Блеск как оптическое явление¶

Блеск — оптическое явление, возникающее при зеркальном или близком к зеркальному отражении света от поверхности и воспринимаемое как яркие, резко очерченные световые пятна или блики. Блеск представляет собой субъективное зрительное ощущение, обусловленное высокой контрастностью между отражённым светом и окружающим фоном. В отличие от рассеянного (диффузного) отражения, при котором свет распределяется равномерно по всем направлениям, блеск связан с направленным отражением и зависит от свойств поверхности, угла падения света и положения наблюдателя.

¶Физическая природа

Блеск возникает в результате отражения электромагнитного излучения видимого диапазона (примерно 380–750 нм) от границы раздела сред. Количественно отражение описывается законом отражения: угол падения равен углу отражения, а падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к поверхности.

Ключевую роль играет коэффициент отражения — доля падающего светового потока, возвращаемая поверхностью. Для гладких металлических поверхностей он может достигать 0,9 и выше, тогда как для шероховатых диэлектриков составляет единицы процентов. Высокий блеск характерен для материалов с малой шероховатостью (меньше длины волны света) и высокой отражательной способностью.

Различают два предельных случая отражения:

• Зеркальное — от идеально гладкой поверхности, даёт чёткое изображение источника света.
• Диффузное — от шероховатой поверхности, рассеивает свет во все стороны и блеска не создаёт.

Реальные поверхности занимают промежуточное положение. Степень блеска оценивают по ширине индикатрисы рассеяния: чем она уже, тем сильнее выражен блеск.

¶Восприятие и измерение

Блеск — не только физическое, но и психофизиологическое явление. Его восприятие зависит от адаптации глаза, яркости фона и угловых размеров блика. Один и тот же объект может казаться блестящим при слабом освещении и матовым при ярком.

Для количественной оценки применяют фотометрические и гониофотометрические методы, измеряющие распределение отражённого света по углам. Используются также визуальные шкалы блеска и приборы — блескомеры (глянцемеры), фиксирующие интенсивность отражения под заданным углом. В полиграфии и лакокрасочной промышленности распространена оценка по единицам глянца (GU, gloss units).

¶Блеск в природе

В природе блеск широко распространён. Классические примеры:

• водная поверхность, отражающая солнце и луну;
• снег и лёд;
• листья растений с восковым налётом;
• крылья насекомых, перья птиц, чешуя рыб;
• минералы с зеркальной спайностью — слюда, пирит, галенит.

Блеск минералов издавна служит диагностическим признаком в минералогии. Выделяют металлический, полуметаллический, стеклянный, алмазный, жирный, перламутровый, шелковистый и другие типы блеска — по характеру отражения и цвету блика.

¶Блеск в технике и материаловедении

Управление блеском — важная задача в производстве. Полировка металлов, нанесение лаков и глазурей, шлифование стекла позволяют получать заданную степень глянца. В оптике блеск используют в зеркалах, отражателях, световозвращающих элементах.

Одновременно блеск бывает нежелателен: блики на экранах, приборах и дорожных покрытиях ухудшают видимость и создают дискомфорт. Для борьбы с ним применяют матирование, антибликовые покрытия, поляризационные фильтры. Поляризация света, возникающая при отражении под углом Брюстера, позволяет снижать интенсивность бликов с помощью поляроидов — этот принцип лежит в основе поляризационных солнцезащитных очков.

¶Блеск в искусстве и языке

В изобразительном искусстве передача блеска — средство создания объёма и материала. Художники используют блики для изображения металла, стекла, воды, тканей. В ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве блеск драгоценных камней и металлов служит эстетическим качеством, для чего применяют специальные виды огранки.

В русском языке слово «блестеть» имеет и переносные значения: «блестеть умом», «блеснуть талантом» — то есть проявлять выдающиеся качества. Существуют устойчивые выражения: «не всё то золото, что блестит», «блеск и нищета». Глагол образует видовую пару «блестеть — блеснуть», а также родственные слова «блеск», «блестящий», «блистать».

¶Интересные факты

• Блеск Венеры — одно из самых ярких природных явлений на небе, обусловленное отражением солнечного света облаками планеты.
• Эффект «кошачьего глаза» в драгоценных камнях (цимофан, тигровый глаз) создаётся отражением света от параллельных волокон или каналов внутри минерала.
• Световозвращатели (катафоты) на дорогах и одежде работают за счёт направленного отражения и делают объект заметным в свете фар.
• Явление миража в пустыне также связано с отражением света в слоях воздуха разной плотности.

¶Источники

• Физическая энциклопедия
• Большая российская энциклопедия
• Справочник по оптике и фотометрии
• Минералогический словарь