Глаз человека устроен таким образом, что воспринимает лишь малую часть спектра электромагнитного излучения, испускаемого определенными объектами. Объектом может быть природное явление, искусственно созданный предмет, излучающий электромагнитные волны. Человек научился использовать свет в своих целях и без этого физического явления не обходится ни одна сторона его жизни.
Какие бывают источники света
Когда-то источниками света были только объекты природного происхождения, но ныне на службе человека множество искусственно созданных. Каждый из них имеет свои характеристики, область применения.
Естественные (природные)
К естественным источникам, излучающим свет, относят те объекты и явления, которые не произведены человеком. Благодаря им существует жизнь на планете Земля, какие-то жизненные формы на других планетах.
Перечень:
- солнце — одна из миллиардов галактических звезд и единственная в Солнечной системе, его излучение необходимо для жизни на Земле, является определяющим фактором в формировании климата;
- звезды — малые и большие раскаленные небесные тела излучающие свет, видимый на Земле;
- луна — спутник Земли, отражающий свет Солнца, падающий на него;
- межзвездный газ — при нагревании излучает свет, виден как светлая газовая туманность;
- биолюминесценция — самостоятельное или с помощью симбионтов свечение живых и растительных организмов (светлячки, планктон, медузы, некоторые виды рыб, грибов);
- радиолюминесценция — явление, при котором свет в материале возникает в результате бомбардировки альфа- и бета-частицами, гамма-лучами;
- полярное (северное) сияние — верхние слои атмосферы планеты светятся при взаимодействии с заряженными частицами, достигающими атмосферы с солнечным ветром;
- молния, электрические разряды в атмосферном газе;
- минералы, химические элементы — свечение (люминесценция) наблюдается при воздействии ультрафиолетового излучения.
Особенность природных источников в том, что они не зависят от деятельности человека, и он не участвует в регулировке яркости излучаемого ими света.
Искусственные
В результате деятельности человека сначала появились простейшие искусственные источники света, например, костер, лучина, свеча, лампада, но наука не стоит на месте и ныне список их более обширен. Конструкция технических устройств разная, способы преобразования энергии тоже отличаются.
В них используют разные способы генерации света, например, электрическую, химическую, тепловую, ядерную энергию, радиолюминесценцию и др. Все устройства по характеру излучения подразделяют на группу холодных и группу тепловых. Например, люминесцентная лампа, относится к холодным, лампа накаливания — к тепловым.
Основные характеристики и единицы измерения
Для полной картины световых, электрических и эксплуатационных свойств световых приборов существуют определенные параметры. Для выбора более подходящего устройства можно сравнить параметры нескольких и остановиться на самом выгодном. Так же нужно обращать внимание на место производства, время изготовления.
Основные характеристики (в скобках указано название единицы измерения и ее обозначение):
- напряжение (вольт,V) — параметр, сообщающий о необходимом для старта и стабильной работы напряжении в сети;
- мощность (ватт, Вт, W) – показатель потребления электроэнергии за определенный промежуток времени, в прямой зависимости от него энергоэффективность прибора и плата за электроэнергию;
- яркость (кандела/м²,L) – является основным фактором светоощущения;
- световой поток (люмен, лм, Ф) – показывает насколько эффективен прибор освещения;
- световая отдача — показатель КПД прибора, определяют соотношением светового потока к использованной энергии, чем больше показатель, тем меньше потребуется ламп;
- уровень освещенности, освещенность (люкс, лк, Е) — сообщает о количестве светового потока, падающего на единицу площади;
- цветовая температура — параметр, указывающий на оттенок видимого излучения (до 3000 К — теплая, до 5000 К — нейтральная, более 5000 К — небесно-голубая);
- индекс цветопередачи (Rа) — при максимальном значении составляет 100% и соответствует свету солнца, допустимые показатели — 80-100%, если значения ниже, то естественные тона объекта искажаются и передача изображения будет не вполне корректной;
- спектр излучения — глазом человека воспринимается свет с длиной волны в промежутке 380-780 нанометров, смещение показателей влево дает преобладание синего цвета, вправо — красного.
Цветовая температура оказывает влияние на эмоциональное состояние, психологический комфорт.
Классификация световых источников
По физическим принципам работы световые приборы делят на группу тепловых, люминесцентных, светодиодных, смешанных.
Люминесцентные
К люминесцентным относят все газоразрядные и с тлеющим разрядом лампы. Их поверхность изнутри покрывают люминофором — специальный химический состав, а колбу, как в газоразрядной лампе, заполняют смесью газов. Высокоэнергетичные фотоны электрического разряда возбуждают атомы и молекулы люминофора, и они начинают излучать свет. Используют в офисах, магазинах, производствах. В процессе работы не нагреваются, энергии потребляют мало.
В таких лампах содержится ртуть, поэтому они подлежат утилизации в специальных учреждениях. Помещение при поломке необходимо очистить от остатков ртути и проветрить.
Тепловые
Тепловые — это классические лампы с элементом накаливания. Световое излучение наблюдается после нагревания нити накаливания до высоких температур (более 1000 °С). Нить из тугоплавких металлов, например, вольфрама, помещают в колбу из стекла, наполненную гелием, неоном. Воздух из нее предварительно откачивают. Цветопередача качественная, но КПД обычно не выше 3%. Продолжительность службы — около 2 000 часов.
Сюда же относятся и галогеновые лампы. Принцип действия схож с лампами накаливания, но используют не обычное, а толстое кварцевое стекло, а в инертный газ добавляют галогеновые газы (бром, йод). Срок эксплуатации в этом варианте дольше.
Светодиодные
Светодиоды или LED-источники. Электрический ток проходит через р-n переход в полупроводниковом диоде и в результате возникает видимое излучение. Свет бывает белого, зеленого, красного, синего, голубого цвета. Лампы экономичны, служат долго (более 50 000 часов).
Современные варианты светодиодов удобны в качестве осветительных приборов, мощность потребления невысокая, служат долго. Их отличает безопасность, отсутствие стекла, вредных паров, они не нагреваются.
Смешанного излучения
Работа специализированных, сложных в производстве, излучателей основана на сочетании теплового и люминесцентного излучения. Используют, например, в различных типах прожекторов дальнего действия.
Из предоставляемых промышленностью приборов светового излучения можно выбрать самые безопасные, надежные, отвечающие требованиям освещенности, комфорта и уюта. Главное, при выборе внимательно изучить характеристики.
Читайте также:
