La réflexion diffuse est la propriété de la lumière de se disperser lorsqu’elle se réfléchit sur une surface. La lumière se déplace en ligne droite et lorsqu’elle frappe un objet, son angle de réflexion primaire attendu est appelé réflexion spéculaire. De plus, la lumière se reflète également dans tous les angles et directions possibles. Le degré ou l’amplitude de cette réflexion diffuse dépend des caractéristiques de la substance et de la surface réfléchissantes.
Certaines surfaces, comme un miroir en métal hautement poli, réfléchissent la lumière avec une efficacité spéculaire de près de 100 %. D’autres surfaces, telles que celles de certains cristaux ou liquides, peuvent en grande partie ou en totalité traverser la surface et le milieu. La plupart des objets du monde, y compris les exemples ci-dessus, réfléchissent la lumière à la fois de manière spéculaire et diffuse à des degrés divers. La réflexion diffuse est la propriété principale de la lumière qui permet à l’œil humain de voir un objet.
Le principal déterminant de la réflexion est l’absorption de la lumière par la surface. Les surfaces polies telles que la pierre de marbre blanche ou les fibres irrégulières du papier reflètent la lumière diffuse avec une efficacité presque égale. Les objets noirs ont tendance à absorber plus de lumière. Certaines choses naturelles ou créées par l’homme émettent de la lumière et submergent toute réflexion diffuse de leur surface pour les distinguer en tant qu’objets.
La lumière est absorbée et réfléchie par les surfaces à l’échelle nanométrique. La lumière visible, du violet au rouge, a une longueur d’onde de 380 à 780 nanomètres (nm). Les surfaces avec une structure moléculaire sympathique à une longueur d’onde donnée la refléteront. D’autres le traverseront jusqu’à ce que le rayon rencontre une surface réfléchissante en dessous. À cette échelle, toutes les surfaces sont irrégulières dans une certaine mesure.
La couleur d’un objet est déterminée par sa réflexion diffuse. La réflexion spéculaire, telle que les reflets scintillants de la forme sculptée d’une automobile, est proche de 100 % de la source lumineuse. Les rayons lumineux obliques du reste de sa peinture corporelle sont partiellement absorbés, et seule une longueur d’onde plus étroite telle que le rouge cerise est réfléchie dans toutes les directions, y compris vers les yeux d’un admirateur.
Trois types de matériaux n’ont pas une bonne réflectivité diffuse. Ils comprennent des substances moléculairement compactes, comme les métaux, qui ne laissent pas passer la lumière. Les substances telles que les gaz et le verre avec des structures moléculaires lâches qui permettent à presque toute la lumière de passer sont également dans cette catégorie.
De plus, des structures cristallines très simples ou très complexes absorbent la lumière et la réfractent à travers sa surface plutôt que de la réfléchir. Les diamants, le sel et la carapace dure ou les écailles de certains insectes entrent dans cette catégorie. La réflexion diffuse a également été utilisée comme terme de technique photographique pour faire rebondir une source lumineuse sur un sujet pour un éclairage plus uniforme et moins directionnel.