Reflection, Reflection Law   반사, 빛의 반사, 전파의 반사, 반사 법칙

1. 반사 현상

  ㅇ 진행하는 빛/전자기파의 파동이 그 파동의 파장 보다 큰 장애물에 부닥칠 경우에 반사됨

  ※ [참고]
     - 사실상, 빛의 반사는,
        . 수없이 많은 원자가 똑같이 행동하여 나타나는 다소 난해하고도 복잡한 결과임
           .. 즉, 물체 표면에서의 파(波)의 재 복사
     - 한편, 반사파가 일정 방향이 아니고, 여러 방향으로 흩어지면, 
        . 통상, 산란(Scattering) 이라고 함


2. 반사의 종별

  ㅇ 물체 표면 상태에 따라
     - 거울반사 (Specular Reflection) 또는 정반사 (Regular Reflection)
        . 마치 거울처럼 대부분의 입사파가 그대로 반사
           .. 매끄러운 실크를 볼 때 특정 각도에서 번쩍거림을 볼 수 있는 특성(광택)
        . 평면 반사면에서 반사법칙을 그대로 다름  ☞ 아래 3.항 참조 

     - 확산반사 (Diffuse Reflection) 또는 난반사 (Scattered Reflection)     ☞ 람베르트면
        . 마치 종이 처럼 거칠고 울퉁불퉁한 표면에서, 빛이 여러 방향으로 흩어져 반사
           .. 물체를 어느 각도에서나 동일 특성으로 볼 수 있는 특성임          

     - 선택반사 (Selective Reflection)
        . 물체가 어떤 특정 진동수에서 만 강하게 반사

  ㅇ 매질 상태에 따라
     - 프레스넬 반사 (Fresnel Reflection)
        . 서로 다른 굴절율을 갖는 매질 경계면을 통과할 때의 반사
           .. 대부분의 빛이 매질을 통과하지만 일부분이 반사

     - 레일리(Rayleigh) 후방 산란(Backscttering) 반사         ☞ Rayleigh Scattering 참조
        . 미세한 굴절율의 흔들림으로 인한 산란에 의한 반사

     - 브래그 회절 반사                                           ☞ 브래그 회절격자 참조
        . 원래 회절 산란 현상이지만 마치 결정면에서 반사된 것 같이 보이므로 반사라고도 함


3. 반사의 법칙 (Reflection Law)

  ㅇ 빛의 경계면 반사에서, 법선과의 입사각(θi),반사각(θr)은 같음

       

     - 즉,
        . 입사파,반사파가 같은 입사평면에 있고,
        . 그 크기(진폭)들이 같으며,
        . 방향은 반대이며,
        . 경계면에 수직인 법선과 이루는 각은 같음

     - 또는,
        . 입사 후 반사되는 여러 경로 중 가장 짧은 경로는,
        . 입사각과 반사각이 같아야 함


4. 반사의 정량화

  ※ 반사계수(진폭比), 반사율(전력比), 반사손실(전력比) 
     - 반사계수 : 입사파 대 반사파 진폭 比
     - 반사율   : 입사파 대 반사파 전력 比
     - 반사손실 : 입사단으로 되돌아오는 반사파에 의한 전력 손실
        . 반사율은, 때론 반사손실(Reflection Loss)이라고도 불리움

  ㅇ 반사계수,반사율 관계식
     - 반사율 = (반사계수)2                   ☞ 프레넬 방정식 참조

     - 반사율은, 대칭적임 
        . 즉, `유리 → 공기`,`공기 → 유리` 진행방향에 관계없이 똑같음


5. 반사의 응용

  ㅇ `반사의 강화`가 필요한 경우
     - 특히, 방향 집중성을 높힘 : 반사경 등

  ㅇ `반사의 억제`가 필요한 경우
     - 빛 응용 장치 
        . 주로 단면의 코팅 또는 둥글게하여 밖으로 산란 처리시킴으로써 반사를 억제함
           .. 반사손실을 크게 함

     - 전자파 응용 ☞ 임피던스 정합 참조

     - 음파 응용   ☞ 무향실 참조