纤维反射光、应用及与纤维颜色和色光的关系

1.反射光的分布及光泽
纺织纤维及其加工产品在平行光束入射时，反射光比较复杂。首先纤维截面形状比较复杂，许多纤维截面近似圆形或椭圆形，导致表面一次反射光方向分散（图1）。其次，由于纤维折射率一般在１．５左右，折射光在纤维后表面从反射到入射方向有两次反射透射及高次反射透射（图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（带有部分散射性质）。对于平面的纺织材料（织物等），平行入射光束产生的在入射侧半球中的反射光分布如图3所示。

图1  纤维表面一次反射光

图2   纤维二次及高次反射光

图3  入射侧半球反射光球状分布

2.纺织材料的颜色和色光
折射光在穿越纤维内部时，不仅会与纤维物质发生作用，还会与纤维中的染料分子发生作用，这时穿越纤维内部的光在相应的光谱段被吸收，其中的ｌ就是在纤维内部穿越的距离。在穿越过程中，染料分子的选择性吸收，使高次反射光中部分波长的光被吸收减少，从而使反射光中显示出相应吸收光区补色的颜色。
但是如上所述，纤维表面一次反射光的反射并不在几何界面上（图），而是进入物质一定厚度δ，δ的值随光波长的不同而不同，且大约接近光波波长的数量级。纺织材料染色后染料的分布在纤维中不是均布的，纤维表层染料分子的吸收光谱与穿越纤维内部的吸收光谱也不尽相同，从而纺织品在入射光方向不同及观察方向不同的情况下，观察到的颜色并不相同，习惯上将上述表面一次反射光的颜色称为“色光”，因而纺织材料染色后的“颜色”和“色光”不尽相同，如蓝色染料的命名中有“红光蓝”、“绿光蓝”、“黄光蓝”等名称。因此，纺织品的光泽对颜色的表达有一定程度的干扰，目前这方面的研究工作尚有待深入。

纤维表面一次反射的反射面