探索反光膜原理

光是万物之源，光学是人类最早着手研究的科学之一，无数光学研究者将毕生精力投入光学，才形成了现在的光学学科。

目前，中国唯一的国家级光学专业科技馆——长春中国光学科学技术馆（由长春理工大学代建代管），是一个以“科技之光·引领未来”为主题，以普及光学知识、展示光学科技成果、推动光学科技发展、促进光学科技国际合作交流为社会使命的光学科技场馆。

日前，长春中国光学科学技术馆与长春理工大学党委宣传部联合策划推出“与光同行”栏目，于周末科普一个“光学知识”，带领大家走进“光”的世界。

本期“与光同行”，讲述的是：反光膜原理。

反光膜原理

逆反射又称作反光、回射、回归反射、回复反射、定向反射或反向反射，是反射光线从接近入射光线的反方向返回的一种反射。

逆反射，看似是一个简单的任务，但事实上它是相当复杂的，就像无论你在房间的哪个位置都会盯着你看的雕像一样。

反光膜把光线反射回光源，而且是无论光源在哪个位置。例如，你在一个天文卫星雷达那样的球形盘面前，某个适当的位置，然后把球丢进那个球盘，球总是会弹回来，并且击中你。还有就像是，你把球扔到壁球场的一个角落，它会撞到一面墙，然后另一面墙，最终回到你身边（在这两个例子中，你都需要站在正确的位置）。玻璃微珠反光膜（原始技术）就像卫星雷达，微棱镜反光膜（最新技术）就像壁球场。

下面的这张图，显示了4种反光膜在不同的距离下用照相机闪光灯拍摄的并排图片，左边的两个反光膜是玻璃微珠结构（工程级和高强级）；右边的两个反光膜是微棱镜结构（超强级和钻石级）。可以看出，微棱镜结构的反光膜在很远的地方都可以看到。

Ⅰ类-通常为透镜埋入式玻璃珠型结构，称工程级反光膜。

Ⅲ类-通常为密封胶囊式玻璃珠型结构，称高强级反光膜。

Ⅳ类-通常为微棱镜型结构，称超强级反光膜。

Ⅴ类-通常为微棱镜型结构，称钻石级反光膜。

很多情况下，反光和逆反射这两个概念是很容易混淆的：所有逆反射表面都是反光的，但并非所有反光表面都是逆反射的。例如，一面镜子，它是反光的，然而如果你用光以某个角度照射它，它就会把光反射到其他地方。这是因为它是反光的，而不是逆反射的。如果镜子是逆反射的，光线总会回到你身边。

镜子反射的东西取决于你跟它的角度

这里有一张图，可以直观地展示这些反光膜的工作原理。第一张图为玻璃微珠型反射膜，这是原始技术。这种反光膜大约有30% 的反光效率，而且反射范围（也就是反光角度）比较大。对于近距离的应用场景来说，这实际上也算可以，但对于远距离应用来说就不行了，这种反光模式类似于泛光灯，近处亮，但远处不明亮。

玻璃微珠反光膜原理

泛光灯

下面的这张图显示了微棱镜反光膜的工作原理，微棱镜反光膜的反光效率更高，约为80% ，并且把光反射回更集中的范围。这种反射光的模式很像聚光灯：光束在较长的距离内保持紧密并聚集在一起。例如，灯塔的光束通过使用透镜聚集成一束紧密的光束，可以照射到船只指引方向。

最后，需要记住的是，光束越集中，你的眼睛就越需要与光源保持一致，这样光线被反射回来时，你才能看到它。汽车的前灯和驾驶员的眼睛就处于这样的平行状态，也是为什么驾驶员和乘客看到路牌亮起来，而路边行人却看不到任何反光的原因。

审核编辑：黄飞