Чому графіка говорить про «діелектрики», а не про ізолятори?


12

Наприклад, документація Filament за адресою https://google.github.io/filament/Filament.md.html використовує термін "діелектрики", коли протиставляє непровідники провідникам, які він називає "металіками". І ось тут на stackexchange /computergraphics//search?page=2&tab=Relevance&q=dielectric також створюється багато хітів для "діелектрика". Я звичайно очікував, що слово "ізолятор" у цих випадках. "Діелектрик" походить з якогось історичного джерела, або це точний термін, який потрібно використовувати?


1
У першому виданні PBRT (2004) було використано слово діелектрик. Будучи орієнтиром для фізичного базування затінення, це може бути просто те, що інші рамки PBR, розроблені після PBRT, всі намагалися розмовляти тією ж мовою. Я впевнений, що термін діелектрик раніше використовувався, але я розумію, що це термін, який застряг.
Хаббл

Відповіді:


16

Строго кажучи, діелектрики не обов'язково є ізоляторами. Наприклад, солона вода є розумним провідником, але також діелектриком.

Термін "діелектрик", як правило, проявляється при обговоренні ефекту Френеля - як відбиваючість і коефіцієнт пропускання змінюються залежно від кута. Діелектричні матеріали (тобто неметали) контрастують з металевими матеріалами, оскільки вони мають різну поведінку Френеля, що можна простежити за тим, як матеріали реагують в мікроскопічному масштабі на електромагнітне поле падаючої світлової хвилі.

Так, для цілей комп’ютерної графіки вісь "діелектрик / металік" є більш актуальною, ніж осі "ізолятор / провідник", оскільки перша безпосередньо впливає на зовнішній вигляд матеріалів.


2

Це стосується не особливо графіки, а фізики, і особливо взаємодії між електромагнітними хвилями (як світло) та речовиною, тобто мікрофізикою оптики.

Метали мають вільні електрони, і тому це цілком море майже вільних рухомих зарядів, які взаємодіють із ЕМ-полем. В ідеалі це було б повністю відображено.

У діелектриках електрони не вільні, але все ж атоми та молекули ведуть себе як нейтральний набір центральних позитивних зарядів (ядро) та периферичних зарядів негативів (електронів), плавно зафіксованих у положенні силами (ви можете побачити, що як пружини), таким чином, діелектричний термін (або диполярний у найпростіших конфігураціях). Отже, вся справа реагує на ЕМ-хвилі викривленням, а при відновленні (+ коливання) також викликає випромінювання хвилі ЕМ (з моменту переміщення зарядів). Зауважимо, що саме інтерференція цих прямих та реакційноздатних полів робить "поле ЕМ у матеріалі" з характерною швидкістю світла і, таким чином, нахиляє кут поширення на межі матеріалу (також названий "заломленням").

Таким чином, поведінка до світла в обох випадках досить різна.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.