Was ist ein Reflektometer?
Reflektometer sind Geräte, mit denen man überprüfen kann, wie viel Licht im Verhältnis zum eingestrahlten Licht auf ein Objekt zurückfällt.
Der Reflexionsgrad ist bei Autospiegeln sehr wichtig. Da sie durch die Reflexionen der Sonne und der Scheinwerfer nachfolgender Fahrzeuge geblendet werden, sind sie mit einer Technologie ausgestattet, die den Reflexionsgrad automatisch ändert.
Sie werden auch für andere Zwecke verwendet, z. B. für die Messung der Rauheit von beschichteten Oberflächen.
Anwendungen von Reflektometern
Reflektometer gibt es als direkte und indirekte Messmethoden.
Direkte Reflektometrie
Bei dieser Methode wird der Reflexionsgrad gemessen, wenn eine Lichtquelle direkt auf das zu messende Objekt gerichtet ist. Der wahre Reflexionsgrad wird aufgrund der absoluten Reflexion ermittelt. Diese Methode wird für Teile mit glatten Oberflächen verwendet, wie z. B. Autospiegel und Kunststoffprodukte, bei denen eine spiegelnde Reflexion zu erwarten ist.
Indirekte Reflexionsmethode
Bei dieser Methode wird der Reflexionsgrad gemessen, indem eine Lichtquelle indirekt auf das zu messende Objekt gerichtet wird. Die Lichtquelle wird auf eine Ulbricht-Kugel gestrahlt. Wenn das Licht auf die Ulbricht-Kugel fällt, wiederholt sich die diffuse Reflexion in der Kugel, und es kann Licht mit gleichmäßiger Intensität, unabhängig von der Position, auf das Material gestrahlt werden. Dies ist nützlich für Materialien, die uneben sind oder zu diffuser Reflexion neigen.
Funktionsweise des Reflektometers
Die Funktionsweise des Reflektometers beruht auf der Fresnelschen Gleichung. Die Fresnelsche Formel berücksichtigt einfallendes Licht, reflektiertes Licht, durchgelassenes Licht und den Brechungsindex.
Wenn Licht auf ein Objekt fällt, entstehen einfallendes und reflektiertes Licht, und der Winkel zwischen dem einfallenden Licht und dem Mittelpunkt des Objekts wird als Einfallswinkel bzw. als Reflexionswinkel bezeichnet.
Nicht das gesamte einfallende Licht wird reflektiert, sondern ein Teil wird in Richtung des Objekts durchgelassen. Wenn sich der Brechungsindex des Objekts von dem des Mediums, durch das das Licht fällt (Luft), unterscheidet sich der Transmissionswinkel zwischen dem Mittelpunkt des Objekts und dem durchgelassenen Licht vom Einfallswinkel.
Der Reflexionsgrad lässt sich berechnen, indem die Differenz zwischen dem Einfallswinkel (Reflexionswinkel), dem Transmissionswinkel und dem Brechungsindex in die Formel eingesetzt wird.
Ein typisches Beispiel für die Anwendung der Fresnelschen Formel sind optische Fasern. Lichtwellenleiter sind zweischichtig aufgebaut, wobei die innere und die äußere Schicht aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes bestehen.
Wenn es keine Probleme an den Verbindungsflächen der Schichten gibt, treten keine Reflexionen auf, aber wenn durch Schneiden oder aus anderen Gründen Lücken entstehen, kommt es immer wieder zu Reflexionen. Anhand des Reflexionsgrads wird das Ausmaß des Spalts bestimmt.