.
Reflecția difuză de pe solide nu se datorează, în general, rugozității suprafeței. O suprafață plană este într-adevăr necesară pentru a da reflexia speculară, dar aceasta nu împiedică reflexia difuză. O bucată de marmură albă foarte lustruită rămâne albă; nicio lustruire nu o va transforma într-o oglindă. Lustruirea produce o anumită reflexie speculară, dar lumina rămasă continuă să fie reflectată în mod difuz.
Mecanismul cel mai general prin care o suprafață dă reflexie difuză nu implică exact suprafața: cea mai mare parte a luminii este contribuită de centrele de împrăștiere de sub suprafață, așa cum este ilustrat în figura 1.Dacă ar fi să ne imaginăm că figura reprezintă zăpada, iar poligoanele sunt cristalele sale (transparente) de gheață, o rază incidentă este reflectată parțial (câteva procente) de prima particulă, intră în ea, este din nou reflectată de interfața cu a doua particulă, intră în ea, se lovește de a treia, și așa mai departe, generând o serie de raze „primare” împrăștiate în direcții aleatorii, care, la rândul lor, prin același mecanism, generează un număr mare de raze „secundare” împrăștiate, care generează raze „terțiare”, și așa mai departe. Toate aceste raze se plimbă prin cristalitele de zăpadă, care nu absorb lumina, până când ajung la suprafață și ies în direcții aleatorii. Rezultatul este că lumina care a fost trimisă este returnată în toate direcțiile, astfel încât zăpada este albă în ciuda faptului că este făcută din material transparent (cristale de gheață).
Pentru simplitate, se vorbește aici de „reflexii”, dar, mai general, interfața dintre micile particule care constituie multe materiale este neregulată pe o scară comparabilă cu lungimea de undă a luminii, astfel încât la fiecare interfață se generează lumină difuză, mai degrabă decât o singură rază reflectată, dar povestea poate fi spusă în același mod.
Acest mecanism este foarte general, deoarece aproape toate materialele obișnuite sunt alcătuite din „lucruri mici” ținute împreună. Materialele minerale sunt, în general, policristaline: le putem descrie ca fiind alcătuite dintr-un mozaic 3D de cristale defectuoase mici, de formă neregulată. Materialele organice sunt, de obicei, compuse din fibre sau celule, cu membranele lor și structura lor internă complexă. Și fiecare interfață, neomogenitate sau imperfecțiune poate devia, reflecta sau împrăștia lumina, reproducând mecanismul de mai sus.
Puține materiale nu provoacă reflexie difuză: printre acestea se numără metalele, care nu permit luminii să pătrundă; gazele, lichidele, sticla și materialele plastice transparente (care au o structură microscopică amorfă asemănătoare unui lichid); monocristalele, cum ar fi unele pietre prețioase sau un cristal de sare; și unele materiale foarte speciale, cum ar fi țesuturile care alcătuiesc corneea și cristalinul unui ochi. Cu toate acestea, aceste materiale pot reflecta în mod difuz dacă suprafața lor este aspră din punct de vedere microscopic, ca în cazul unui pahar înghețat (figura 2), sau, bineînțeles, dacă structura lor omogenă se deteriorează, ca în cazul cataractei cristalinului.
O suprafață poate prezenta, de asemenea, atât reflexie speculară, cât și difuză, așa cum este cazul, de exemplu, al vopselelor lucioase, așa cum se folosesc în pictura casnică, care dau și o fracțiune de reflexie speculară, în timp ce vopselele mate dau aproape exclusiv reflexie difuză.
Majoritatea materialelor pot da o anumită reflexie speculară, cu condiția ca suprafața lor să poată fi lustruită pentru a elimina neregularitățile comparabile cu lungimea de undă a luminii (o fracțiune de micrometru). În funcție de material și de rugozitatea suprafeței, reflexia poate fi în cea mai mare parte speculară, în cea mai mare parte difuză sau oriunde între ele. Câteva materiale, cum ar fi lichidele și ochelarii, nu au subdiviziunile interne care produc mecanismul de împrăștiere la subsuprafață descris mai sus și, prin urmare, dau numai reflexie speculară. Dintre materialele obișnuite, doar metalele lustruite pot reflecta lumina în mod specular cu o eficiență ridicată, cum este cazul aluminiului sau argintului utilizat de obicei la oglinzi. Toate celelalte materiale obișnuite, chiar și atunci când sunt perfect lustruite, nu dau, de obicei, mai mult de câteva procente de reflexie speculară, cu excepția unor cazuri particulare, cum ar fi reflexia în unghi razant de către un lac, sau reflexia totală a unei prisme de sticlă, sau atunci când sunt structurate în anumite configurații complexe, cum ar fi pielea argintie a multor specii de pești sau suprafața reflectorizantă a unei oglinzi dielectrice. Reflexia difuză poate fi foarte eficientă, ca în cazul materialelor albe, datorită însumării numeroaselor reflexii de subsuprafață.
.