Dlaczego grafika mówi raczej o „dielektrykach” niż o izolatorach?

Na przykład w dokumentacji Filament pod adresem https://google.github.io/filament/Filament.md.html używa się terminu „dielektryki”, gdy zestawia się elementy nieprzewodzące z przewodnikami, które nazywa „metalikami”. A tutaj na stackexchange /computergraphics//search?page=2&tab=Relevance&q=dielectric produkuje również wiele trafień dla „dielektryka”. W takich przypadkach normalnie spodziewałbym się słowa „izolator”. Czy „dielektryk” pochodzi z jakiegoś źródła historycznego, czy też jest to właściwe określenie?

Ściśle mówiąc, dielektryki niekoniecznie są izolatorami. Na przykład słona woda jest rozsądnym przewodnikiem, ale także dielektrykiem.

Termin „dielektryk” pojawia się w dyskusji na temat efektu Fresnela - w jaki sposób współczynnik odbicia i transmitancja zmieniają się w zależności od kąta. Materiały dielektryczne (tj. Niemetale) są kontrastowane z materiałami metalicznymi, ponieważ mają różne zachowanie Fresnela, co można prześledzić na podstawie reakcji materiałów w skali mikroskopowej na pole elektromagnetyczne padającej fali świetlnej.

Zatem dla celów grafiki komputerowej oś „dielektryk / metal” jest bardziej istotna niż oś „izolatora / przewodnika”, ponieważ ta pierwsza wpływa bezpośrednio na wygląd materiałów.

Nie jest to szczególnie związane z grafiką, ale z fizyką, a zwłaszcza interakcją między falami elektromagnetycznymi (jak światło) a materią, tj. Mikrofizyką optyki.

Metale mają wolne elektrony, a zatem jest to morze prawie swobodnie poruszających się ładunków, które oddziałują z polem elektromagnetycznym. Idealnie byłoby to całkowicie odzwierciedlone.

W dielektrykach elektrony nie są wolne, ale nadal atomy i cząsteczki zachowują się jak nieobojętny zestaw centralnych ładunków dodatnich (jądro) i obwodowych ładunków ujemnych (elektrony), płynnie zablokowanych przez siły (możesz to zobaczyć jako sprężyny), a więc termin dielektryczny (lub dipolarny w najprostszych konfiguracjach). Tak więc całość reaguje na fale elektromagnetyczne poprzez zniekształcanie, a podczas przywracania (+ oscylowanie) powoduje również emisję fali elektromagnetycznej (od ruchów ładunków). Zauważ, że to interferencja tych pól bezpośrednich i reaktywnych powoduje, że „pole EM w materiale” ma charakterystyczną prędkość światła, a zatem pochyla kąt propagacji na granicy materiału (nazywany również „refrakcją”).

Zatem zachowanie światła jest w obu przypadkach całkiem inne.