur de réflectivité (également coefficient de réflexion) r à l'amplitude d'une taille. La réflectance ρ correspond au carré du facteur de réflectivité r: ρ = r2.

Pour les tailles complexes, comme elles se produisent dans la réflexion de la lumière avec des milieux absorbants, la réflectance correspond ρ le produit du facteur de réflexion r avec sa valeur conjuguée complexe r*: ρ = r.r*.


La réflectance dans la télédétection:

Le graphique ci-joint montre la réflectance de 6 surfaces. Les spectres ont été mesurés avec un capteur de télédétection hyperspectrale.

Les réflectances de végétaux:
Les réflectances de 6 végétaux
La réflectance spectrale bidirectionnelle de 6 surfaces végétales (prairie, 2 types de forêt -feuillus et conifères-, et paille, céréale, eau turbide).

La figure du haut montre trois spectres de végétation: une prairie avec pâturage, une forêt de feuillus et une forêt de conifères. La photo du dessous montre le reflet de la paille, des céréales juste avant la récolte et de l'eau trouble.

Ceux-ci ont chacun des gradients similaires, mais diffèrent par leur albédo. Dans la région visible du spectre (0.38 à 0.78 μm), on peut voir ce que l'on appelle Green Peak (pic vert), qui est produit par la forte absorption de la chlorophylle dans la gamme spectrale bleue et rouge et l'absorption plus faible dans la gamme verte (0.55 μm) est. À travers le pic vert, la végétation apparaît verte à l'½il humain. La grande augmentation de la réflexion de 0,7 μm est appelée le Red Edge (bord rouge). La forte réflexion dans la gamme spectrale du proche infrarouge (jusqu'à 1,3 μm) est due à la diffusion multiple de la structure des feuilles, les substances absorbantes étant absentes dans cette gamme spectrale. Les faibles bandes d'absorption d'eau peuvent être reconnues par 0,95 et 1,2 μm. La gamme spectrale de l'infrarouge moyen (1,3 à 2,5 μm) est dominée par de fortes bandes d'absorption d'eau de 1,45, 1,95 et 2,6 μm.

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