Mit Reflexion ist per Definition das spiegelnde „Abprallen“ eines Lichtstrahls an einer Oberfläche, ohne Einfluss der in einem Körper enthaltenen färbenden Substanzen hinsichtlich Absorption und Streuung. Als Reflektoren werden in der Physik bzw. Astronomie bestimmte Spiegel bezeichnet.

Die Reflexion wird bei fast allen Arten von elektromagnetischen Wellen beobachtet, nicht nur bei dem sichtbaren Licht. Selbst harte Röntgen- und Gammastrahlen können mit speziellen Spiegeln in flachen Winkeln reflektiert werden.

spiegelnd vs. diffus

Wenn Licht auf einen Gegenstand fällt, können, je nach Material und Art der Oberfläche, ein Teil (oder alle) Lichtwellen zurückgeworfen (reflektiert) werden.
Man spricht von einer Spiegelung (Totalreflektion), wenn (fast) alles Licht reflektiert wird, ansonsten wird der Begriff diffuse Reflexion bzw. Streuung verwendet.

Die Lichtreflexion ist also entweder spiegelnd oder diffus (mit Bildverlust), je nach Art der Grenzfläche.
Bei glatten Oberflächen (also gegenüber der Wellenlänge kleinen Rauigkeitsstrukturen) gilt das Reflexionsgesetz: der Ausfallswinkel (auch Reflexionswinkel) ist genau so groß wie der Einfallswinkel; es liegt der Fall der gerichteten Reflexion vor. An rauen Oberflächen werden Wellen oder Strahlung diffus gestreut und in diesem Fall gilt näherungsweise das Lambertsche Strahlungsgesetz.

Reflexionsgesetz

Das Reflexionsgesetz besagt, dass bei spiegelnder Reflexion der Winkel, in dem die Welle auf die Oberfläche trifft, gleich dem Winkel ist, in dem sie reflektiert wird. Also α = β, und beide liegen mit dem Lot in einer Ebene (der Einfallsebene). Voraussetzung ist, dass die Wellenlänge erheblich größer ist als die Abstände zwischen den Streuzentren (beispielsweise Atome).

Reflexionsgrad

Der Reflexionsgrad ρ gibt an, welcher Teil des auf ein Objekt fallendes Lichts zurückgeworfen wird:
ρ = (reflektierte Strahlungsleistung / einfallende Strahlungsleistung).

Der Begriff schließt die gerichtete (Einfallswinkel = Ausfallswinkel) als auch die diffuse Reflektion mit ein.

Anwendung

Tatsächlich kann die Reflexion von Licht immer dann auftreten, wenn Licht von einem Medium mit einem bestimmten Brechungsindex in ein Medium mit einem anderen Brechungsindex gelangt. Im allgemeinsten Fall wird ein bestimmter Anteil des Lichts von der Grenzfläche reflektiert und der Rest gebrochen (siehe Fresnel Gleichungen zur Berechnung).

Reflexion tritt auch an der Oberfläche von transparenten Medien wie Wasser (Seen) oder Glas auf.

Im Falle von Milch haben die Fetttropfen im Wasser die Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes und bilden und somit findet das Reflexionsgesetz (s. o.) keine Anwendung, gleiches gilt für die Lufteinschlüsse zwischen den Fasern bei Papier.

 

Die Unterscheidung zwischen farbprägender Remission und oberflächlicher Reflexion ist in der Farbmetrik von zentraler Bedeutung.