рассказываем о том, какие бывают лампы

Источники света — один из самых массовых товаров. Ежегодно производят и потребляют миллиарды ламп, значительную долю которых пока составляют лампы накаливания и галогенные лампы.

Стремительно растёт потребление современных ламп — компактных люминесцентных и светодиодных. Происходящие изменения в качестве дают надежду на то, что источники света станут важным инструментом дизайнера, архитектора, проектировщика.

Об освещённости и цветовой температуре света

Ряд параметров ламп определяет насколько они применимы в том или ином проекте.

Световой поток определяет количество света, которое дает лампа (измеряется в люменах). Установленная в люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1200 лм, 35-ватная «галогенка» — 600 лм, а натриевая лампа мощностью 100 Вт — 10 000 лм.

У разных типов ламп разная световая отдача, определяющая эффективность преобразования электрической энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность применения.

Световую отдачу лампы измеряют в лм/Вт (светотехники говорят «люменов с ватта», имея в виду, что каждый ватт потребляемой электроэнергии «преобразуется» в некоторое количество люменов светового потока).

Переходя от количества к качеству, рассмотрим цветовую температуру (Т_цв, единица измерения — градус Кельвина) и индекс цветопередачи (Ra). При выборе ламп дизайнер обязательно учитывает цветовую температуру для той или иной установки. Комфортная среда сильно зависит от того, какое освещение в помещении «тёплое» или «холодное» (чем выше цветовая температура, тем «холоднее» свет).

Цветопередача — важный параметр, о котором часто забывают. Чем более сплошной и равномерный спектр у лампы, тем различимее цвета предметов в её свете. У Солнца сплошной спектр излучения и наилучшая цветопередача, при этом Т_цв

меняется от 6000К в полдень до 1800К в рассветные и закатные часы. Но далеко не все лампы могут сравниться с Солнцем.

Если у искусственных световых источников теплового излучения сплошной спектр и нет проблем с цветопередачей, то разрядные лампы, имеющие в своем спектре полосы и линии, сильно искажают цвета предметов.

Индекс цветопередачи тепловых источников равен 100, для разрядных он колеблется от 20 до 98. Правда, индекс цветопередачи не даёт сделать вывод о характере передачи цветов, а иногда способен запутать дизайнера. Так, у люминесцентных ламп и у белых светодиодов хорошая цветопередача (Ra=80), но при этом они неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Другой крайний случай, когда индекс цветопередачи более 90 — в этом случае некоторые цвета воспроизводятся неестественно насыщенными.

Лампы выходят из строя. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе работы. Срок службы — основной эксплуатационный параметр источников света.

Проектируя осветительную установку нельзя забывать об обслуживании, т. к. частая замена ламп увеличивает стоимость эксплуатации и вносит дискомфорт.

Лампы накаливания

Вольфрамовая спираль в колбе разогревается под действием электрического тока. Для сокращения скорости распыления вольфрама и соответственно увеличения срока службы лампы колба наполняется инертным газом. По принципу действия лампа накаливания относится к тепловым источникам света, т. е. значительная доля потребляемой энергии расходуется на тепловое и инфракрасное излучение.

Типичная для ламп накаливания световая отдача 10–15 лм/Вт, а срок службы редко превышает 2000 часов. Достоинства этих ламп: низкая цена и качество света (Т_цв=2700, Ra=100). Сплошной спектр качественно воспроизводит цвета окружающих предметов. Лампы накаливания постепенно вытесняются разрядными источниками света и светодиодными лампами.

Галогенные лампы накаливания

Добавление галогенов в колбу лампы накаливания и использование кварцевого стекла позволили сделать серьезный шаг вперёд, получив новый класс источников света — галогенные лампы накаливания. Световая отдача современных ГЛН составляет 30 лм/Вт. Типичное значение цветовой температуры света 3000К и индекс цветопередачи 100. «Точечная» форма источника света с помощью отражателей даёт управлять пучком света.

Получающийся при этом искристый свет определил приоритет таких ламп в интерьерном дизайне, где они заняли лидерство. Ещё одно преимущество в том, что количество и качество света лампы постоянно на протяжении срока службы. Популярны низковольтные «галогенки» мощностью 10–75 Вт с отражателем, который фокусирует луч в угле 10–40°.

Недостатки ГЛН очевидны: малая световая отдача, короткий срок службы (в среднем 2000–4000 часов), необходимость использования (для низковольтных) понижающих трансформаторов. Там, где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится мириться.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, которая наполнена инертным газом и малым количеством ртути. При включении в трубке возникает дуговой разряд, и атомы ртути начинают излучать видимый свет и ультрафиолет. Нанесённый на стенки трубки люминофор под действием ультрафиолетовых лучей излучает видимый свет.

Основа светового потока лампы — излучение люминофора, видимые линии ртути составляют лишь малую часть. Многообразие люминофоров (смесей люминофоров) позволяет получить источники света с различным спектральным составом, который определяет цветовую температуру и индекс цветопередачи.

Люминесцентные лампы дают мягкий, равномерный свет, но его распределением в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп необходима специальная пускорегулирующая аппаратура. Лампы долговечны — срок службы до 20 000 часов.

Световая отдача и срок службы сделали их самыми распространёнными источниками света в офисном освещении.

Компактные люминесцентные лампы

Развитие люминесцентных ламп привели к созданию компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Это источник света похожий на миниатюрную люминесцентную, иногда с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом и резьбовым цоколем Е27 (для непосредственной замены ламп накаливания), Е14 и др.

Различие заключается в уменьшенном диаметре трубки и использовании другого типа люминофора. Компактная люминесцентная лампа может с успехом заменить лампы накаливания.

Разрядные лампы высокого давления

Последние разработки позволяют использовать для освещения разрядные лампы высокого давления. По ряду показателей подходят металлогалогенные (МГЛ). У этих ламп во внешней колбе размещается горелка с излучающие добавки. В горелке присутствует некоторое количество ртути, галоген (чаще йод) и атомы химических элементов (Tl, In, Th, Na, Li и др.).

Сочетание излучающих добавок достигает интересных параметров: высокая световая отдача (до 100 лм/Вт), отличная цветопередача Rа=80–98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний срок службы до 15 000 часов. Для работы этих ламп требуется пускорегулирующие аппараты и специальные светильники. Рекомендуется использовать эти источники для освещения помещений с большой площадью, с высокими потолками, просторных залов.

Светодиодные лампы

Светодиоды — полупроводниковые светоизлучающие приборы, называют источниками света будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно утверждать, что она вышла из периода младенчества. Достигнутые характеристики светодиодов (световая отдача до 140 лм/Вт, Rа=80–95, срок службы 70 000 часов) уже обеспечили лидерство во многих областях.

Диапазон мощностей светодиодных источников, реализация в лампах разных типов цоколей, управление лампами позволили в короткий срок удовлетворить растущие требования к источникам света. Главными преимуществами светодиодов остаются компактные размеры и управления цветовыми параметрами (цветодинамика).

Читайте также:

Источники света

Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции, преобразовывающие энергию в световое излучение. В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.

).

Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три группы — газоразрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.

Основные характеристики источников света:

·         номинальное напряжение питающей сети U, B;

·         электрическая мощность W, Вт;

·         световой поток Ф, лм;

·         световая отдача (отношение светового потока лампы к ее мощности) лм/Вт;

·         срок службы t, ч;

·         Цветовая температура Tc, К.

Лампы накаливания

Лампа накаливания — источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом — цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10%, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.

Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму «грибка». Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10%) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами; с колбой в форме трубки — для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д. Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветопередаче достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 1000 Лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение «перегревается».

Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источникам света.

Галогенные лампы накаливания

 Лампы накаливания со временем теряют яркость, и происходит это по простой причине: испаряющийся с нити накаливания вольфрам осаждается в виде темного налета на внутренних стенках колбы. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов (йода или брома).

Лампы бывают двух форм: трубчатые — c длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки, и капсульные — с компактным телом накала.

 Цоколи малогабаритных бытовых галогенных ламп могут быть резьбовыми (тип Е), которые подходят к обычным патронам, и штифтовые (тип G), которые требуют патронов другого типа.

 Световая отдача галогенных ламп составляет 14-30 лм/Вт. Они относятся к источникам с теплой тональностью, но спектр их излучения ближе к спектру белого света, чем у ламп накаливания. Благодаря этому прекрасно «передаются» цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.

 Галогенные лампы применяются повсюду. Лампы, имеющие цилиндрическую или свечеобразную колбу и рассчитанные на сетевое напряжение 220В, можно использовать вместо обычных ламп накаливания. Зеркальные лампы, рассчитанные на низкое напряжение, практически незаменимы при акцентированном освещении картин, а также жилых помещений.

Люминесцентные лампы

 Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Эти лампы значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания или даже галогенные лампы, а служат намного дольше (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности эти лампы стали самыми распространенными источниками света. В странах с мягким климатом люминесцентные лампы широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Принцип их действия основан на свечении люминофора, нанесенного на стенки колбы. Электрическое поле между электродами лампы заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение, а люминофор преобразует это излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветовую окраску испускаемого света.

Разрядные лампы высокого давления

 Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов.

Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, широкий диапазон цветовых температур от 3000 К до 20000К, средний срок службы около 15 000 часов. МГЛ успешно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении. Еще более широко применяются натриевые лампы. На сегодняшний день это один самых экономичных источников света благодаря высокой светоотдаче (до 150 Лм/Вт), большому сроку службы и демократичной цене. Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.

Светодиоды

Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. Специально выращенные кристаллы дают минимальное потребление электроэнергии. Великолепные характеристики светодиодов (световая отдача до 120 Лм/Вт, цветопередача Ra=80-85, срок службы до 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике.

Светодиоды применяются в качестве индикаторов (индикатор включения на панели прибора, буквенно-цифровое табло). В больших уличных экранах и в бегущих строках применяется массив (кластер) светодиодов. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и прожекторах. Так же они применяются в качестве подсветки жидкокристаллических экранов. Последние поколения этих источников света можно встретить в архитектурном и интерьерном освещении, а так же в бытовом и коммерческом.

 

Преимущества:

·         Высокий КПД.

·         Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).

·         Длительный срок службы.

·         Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий. Для нужд индикации и передачи данных это — достоинство, но для освещения это недостаток. Более узкий спектр имеет только лазер.

·         Малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком.

·         Безопасность — не требуются высокие напряжения.

·         Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.

·         Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.

·         Недостаток — высокая цена.

·         Срок службы: среднее время полной выработки для светодиодов составляет 100000 часов, это в 100 раз больше ресурса лампочки накаливания.

Типы, особенности, преимущества и недостатки источников света

На данный момент существует 5 типов источников света:

• Лампы накаливания
• Галогенные лампы
• Люминесцентные лампы
• Лампы высокого давления
• Светодиодные лампы

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Лампы накаливания

Принцип действия данных источников света заключается в разогревании вольфрамовой спирали, помещенной в колбу. Практика показала, что большая часть энергии ламп накаливания расходуется не на освещение, а на нагрев. Как привило, срок службы их не превышает 1000 часов. Несмотря на то, что сегодня человечество постепенно отказывается от неэкономичных ЛН, в мире продается около 15 миллиардов таких источников освещения в год. Причиной тому является привычка и низкая стоимость изделия.

Галогенные лампы накаливания

Галогенные лампы – это современный тип ламп накаливания, который хорошо знаком дизайнерам интерьеров. Новые технологические решения, такие, как добавление в колбу лампы галогенидов, использование специального кварцевого стекла, отражателей, позволили галогенным лампам занять отдельный класс источников света. Благодаря установленным отражателем стало возможным управлять шириной «луча». Тем не менее, очевидным является недостаток данного источника света: нагрев при работе, что сужает область применения. Кроме того, «галогенки» характеризуются относительно непродолжительным сроком службы: 2000-4000 часов.

Люминесцентные лампы

Данные лампы представляют собой разрядные лампы низкого давления, выполненные в виде цилиндрической трубки с электродами, в которую закачаны пары ртути. Принцип действия заключается в появлении электрического разряда и воздействия его на пары ртути, которые излучают УФ-лучи, тем самым воздействуя на люминофор, нанесенный на стенки трубки. В свою очередь, люминофор излучает видимый свет. Главное преимущество таких источников света – длительный срок службы: до 20000 часов. Однако люминесцентные источники света зависят от температуры окружающей среды, что ограничивает область их использования.

Разрядные лампы высокого давления

Принцип действия заключается в свечении наполнителя, находящегося в разрядной трубке, под действием дуговых электрических разрядов. Характеристики данных источников света можно варьировать при изменении состава газа в камере нагнетания. Среди преимуществ разрядных ламп высокого давления можно выделить высокую световую отдача, относительную низкую стоимость и быстрые сроки окупаемости. Недостатком является невысокая стабильность параметров в течение срока эксплуатации, однако сегодня это преодолевается при помощи ламп с керамической горелкой.

Светодиодные лампы

Светодиодные источники света – это полупроводниковые приборы, состоящие их двух полупроводников, соединенных между собой. При прохождении тока, один из материалов получает излишек электронов, а другой – недостаток их. Электроны начинают переходить на вакантные места, генерируя тем самым свет и тепло. Сегодня светодиоды являются лидерами в автомобильной, авиационной технике и светосигнальной аппаратуре. Кроме того, они характеризуются высоким потенциальным сроком службы и возможностью настройки. Тем не менее, светодиодные источники света имеют и свои недостатки: эффективность и срок службы зависят от температуры соединения.

Источники света

 

 

С 1992 года компания А Зет является одним из ведущих комплексных поставщиков источников света в России. Портфель брендов включает СТАРТ – собственная торговая марка и GP Lighting. Компания А Зет занимается поставкой светодиодных, энергосберегающих, галогенных, филоментных ламп и ламп накаливания.

GP Lighting — профессиональное подразделение, создано топ менеджерами GP и Philips в 2009 году. Светодиодные лампы GP Lighting — это современные высококачественные источники света, текущая линейка включает в себя лампы наиболее распространенных типоразмеров, цоколей, мощностей и цветностей.

GP Lighting — это эффективное освещение без компромиссов и по более выгодной цене, нежели прочие бренды категории А. 

На текущий момент продукция GP Lighting успешно продается в Германии, Австрии, Нидерландах, Швеции, Дании, Израиле, Турции и других странах. Компания А Зет является эксклюзивным дистрибьютором GP Lighting на территории Российской Федерации.

 

 

Светодиодные лампы — инновационная для российского рынка продукция. Преимущества использования светодиодных ламп: • Энергосбережение до 85%; • Срок службы до 30 000 часов; • Сокращение затрат на обслуживание; • Безопасность использования (низкие температуры, отсутствие ртути и свинца, низкое ультрафиолетовое излучение).

 

Энергосберегающие лампы являются прямой альтернативой традиционным лампам накаливания. Использование этих ламп позволяет сократить расходы электроэнергии в 5 раз, а коммунальные платежи — на 40%. Замена традиционных источников света на энергосберегающие лампы поможет сократить затраты на обслуживание и замену ламп.

 

Галогенные лампы — источники света с высоким качеством цветопередачи. Срок службы галогенных ламп в 2 раза дольше, чем у традиционных ламп накаливания. Ассортимент галогенных ламп включает лампы в различных колбах, как низковольтные, работающие через трансформатор, так и высоковольтные лампы, которые возможно подключать непосредственно в сеть.

 

Лампы накаливания — наиболее распространенный традиционный источник света для применения в светильниках, люстрах, бра. Лампы накаливания СТАРТ выпускаются с двумя цоколями — Е14 и Е27 — в прозрачной и матовой колбах.

 

 

---

 

 

 

 

Светильники-пушлайты. Название «пушлайт» происходит от английских слов «push» (нажать) и «light» (свет), которые лежат в основе принципа действия данного светильника. Пушлайт крепится к гладкой поверхности благодаря клеевому покрытию. Во время работы пушлайт не нагревается и не представляет опасности для людей или домашних животных. Удобно использовать в качестве дополнительного или аварийного источника света дома, на даче или в машине.

 

Светильники-ночники. Компактные декоративные ночники создадут теплую атмосферу и сказочное настроение в Вашем доме. Прекрасно подходят для использования в темное время суток в детских комнатах, спальнях и коридорах. Теплый свет ночника мягко освещает помещение для ребенка ночью, не мешая остальным членам семьи. Теперь можно не беспокоиться, что Ваш ребенок боится темноты, ведь с ним надежный ночничок!

 

Настольные светильники. Модельный ряд настольных светильников состоит из наиболее востребованных моделей для дома и офиса. Мы предлагаем светильники с различными источниками света: с лампой накаливания, с галогенной лампой, с компактной люминесцентной лампой и на светодиодах. Все светильники изготовлены из высококачественных материалов, соответствуют европейским и национальным стандартам. Изящный и лаконичный дизайн светильников удачно дополнит любой интерьер.

 

Светильники настольные на светодиодах. Все светильники произведены на основе современной LED-технологии. 12 светодиодов обеспечивают направленное яркое освещение выбранной зоны. Безопасны в использовании, не нагреваются, имеют длительный срок службы, очень экономичны. Удобное решение для освещения детских комнат. С помощью прищепки светильник можно закрепить в любом труднодоступном месте.

 

Детские настольные светильники. Яркие, веселые, выполненные из высококачественного пластика, детские настольные светильники станут отличным другом для Вашего ребенка и будут помогать ему успешно постигать новые знания. Основание с удобной кнопкой включения гарантирует устойчивость, а плавная, гибкая стойка поможет установить нужное направление света. Все светильники продаются с компактной люминесцентной лампой в комплекте.

 

Декоративные светильники. Лава-лампа – декоративный интерьерный светильник. Принцип действия достаточно прост: в стеклянном сосуде находятся жидкость и воск, который при нагревании начинает перемещаться в колбе, создавая расслабляющий, умиротворяющий эффект. Глиттер-светильник – декоративный интерьерный светильник. В стеклянном сосуде находятся жидкость (глицерин) с блестками, которая при нагревании начинает перемещаться наверх в колбе, создавая расслабляющий эффект.

 

Настольные светильники под лампу Е27. Это решение позволяет использовать лампу на ваш выбор. Светильники изготовлены из высококачественных материалов. Это самое доступное по цене исполнение, позволяющее выбрать источник света и создать оптимальную зону освещения.

 

Выбираем источник света | Статьи компании МДМ-Лайт

Времена, когда в нашей стране разнообразие источников света ограничивалось «лампочкой Ильича», давно канули в Лету. Сегодня помимо традиционных лампочек накаливания производители и торговля предлагают нам и другие, более совершенные осветительные приборы — галогенные, люминесцентные, и светодиодные. Между собой они различаются по целому ряду параметров, от которых зависит их назначение. Поэтому и дизайнеру, работающему над проектом, и простому обывателю, преобразующему свою жилую среду, полезно знать их характеристики, чтобы уметь правильно использовать эти светотехнические новинки.

В чем разница? Основными характеристиками ламп традиционно считают цветопередачу, светоотдачу и цвет излучения. Цветопередача является для дизайнеров чуть ли не главным параметром, определяющим качество света. Поэтому при выборе ламп для того или иного интерьера прежде всего необходимо учитывать особенности помещения и тот эффект, которого хочет достичь дизайнер.

Так, отдыху и расслаблению способствуют лампы теплого тона, поэтому в гостиной и спальне будут уместны лампы накаливания. Для кабинетов и офисных помещений используют более «холодные» люминесцентные лампы, помогающие создать рабочую атмосферу. В отличие от люминесцентных и ламп накаливания «галогенки» относятся к световым источникам, более близким по спектру к белому цвету, то есть такое освещение не исказит ни цвет вашего лица, ни цветовое решение вашего интерьера. Поэтому в кухне и ванной комнате галогенные лампы просто незаменимы. Впрочем, это совсем не означает, что в гостиной, к примеру, люминесцентные источники света неуместны, так как продуманное сочетание ламп разных спектров может дать очень интересный эффект.

Основные характеристики ламп

Известно, чем сплошнее и равномернее спектр лампы, тем более различимы цвета предметов в ее свете. Так, главный для всех землян естественный источник света — Солнце — имеет сплошной спектр излучения и наилучшую цветопередачу. Для ламп она определяется по эталонным образцам и измеряется в Ra (следует отметить, показатель Ra является достаточно условным). Однако этот индекс не позволяет сделать вывод о характере передачи цветов и поэтому может дезориентировать дизайнера.

Так, у ламп накаливания Ra колеблется от 60 до 90, в них видимое излучение преобладает в желтой и красной частях спектра при недостатке в синей и фиолетовой (по сравнению с дневным естественным светом). В каталогах ламп иногда приводится такая характеристика как световой поток, измеряемый в люменах. Например, для лампы накаливания мощностью 100 Вт он равен 1200 Лм, а для 35-ваттной галогенной лампы — 600 Лм.

Другой показатель — светоотдача — говорит об эффективности преобразования электрической энергии в свет. Нетрудно догадаться, что разные типы ламп имеют разную световую отдачу, которая измеряется, как говорят специалисты, в «люменах с ватта» (Лм/Вт) и показывает, сколько люменов светового потока образуется из одного ватта потребленной электроэнергии.

Так, лампы накаливания имеют небольшую светоотдачу — около 12 Лм/Вт, поскольку большая часть затрачиваемой электроэнергии уходит на нагрев вольфрамовой спирали и всего 5% преобразуется в свет. Гораздо выше этот показатель у люминесцентных ламп — до 100 Лм/Вт! Чтобы правильно организовать распределение света в пространстве, то есть в конкретном помещении, необходимо учитывать и размер тела свечения.

Вы скажете, что гораздо важнее для этого подобрать соответствующий светильник, «ответственный» за перераспределение светового потока, однако сам источник света здесь тоже играет далеко не последнюю роль. Чем меньше тело свечения, тем легче использовать отражатели и линзы, чтобы, например, сфокусировать свет в узкий луч. Согласитесь, лампы с большой поверхностью свечения (люминесцентные) создают подчас невыразительную картинку, смягчая контрасты и размывая тени. Следовательно, такой свет трудно сфокусировать.

Не следует забывать и о сроке службы ламп. Особенно стоит позаботиться об этом, устанавливая светильник в труднодоступных местах — нишах, карнизах или водоемах. Здесь абсолютными рекордсменами являются, конечно же, светодиоды, срок службы которых составляет до 12 лет! По сравнению с ними лампы накаливания горят ничтожно мало — всего 1000 часов, кроме того, со временем качество света (световой поток) лампы накаливания уменьшается.

Сравнительные характеристики различных видов ламп

Лампы накаливания

Старая добрая лампочка-«груша» с ее теплым приятным светом сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Поэтому вполне объяснима и ее большая популярность: наиболее распространенными источниками света до сих пор являются именно лампы накаливания. Принцип действия этой лампы изучают в школе: вольфрамовая спираль, помещенная в колбу, из которой откачан воздух, разогревается под действием электрического тока и начинает светиться. Из-за такой конструкции экономичность и светоотдача ламп накаливания на фоне достижений других осветительных приборов выглядят явно неубедительно.

Кроме того, как видно из таблицы «Сравнительная характеристика различных типов ламп», лампы накаливания уступают галогенным, люминесцентным лампам и светодиодам и по другим параметрам. К их недостаткам помимо небольшого срока службы можно также отнести неблагоприятный спектральный состав, искажающий цветопередачу. В то же время невысокая цена и большое количество вариантов исполнения колб, от самых маленьких для карманного фонарика и елочной гирлянды до больших разноцветных прожекторных, привлекают покупателей из года в год. Декоративные лампы накаливания, например, предназначены для общего, местного и декоративного освещения. В люстрах и бра их декоративная форма (свеча, шар, витая свеча, рифленая свеча) может выгодно дополнять конструкцию светильника.

Люминесцентные лампы обладают отличной цветопередачей и светоотдачей

Галогенные лампы

Хотя сегодня лампа накаливания и считается продуктом массового производства, в котором вроде бы и улучшать больше нечего, работа над ее техническим совершенствованием продолжается. Знакомые нам по встроенным светильникам «галогенки» — это усовершенствованный благодаря некоторым технологическим новшествам (добавление галогенидов в колбу лампы, использование особых сортов кварцевого стекла) вариант ламп накаливания.

Преимуществами галогенных ламп перед обычными лампами накаливания являются: неизменно яркий свет в течение всего срока службы, красивый «сочный» свет, обеспечивающий великолепную цветопередачу и возможность создания привлекательных световых эффектов, компактность, более высокая световая отдача (при одинаковой мощности с лампами накаливания), а следовательно, и повышенная экономичность, увеличенный срок службы (в два раза больший, чем у стандартных ламп накаливания).

Кстати, в несколько раз повысить срок эксплуатации и тех и других ламп можно, используя пониженное напряжение питания в сети. При этом, однако, спектр излучения сдвигается в красную область. Галогенный свет создает обворожительный эффект глянцевой поверхности освещаемого им объекта. Подкупает своей красотой и живая игра спектрального света отражателей галогенных ламп. Небольшие размеры и огромный выбор галогенных ламп накаливания — от ламп с концентрированным пучком света до настенных ламп заливающего света — открывают перед дизайнерами новые возможности при подборе необычных вариантов освещения. Основной недостаток «галогенок» — нагревание в процессе горения. Именно из-за этого их не рекомендуют использовать в детских комнатах, для подсветки картин и других ценных работ с росписью.

Люминесцентные лампы разных цоколей

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы, или разрядные лампы низкого давления, представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Под действием электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, а они, в свою очередь, заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать видимый свет.

Люминесцентные лампы обладают отличной цветопередачей и светоотдачей. Два варианта исполнения ламп — с трех- и пятиполосным люминофором имеют различное соотношение этих показателей. Лампы с трехполосным люминофором более экономичны (светоотдача до 100 Лм/Вт), но обладают худшей цветопередачей (Ra=80). Лампы с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). Впрочем, как и лампы накаливания, люминесцентные лампы зачастую неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Люминесцентные лампы обеспечивают равномерный мягкий свет, но, как уже упоминалось, из-за большой площади излучения распределением света в пространстве управлять достаточно трудно. Впрочем, обычную люминесцентную лампу можно заменить компактной, в которой трубка закручена в спираль. Тем более что по своим параметрам компактные люминесцентные лампы приближаются к линейным.

Кстати, компактные люминесцентные лампы часто используют для замены ламп накаливания. Все люминесцентные лампы отличаются небольшим потреблением энергии и очень длительным сроком службы. Например, люминесцентные линейные лампы работают в 8–20 раз дольше обычных ламп накаливания и в зависимости от типа и яркости потребляют на 85% меньше электроэнергии. Эти свойства люминесцентных ламп (долговечность и экономичность) определяют их повсеместное использование в офисных помещениях.

Кроме того, различные оттенки света (от подобного лампам накаливания до дневного) и цвета люминесцентных ламп дают дополнительные преимущества их применения, не говоря уже о разнообразии их типов (по мощности и размеру, конструкции и форме: прямые, кольцевые и U-образные). Среди недостатков — относительная громоздкость, необходимость в специальном пускорегулирующем устройстве (стартере и дросселе), чувствительность к температуре окружающего воздуха (при температуре ниже +10°С лампа может не зажечься), наличие стробоскопического эффекта, который вызывается частыми, не уловимыми для зрения миганиями люминесцентной лампы в такт колебаниям переменного тока в электрической цепи. В результате у человека нарушается правильное восприятие скорости движения предметов, появляются неприятные ощущения. Кроме того, при неправильном включении (без защитных конденсаторов в пускорегулирующем устройстве) люминесцентные лампы становятся источниками помех для радиоприемников и телевизоров. Светодиоды на сегодняшний день являются самыми перспективными источниками света

Светодиоды

Светодиоды (также часто используется английская аббревиатура LED — light emitting diodes), пожалуй, на сегодняшний день являются самыми перспективными источниками света. Изначально они использовались в электронике, затем — в светосигнальной технике (светофорах, дорожных знаках, вывесках и указателях). Позже эта технология нашла свое применение и в декоративном освещении.

В чем же преимущества светодиодов?

Экономичность. Светодиоды работают от низкого напряжения и, соответственно, потребляют очень мало электроэнергии, так как по сравнению с обычными источниками света практически всю энергию превращают в свет. Это позволяет снизить потребление энергии на 75%.

Сверхдолгий срок службы. Теоретически до 100 000 часов горения, то есть при использовании светильника в среднем по 8 часов в день он прослужит 35 лет! Для сравнения — обычной галогенной лампочки мощностью 10 Ватт хватает лишь на 2000 часов. Прочность. В отличие от традиционных источников света светодиоды намного прочнее и менее подвержены механическому воздействию, поскольку в них отсутствуют элементы (спирали, электроды), которые могут быть повреждены.

Отсутствие у светодиодов ультрафиолетового и инфракрасного излучения, что позволяет использовать их, в частности, для экспозиционной подсветки. Любой оттенок. Особая система цветосмешения (установка в одном корпусе трех групп светодиодов) позволяет получить практически любой цвет светового потока, что, несомненно, расширяет возможности использования светодиодов.

Вдобавок светодиоды обладают и другими преимуществами перед существующими источниками света. Так, небольшие размеры делают необычайно широким спектр их применения. Несколько светодиодов, объединенных в одну форму, способны заменить обычную лампу накаливания: расположенные по периметру, они могут освещать большие площади (например, светодиоды можно считать идеальным источником света при карнизном освещении).

Как источники света для наружного и декоративного освещения они обладают рядом уникальных достоинств, среди которых точная направленность света и возможность управления цветом и интенсивностью излучения. К недостаткам светодиодов можно отнести их более высокую стоимость по сравнению с другими источниками освещения. Однако надо понимать, что вышеуказанные достоинства с лихвой оправдывают вложенные затраты. Итак, задачей дизайнера, проектирующего тот или иной интерьер, является тщательный подбор как светильника, соответствующего стилистике и дизайну помещения, так и ламп, обеспечивающих требуемое качество цвета и света.

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях



Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее

---

Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Запинить

Теги: Технологии, LED, Источники света, Нормы освещения

Искусственные источники света

Что же представляют собой искусственные источники света?

Это технические устройства, которые могут иметь самую различную конструкцию и при этом служат для преобразования энергии различными способами. В источниках света, как правило, используется электроэнергия, однако в некоторых случаях может использоваться химическая энергия или другой способ генерации света. По большому счету все источники света делятся на два вида: естественные и искусственные. О вторых мы поговорим в нашей сегодняшней статье более подробно.

История развития искусственных источников света берет свое начало еще в глубокой древности. Самым первым источником света был огонь (пламя) костра. Однако со временем люди стали понимать, что свет можно получать при сжигании каких-либо смолистых пород дерева, причем в больших количествах. Уже позже люди научились переносить источники света, перезаряжать горючим, а также устанавливать в любом пространственном положении.

В дальнейшем для получения источников света (искусственных) люди стали использовать газ. На протяжении долгого периода времени было востребовано газовое освещение. Главная особенность данного вида освещения заключалась в том, что с его помощью можно было освещать большие городские улицы или даже целые здания. Позже для городского газового освещения стали использовать «светильный газ». Люди стали придумывать различные конструкции для того чтобы усилить отдачу света и питания. Сначала это были фитили, которые, кстати, позже были усовершенствованы путем добавления минералов и пропитке борной кислотой.

Дальнейший прогресс в области изобретения и использования искусственных источников света был связан с тем, что было открыто электричество, а также появились источники тока. Но и над электрическими источниками была проведена огромная работа, ведь было очевидно, что для увеличения яркости требуется поднятие температуры конкретно той области, которая излучает свет. А для увеличения долговечности электрических источников люди стали размещать рабочие тела в различных баллонах.

Параллельно с развитием ламп накаливания, уже в эпоху открытия электричества начались работы по электродуговым источникам света, а также по источникам света на основе тлеющего разряда. Первые, в свою очередь, позволили получить очень мощные потоки света, а с помощью вторых источников удалось достичь чрезвычайной экономичности. Кстати, сегодня самыми яркими и мощными источниками света являются лазеры.

Источники света применяются во всех областях жизнедеятельности человека. От области применения напрямую зависят и требования, которые предъявляются к источникам света (технические, эстетические и экономические).

Это интересно

Рассмотрим искусственный источник света на примере светильника.

Светильник – искусственный источник света, прибор, который перераспределяет свет лампы внутри больших телесных углов, а также обеспечивает угловую концентрацию потока света. Сфера применения светильников достаточно обширна; они используются как для освещения, так и в качестве сигнализации. К тому же, их очень часто используют просто в качестве декоративных предметов.

← Предыдущая		Следующая →

Источники света

Существует множество недорогих источников искусственного освещения, используемых для освещения или для промышленного применения: вольфрамовые или галогенные лампы, люминесцентные лампы, светодиодные лампы и т. д. Некоторые из этих источников предлагают регулируемую интенсивность излучаемого света. Однако имеется очень мало откалиброванных источников света точно известных фотометрических/радиометрических параметров. Источник света можно считать откалиброванным, когда его пользователь может точно регулировать фотометрические/радиометрические параметры, такие как яркость (или освещенность), светимость (или облученость) в определенном интересующем спектре. Такие источники света необходимы во многих приложениях, включая системы для тестирования приборов ночного видения, камер VIS-NIR и камер SWIR. Еще одним критическим требованием к профессиональным калиброванным источникам света является способность имитировать условия освещения, встречающиеся в реальных условиях жизни. Практически это означает сверхвысокую динамику регулирования интенсивности света для имитации как дневных, так и ночных условий и имитации различного спектра света. Inframet предлагает ряд откалиброванных источников света, которые можно разделить на три группы:

 

Источники света из первой группы (закодированные как LS-DAL, LS-SAL, LS-MAH, LS-COHL) оптимизированы для использования в системах тестирования камер VIS-SWIR. Подробно, они должны использоваться в качестве источников света в проекторах изображений на основе внеосевых отражательных коллиматоров. Следовательно, угол излучения света этих источников является относительно узким (примерно до 20º), чтобы минимизировать отражения света, которые могут ограничивать контраст изображений, отображаемых такими коллиматорами. Следует отметить, что эти источники света с узким углом излучения также могут быть использованы в ряде других применений. Первые три источника света являются компьютеризированными источниками для  высокотехнологичных приложений. Последний источник света — этопортативный источник света для приложений с ограниченным бюджетом.

Источники света LS-DAL / LS-SAL объединяют свет двух основных каналов: галогенную лампу с цветовой гаммой 2856K и несколько светодиодных источников. Интенсивность галогеновой лампы регулируется оптико-механическим аттенюатором, который изменяет интенсивность света, но не изменяет цветовую температуру света. Интенсивность светодиодных источников регулируется электронным способом с помощью современной электронной системы регулирования/стабилизации. Регулирование спектра излучаемого света дополнительно поддерживается набором спектральных фильтров.

По внешности источники света DAL / SAL выглядят одинаково, но есть некоторые конструктивные различия: разные  по покрытиям на интегрирующие сферы, немного разные по источникам   галогенных и светодиодов. DAL оптимизирован для тестирования камер VIS-NIR с чувствительностью до 1000 нм; SAL — для тестирования SWIR-камер с чувствительностью  до 1700 нм.

LS-COHL может рассматриваться как специальная, более продвинутая версия источников LS-DAL / SAL. Источники света LS-DAL / SAL обычно являются широкополосными источниками света. LS-COHL также может работать в широкополосном режиме, но также предлагает монохромный режим с переменной длиной волны. В этом режиме LS-COHL может излучать свет в узкой спектральной полосе на длине волны, требуемой пользователем. Обычно возможно до восьми длин волн в диапазоне VIS-SWIR.

Базовая версия источника света LS-MAH — это широкополосный (излучающий свет в широком диапазоне от видимого до короткого инфракрасного) некалиброванный (пользователь может регулировать яркость, но абсолютное значение неизвестно) для проектов с ограниченным бюджетом. Источник света в сочетании с коллиматором и набором мир может создать простое, но почти идеальное решение для измерения параметров изображения (разрешение, MTF, искажение) камер VIS-NIR, камер SWIR, а также  для NVD но с ограничением.

 

Источники света серии LS-LAM — это источники, излучающие свет практически на всем полушарии, как вблизи идеальных источников Ламберта. Их можно рассматривать как типичные интегрирующие  сферы, построенные путем объединения интегрирующего модуля с оптико-механическим аттенюатором, электроникой в ​​одном случае для повышения надежности и мобильности источника. Они обычно используют галогенный источник света, который излучает свет со спектром источника 2856K.

Inframet может поставлять источники излучателей LS-LAM до 300 мм как в  портативной, так и в компьютерной версии. Ниже представлены фотографии двух популярных моделей: руководство по эксплуатации LS-LAM40M

и компьютер LS-LAM100C.

Источники света · Вселенная в классе

Источники света

Источником света является все, что излучает свет, естественный или искусственный. К естественным источникам света относятся Солнце и звезды. К искусственным источникам света относятся фонарные столбы и телевизоры.

Без источников света мы не могли бы видеть окружающий мир, однако не каждый объект, который мы видим, является источником света. Многие объекты просто отражают свет от источника света.

Источники света — это задание, которое предлагает учащимся выяснить, откуда берется свет, как он распространяется и как его можно использовать, прежде чем они смогут использовать силу света для исследования Вселенной!

Источники света. Руководство для учителя.

.

Приведите примеры различных типов источников света: естественных и искусственных

Поймите, что мы видим объекты, потому что свет отражается от них и попадает в наши глаза.

Материалы

Исходная информация

Источник света — это все, что излучает свет. Есть естественных и искусственных источников света. Несколько примеров естественных источников света включают Солнце, звезды и свечи. Несколько примеров искусственных источников света включают лампочки, фонарные столбы и телевизоры.Без источников света мы не могли бы видеть окружающий мир, однако не каждый видимый нами объект является источником света. Многие объекты просто отражают света от источника света, например столы, деревья и Луна.

Шаг за шагом

1. Начните это задание, попросив учащихся назвать некоторые объекты, излучающие свет. Они называются источниками света.

2. Напишите ответы на доске в трех немаркированных колонках: неисточники света, искусственные источники света и естественные источники света.

3. Обсудите разницу между объектами на доске — естественными и искусственными. Некоторые из них отражают только свет?

Свет Солнца включает в себя все цвета радуги. Когда этот свет попадает на Луну, он отражается обратно на Землю и попадает в наши глаза, позволяя нам увидеть Луну.

4. Раздайте каждому учащемуся рабочий лист «Источники света» и попросите его ответить на первый вопрос.

5. Обсудите с учащимися вопрос 2: «Как свет позволяет нам видеть другие объекты?» Объясните, что изображено на приведенной ниже диаграмме (копия будет у них на рабочем листе), а затем попросите их объяснить своими словами на своем рабочем листе.

6. Обсудите вопрос 3, «Могут ли камень или металл стать источниками света?» . Объясните, что даже камень и металл могут действовать как источник света, если они достаточно нагреются, обратите их внимание на изображение падающей звезды (метеора) в нижней части их рабочего листа, они оба сделаны из камня и металла, но мы видим, как они сияют. когда они сгорают в атмосфере Земли.

Заключение

Пригласите свой класс открыть для себя самые яркие источники света во Вселенной – звезды! С помощью роботов-телескопов LCOGT вы можете фотографировать звезды, галактики и звездные скопления настолько яркие, что их можно увидеть за миллиарды световых лет!

Ссылки на учебные программы

KS2 Наука в национальной учебной программе Уэльса «Как все работает: как распространяется свет и как это можно использовать.

Источник света. Типы источников света

По сути, мы можем сказать, что если возбуждать энергию любыми средствами, необходимыми в этой конкретной области, то говорят, что это свет, поскольку свет находится в видимом спектре в форме энергии. или волна. В современном мире люди также создают искусственный свет, который является наиболее подходящей формой электрической энергии в современном мире. Неоновые огни, лампочки и люминесцентные лампы — очень хорошие примеры электрического света. Лазеры также являются хорошим примером искусственного света.

Типы источников света

Существует множество источников света, которые относятся к разным категориям. Они могут быть дифференцированы в любом из следующих действий:

• Натуральные источники света

• Источники искусственного света

• Накаливание света

• Люминесценция Источники света

Натуральный свет источников

в основном, мы все знаем о том, что свет — это форма энергии, которая производится из разных источников.Наша вселенная наполнена объектом, который излучает свет с помощью естественных вещей, присутствующих вокруг нас. Есть бесчисленное множество естественных вещей, через которые мы получаем свет. Ниже приведены вещи в природе, которые позволяют нам наслаждаться жизнью благодаря свету.

Солнце. Основным и наиболее важным источником света на Земле является Солнце. Солнце — единственный естественный источник, представляющий собой массивный огненный шар, в центре которого ядерный синтез производит большое количество энергии.Солнце является основным фактором света на земле, который также производит тепло.

Звезда. Звезда является еще одним фактором, излучающим свет, хотя количество света, достигающего Земли, невелико.

Луна. Луна также является одной из планет, которая также дает свет, но не сам по себе. Свет, который дает луна, — это свет, отраженный от солнца, потому что у луны нет собственного света. Помимо этих источников света, некоторые живые организмы также обладают способностью излучать свет, и эти организмы называются биолюминесценцией.По сути, биолюминесценция — это результат определенных химических реакций внутри организмов. Некоторыми примерами являются светлячки, светлячки, медузы, некоторые глубоководные растения и микроорганизмы.

Источники искусственного света

Искусственный свет создан на основе передовой технологии, которая напоминает естественный свет (солнечный свет). Например: лампочки, трубчатые светильники. Искусственный свет разработан в конце 19-го и начале 20-го века. Есть два способа измерения естественного освещения: i.е. конкретный диапазон частот и сила освещения, измеряемая в люменах. Искусственное освещение можно легко увидеть вокруг вас. Люди обычно широко используют искусственный свет в своих домах, в коммерческих и многих других местах. Они доступны в большом разнообразии как в формах, размерах, цветах и ​​даже в уровне яркости.

Источник света накаливания

Источник света накаливания является наиболее распространенным типом источника, в который могут быть включены солнце, лампочки и огонь.Лампа накаливания — это тип источника света, который включает в себя вибрацию всего атома, поскольку, когда атомы нагреваются, высвобождаются тепловые колебания в виде электромагнитных излучений. В зависимости от температуры материалы излучают энергию по-разному, при низкой температуре материалов испускание излучения происходит через инфракрасную длину волны в фотонах. Типичным примером источника света накаливания является то, что когда металл нагревается, атомы, присутствующие в металлах, вибрируют и испускают фотоны, которые излучают излучение, чтобы сделать его видимым для человеческого глаза за счет увеличения длины волны в спектре.

Огонь является наиболее распространенным примером лампы накаливания, так как огонь включает химическую реакцию, в результате которой выделяются газы и тепло, в результате чего материал достигает высокой температуры, в результате чего материал и газы накаляются (загораются).

Точно так же лампочки выделяют тепло, через которое проходит электрический ток, повышая температуру кабеля и, наконец, обеспечивая его накаливание.

Люминесцентный источник света

По сравнению с лампами накаливания, в этих источниках используются только электроны, а не колебания всего материала, которые происходят при нормальных или более низких температурах, что отличает их от ламп накаливания. По сути, мы можем сказать, что когда электроны излучают часть своей энергии в виде электромагнитного излучения, тогда такой тип света известен как люминесцентный свет. Когда электрон падает в температуре, определенный световой цвет создается за счет снижения уровня энергии. Некоторыми распространенными примерами люминесцентного источника света являются неоновые огни, флуоресцентный свет, биолюминесценция, флуоресцентный свет и т. Д. Флуоресцентный свет является наиболее распространенным примером люминесцентного источника света, который можно разделить на две части: электролюминесценция и фотолюминесценция, которые могут включать экраны компьютеров и телевизоры.Биолюминесценция также является наиболее распространенным примером люминесценции, которая включает даже животных, таких как светлячки.

Разница между естественным и искусственным освещением

Самое важное различие между естественным и искусственным освещением заключается в том, что естественный свет встречается в природе, а искусственный свет является электронным и формируется с помощью передовых технологий. Естественный свет не влияет на использование, поскольку он основан на продолжительности времени, но это не относится к искусственному свету.Использование искусственного света ограничено. Количество производимого света является основным фактором использования искусственного света. Если искусственный свет производится в меньшем количестве, то потребление также невелико.

Источники света | Примеры источников света

---

В этом уроке поговорим об источниках света.

 

Что такое источники света?

Любой источник или объект, излучающий собственный свет, является источником света.

 

Светящиеся объекты

Все, что излучает собственный свет, называется светящимся .Каждый источник света представляет собой светящийся объект .

[попробовать источники света Quiz 1 и Quiz 2 и

]

Вы знаете, что является основным источником света Земли? Да, это Солнце. Солнце – главный источник света на Земле.

 

Без солнечного света мир погрузился бы во тьму. Растения бы не росли, и никакой другой жизни на Земле не существовало бы.Солнце дает нам энергию для выживания. Свет составляет лишь небольшую часть энергии, поступающей к нам от солнца.

 

Источники света могут быть двух групп.

 

Две группы источников света

• Естественные источники света
• Искусственные источники света

Ниже приведен список источников света;
 

Естественные источники света излучают естественный свет без участия человека.

Примеры природных источников света

• Sun
• Звезды
• Lightning
• Светлячки
• светлячки
• Медузы
• Рыболов рыба
• хаулиоды
• Буш стреляет

The Sun

 

Искусственный свет — это свет, создаваемый людьми.

Примеры искусственных источников Light

• Лампы
• лампы
• лампы
• Flame By
• подсветки
• легче
• Fire
• Lasers
• Fireworks
• , когда телевизоры и мобильные телефоны Включены на

Light Light

лампы

горелки

100005

LANTERN

Light

Огонь

Подсвечники

Пламя на матчах

Что подразумевается под накаливанием?

 

Свет, излучаемый в результате нагревания, называется лампой накаливания .Это означает, что когда объект раскален, он излучает свет, потому что он горячий. Большинство источников света — лампы накаливания.

Примеры накаливания света Источники

• Sun и другие звезды
• Fires
• горелки
• Light Light
• электрические лампы
• подсветки
• огонь

Что подразумевается под волюминесцентом ?

 

Некоторые источники света излучают свет, не нагреваясь. Это могут быть как живые, так и неживые существа. Люминесцентные лампы, светящиеся в темноте краски, светящиеся в темноте знаки, светящиеся в темноте наклейки и палочки, светлячки, светлячки, медузы — вот некоторые из примеров источников света, излучающих свет. не нагреваясь.

 

Живые существа , которые излучают свет, не нагреваясь, называются биолюминесцентными .

Примеры светящихся источников света

• Светлячки
• светлячки
• Angler рыбы
• хаулиоды
• Черный Dragonfish
• Многие медузы
• Криль

• Животные, как светлячки и светлячки излучают собственный свет для привлечения партнеров.Энергия света светлячка исходит от химической реакции, происходящей в его брюшке.

Океан находится в полной темноте с глубины около 1000 метров вниз. Это связано с тем, что свет с поверхности не проникает глубоко под океан. Это создает проблемы для рыбы, чтобы найти пищу. Некоторые глубоководные рыбы подплывают ближе к поверхности, чтобы добыть пищу, в то время как некоторые рыбы проводят все свое время в темноте. Рыба-удильщик, рыба-гадюка и черная рыба-дракон — вот некоторые из примеров рыб, которые проводят всю свою жизнь в темноте.

 

• Рыба-удильщик живет в темноте, на глубине около 4000 метров под поверхностью океана. Он раскачивает светящуюся приманку, чтобы привлечь добычу.
• Рыба-гадюка использует биолюминесцентные лампы в открытом рту, чтобы заманить добычу прямо в желудок.
• Черная рыба-дракон излучает красный свет из точки прямо под глазом. Это позволяет рыбе-дракону видеть свою добычу, но добыча не может видеть красный свет.

 

Несветящиеся объекты

Объекты, которые не излучают свет или не отражают свет от светящихся объектов, называются несветящимися объектами.

 

Некоторые несветящиеся объекты отражают свет, падающий на них от светящихся объектов. Хороший пример — луна. Луна просто отражает свет от солнца.

 

Отражатели света

 

Что такое Отражатели света?

 

Отражатели света не могут излучать собственный свет. Они просто отражают свет.
 

Примеры отражателей света

 

Ниже приведен список отражателей света;

• MOON
• Зеркала
• Главная вода
• Гладкая вода
• Металл
• гладкие и блестящие поверхности

Луна — это отражатель света

зеркала отражают свет

Вы можете увидеть отражение деревьев в гладкой воде внизу

 

Вы можете увидеть отражение солнца в гладкой воде

 

Гладкие и блестящие поверхности хорошо отражают свет

 

Посмотрите на красивые отражения вокруг окружающей среды в гладкой воде этого ручья.

 

 

 

Почему зеркала не являются источниками света?

 

Зеркала не излучают собственный свет. Они просто отражают свет. Вот почему вы не можете видеть зеркало в полностью темной комнате.

 

Является ли луна источником света?

 

Нет, это не так. Луна не является источником света, потому что она просто отражает свет Солнца.

 

Помните! Вы не должны смотреть прямо на Солнце, потому что Солнце — очень яркий объект, который может очень быстро повредить ваши глаза.

 

Невидимый свет

 

Знаете ли вы, что существует невидимый свет, невидимый вашим глазам?

 

Инфракрасный (ИК) и Ультрафиолетовый (УФ) — это два типа невидимого света.

 

Живые существа и очень горячие объекты, такие как Солнце, излучают инфракрасное излучение.

 

Ультрафиолет — это очень мощный свет, излучаемый Солнцем. Ультрафиолетовый свет может повредить ваши глаза.Вот почему вы не должны смотреть прямо на Солнце. Ультрафиолет также вызывает серьезные солнечные ожоги и рак кожи. Вы должны всегда помнить, чтобы использовать солнцезащитный крем перед воздействием прямых солнечных лучей.

 

Также прочтите уроки «Как распространяется свет» и «Тени».

Автор: K8School 5:04 утра

Электрические источники света | Семинар по устойчивому развитию

Скорее всего, вы не сможете постоянно освещать пространство только дневным светом, поэтому вам придется научиться эффективному проектированию искусственного освещения.Источники света — это различные виды ламп, лампочек или других устройств, используемых для создания искусственного света.

Выбор источника света очень важен как для зрительного комфорта, так и для энергоэффективности. Примерно 1/3 энергии, потребляемой средним коммерческим зданием в США, приходится на освещение.

Источники искусственного света измеряются не только их характеристиками зрительного комфорта (яркость, цветовая температура, индекс цветопередачи и светораспределение), но и их эффективностью, то есть эффективностью преобразования электричества в свет.

Эффективность освещения

Энергоэффективность искусственного освещения измеряется «световой отдачей», отношением исходящего светового потока (в люменах) к поступающему электричеству и/или теплу (в ваттах). Энергия, которая не проявляется в виде света, проявляется в виде тепла. Обратите внимание, что эффективность освещения зависит как от самого источника света, так и от приспособления, в котором он находится.

Категория	Тип	Световая отдача (лм/Вт)
Горение	свеча	0.3
	газовая оболочка	1 — 2
Лампа накаливания	вольфрамовая лампа накаливания	14 — 15
	вольфрамовое стекло галоген	19
Флуоресцентный	Компактная люминесцентная лампа	46 — 75
	Трубка T8	80 — 100
	Трубка T5	70 — 104
Светодиод	Светодиодная лампа с винтовым цоколем (120 В)	58 — 93
Газоотвод	галогенид металла	65 — 115
	натрий низкого давления	100 — 200

Световая отдача различных источников света (из Википедии)

 

Компактная люминесцентная лампа и лампа накаливания, показанные в видимом и инфракрасном свете.

 

Общие источники света

На сегодняшний день существует три основных источника архитектурного освещения: лампы накаливания, электроразрядные и светодиодные. Лампы накаливания работают, нагревая нить накала до тех пор, пока она не начнет светиться излучением абсолютно черного тела. Электроразрядные (или «газоразрядные») лампы пропускают ток через газ, чтобы расщепить его на светящуюся плазму. Люминесцентные лампы являются разновидностью газоразрядных ламп. Светоизлучающие диоды посылают ток через полупроводник, вызывая эмиссию фотонов.

Вольфрамовая лампа накаливания

В общих чертах, лампы накаливания дешевы в установке, но дороги в эксплуатации. Они могут быть оправданы, если первоначальные затраты должны быть сведены к минимуму, а годовое количество часов использования невелико или они должны использоваться периодически с частым переключением. В некоторых случаях эффекты, требуемые в витринах или престижных интерьерах, могут потребовать использования небольших источников накаливания из-за возможного точного контроля; однако их обычно не следует использовать для общего освещения интерьеров.

Вольфрам-галоген

Вольфрамово-галогенная лампа — дорогая лампа накаливания с очень компактным корпусом, что делает ее превосходной лампой, где важен оптический контроль. У него все еще есть все отрицательные аспекты стандартной лампы накаливания, а именно относительно короткий срок службы и низкая эффективность, что делает вольфрам-галогенную лампу дорогой в эксплуатации и обслуживании. Зато цветопередача отличная.

Пары натрия низкого давления

Обычно используемая электрическая газоразрядная лампа основана на парах натрия.На сегодняшний день это самая высокая эффективность лампы в коммерческом использовании.

Небольшой ток проходит через газ натрия, когда свет включается, испуская слабый красный разряд. Через несколько минут натрий внутри испаряется. Образующийся пар натрия дает почти полностью монохроматическое излучение, характерное для этой лампы (589–589,6 нм, желтый). Это очень затрудняет восприятие цвета, а это означает, что он используется почти исключительно для уличного освещения.

Пары ртути высокого давления

Ртутные лампы

имеют резонансное излучение на длинах волн 185 нм и 254 нм в УФ-диапазоне.При высоком давлении газ сам поглощает часть этого излучения и переизлучает его в виде видимого света. Это излучение сосредоточено в пяти узких полосах, дающих фиолетово-сине-зеленый цвет. Поскольку в этом спектре недостаточно красного, восприятие многих цветов искажается. Тем не менее, он имеет высокую светоотдачу.

Флуоресцентный

Люминесцентные лампы представляют собой электрические газоразрядные лампы, излучение которых находится в ультрафиолетовом спектре, но внутренняя часть лампы покрыта люминофором, который поглощает эти длины волн и повторно излучает видимый свет (флуоресцентные).Они могут иметь широкий диапазон цветовых температур и индексов цветопередачи, а также различную светоотдачу. Как правило, они становятся более эффективными, поскольку имеют меньший диаметр (следовательно, T5 более эффективен, чем T8 или T12), хотя компактные люминесцентные лампы имеют менее эффективные источники питания, чем полноразмерные светильники для ламп T5 или T8.

Светодиод (LED)

Светодиодные лампы

сегодня имеют светоотдачу в том же диапазоне, что и компактные люминесцентные лампы. Однако они могут иметь чрезвычайно длительный срок службы (от 30 000 до даже 100 000 часов использования), физическую надежность и чрезвычайно малые размеры, которые можно адаптировать ко многим форм-факторам.

Их традиционно высокая цена не позволяла использовать их в качестве популярного архитектурного источника света. Однако технологии развиваются очень быстро, и светодиодное освещение с каждым годом становится все дешевле и более энергоэффективным.

Выбор лампы

При выборе источника света следует учитывать несколько критериев. Обратите внимание, что эти характеристики часто зависят от самого источника света и приспособления, в котором он находится.

1.Эффективность, срок службы, амортизация люменов

Все это влияет на стоимость жизненного цикла. Если световой поток лампы быстро снижается в течение срока ее службы, предусмотрительный разработчик сначала обеспечивает большее количество люменов, чем требуется, чтобы по мере того, как лампа угасает с возрастом, все еще было доступно достаточное количество света. Другими словами, если для первоначального освещения помещения требуется семь светильников, мы можем поместить восемь светильников в нашу конструкцию, чтобы сначала пространство было освещено сверху, но установка по-прежнему будет давать достаточно света позже, поскольку лампы из-за старения обеспечивают меньший световой поток, чем их номинальный световой поток.Таким образом, сравнение скорости уменьшения светового потока от одного типа лампы к другому становится важной частью анализа затрат.

2. Желаемый объем диффузии

Иногда желательно иметь рассеянный свет, а не сильно направленный свет, так как последний может создавать резкие тени. Источник площади или линейный источник (например, люминесцентная лампа) генерирует более рассеянный свет и более мягкие тени, чем точечный источник.

3. Управляемость

Некоторые лампы регулируются легче, чем другие.Необходимо рассмотреть, приемлемо ли простое управление включением/выключением, желательно ли недорогое затемнение или разумно ли нести большие расходы, чтобы получить более качественное затемнение.

4. Цветопередача

Одной из основных задач архитектора, дизайнера интерьеров и инженера по свету является освещенность помещения. Большинство источников света доступны с различными спектральными распределениями мощности, что дает различные индексы цветопередачи (CRI) и цветовые температуры.Художник по свету должен быть хорошо знаком с этими понятиями, чтобы должным образом добиться желаемого эффекта с помощью выбранных ламп.

5. Управление распределением

Распределением света от маленькой лампы можно управлять легче, чем светом, излучаемым большой лампой. Это просто потому, что легче сформировать отражатель вокруг маленькой лампы, чем большой. Некоторые лампы имеют длину всего 10 мм, а другие достигают 1 м в длину. Рисунок света от первого можно очень точно контролировать, тогда как лучшее, что мы можем надеяться сделать со вторым, — это отбрасывать свет в том или ином общем направлении.Мы идеализируем небольшой источник света понятием «точечный источник». Чем меньше светоизлучающий элемент лампы, тем больше он напоминает идеал математического точечного источника.

6. Нагрузка на систему кондиционирования воздуха

Любое искусственное освещение создает дополнительную тепловую нагрузку на здание. Лампы с более высокой эффективностью будут выделять меньше тепла в пространство при заданном количестве светового потока. Наиболее термически эффективной формой освещения является рассеянный дневной свет, за которым следуют прямые солнечные лучи, газовые разряды низкого давления, а затем высокого давления.Хуже всего — лампы накаливания.

7. Стабильность и надежность напряжения питания

Газоразрядные лампы высокого давления более чувствительны к изменению напряжения, чем лампы низкого давления. Если дуга гаснет из-за падения напряжения, лампе высокого давления может потребоваться до 15 минут, чтобы вернуться к полной светоотдаче.

8. Температура и влажность окружающей среды

Некоторые лампы, особенно люминесцентные, очень чувствительны к температуре и влажности. Эти лампы трудно запустить при низкой температуре окружающей среды, и после запуска они могут не давать полной светоотдачи.

9. Стоимость

Некоторые лампы изначально довольно дешевые. Однако они, как правило, имеют низкую эффективность и относительно короткий срок службы. Необходимо учитывать не только первоначальную стоимость, но и стоимость эксплуатации системы в течение всего срока ее службы, включая затраты на электроэнергию и необходимость платить рабочему за частую замену перегоревших ламп. Флуоресцентные лампы и светодиоды часто дешевле ламп накаливания только по этой причине, даже без экономии энергии.

---

Введение в источники света — Avantes

Для таких применений, как передача, поглощение и отражение, необходимы источники освещения. Avantes предлагает широкий выбор различных источников света для удовлетворения ваших конкретных потребностей. Обзор различных вариантов можно найти на этой странице.

Различные типы источников света

Вольфрамово-галогенные источники света в основном используются для измерений в видимом и ближнем ИК-диапазонах. Галогенные источники AvaLight обеспечивают очень стабильную мощность в сочетании с длительным сроком службы лампы. Высокая стабильность позволяет использовать их в конфигурациях отражения и пропускания или в качестве источника света для калибровки освещенности. Что наиболее важно, спектральный выход галогенных ламп представляет собой гладкую кривую черного тела, которая обеспечивает максимальный динамический диапазон.

Avantes Дейтериевые источники света известны своим стабильным выходным сигналом и используются для измерения УФ-поглощения или отражения. Их также можно использовать в качестве источников для калибровки освещенности благодаря их высокой стабильности.Стандартный AvaLight-DH-S смешивает галогенный свет с дейтериевым светом, создавая таким образом источник света с широким спектральным диапазоном. Выходной спектр дейтериевых источников света имеет несколько пиков, с заметным пиком на 656 нм. AvaLight-DH-S-BAL включает в себя дихроичный светоделитель, установленный для минимизации этих пиков, обеспечивая гладкий спектр от 200 до 2500 нм.

Наши импульсные ксеноновые источники света AvaLight-XE и AvaLight-XE-HP (мощная версия) используются там, где требуется длительный срок службы и высокая выходная мощность, например, при измерении флуоресценции.Это доступные УФ-источники, но спектральный выходной сигнал не такой плавный и непрерывный, как у галогенных и дейтериевых источников света AvaLight. Светодиодные источники света, такие как AvaLight-LED и его мощная версия AvaLight-HPLED, обеспечивают высокую мощность на определенной длине волны. Типичным применением источников AvaLight-LED является флуоресценция. Они обеспечивают длительный срок службы, короткое время прогрева и высокую стабильность.

Для калибровки длины волны Avantes предлагает различные источники, включая аргон, ртуть-аргон, неон, цинк и кадмий.Все спектрометры Avantes откалиброваны на заводе по длине волны и не требуют повторной калибровки, поскольку имеют фиксированные щели и оптику. Для тех клиентов, которые хотят выполнить свои собственные калибровки, источники света AvaLight-CAL могут использоваться для целей повторной калибровки. Для автоматической калибровки AvaSoft-Full предоставляет процесс калибровки, облегчающий это.

Источники света со спектральным распределением

Спектральное распределение различных источников света показано на рисунке ниже.

Источники света

Есть много недорогих источники искусственного света, используемые для освещения или для промышленное применение: вольфрамовые или галогенные лампы, люминесцентные лампы, светодиодные лампы и т. д. Некоторые из этих источников предложение регулируемая интенсивность излучаемого света. Однако там очень несколько калиброванных источников света точно известных фотометрические/радиометрические параметры. Источник света можно считать откалиброванным, когда его пользователь может точно регулировать его фотометрические/радиометрические такие параметры, как яркость (или освещенность), яркость (или освещенность) в определенном интересующем спектре.Такой свет исходники нужны во многих приложениях в том числе комплексы для проверки приборов ночного видения, VIS-NIR камеры и тепловизоры SWIR. Другой критические требования к профессиональному калиброванному свету Источники — это способность имитировать условия освещенности. в условиях реальной жизни. Практически это означает сверхвысокий динамика регулирования интенсивности света для имитации обоих дневные/ночные условия и для имитации различного освещения спектр.

Inframet предлагает серию калиброванные источники света, которые можно разделить на три групп:

1.Источники света, разработанные для Inframet тест-системы,
2. Универсальный ламбертовский свет источники.

Источники света от первая группа (кодируется как LS-DAL, LS-SAL, LS-MAH, LS-COHL) оптимизированы для использования в системы для тестирования VIS-SWIR камеры. В частности, они должны использоваться как легкие источники в проекторах изображения на основе внеосевых отражающих коллиматоры. Следовательно, угол излучения этих источники относительно узкие (примерно до 20°) чтобы свести к минимуму отражения света, которые могут ограничить контрастность изображений, проецируемых такими коллиматорами. Должно следует отметить, что эти источники света с узким углом излучения может быть использован также в ряде других приложений. Первые три источника света компьютеризированы источники, предназначенные для высокопроизводительных приложений. Последний свет Источник — источник света с ручным управлением, предназначенный для бюджета с ограниченным бюджетом. Приложения.

Источники света LS-DAL/LS-SAL работают за счет объединения света двух основных каналов: галогенная лампа Спектр цветовой температуры 2856K и несколько светодиодных источников.Яркость галогенной лампы регулируется с помощью оптико-механический аттенюатор, который изменяет интенсивность света, но не меняет цветовую температуру света. Интенсивность Светодиодные источники регулируются электронным способом с использованием передовых технологий. электронная система регулирования/стабилизации. Регулирование спектр излучаемого света дополнительно поддерживается набор внешних спектральных фильтров. Источники света DAL/SAL внешне выглядят одинаково, но есть некоторые конструктивные отличия: другое покрытие интегрирующих сфера, немного другой галогенный источник и другой светодиод источники. DAL оптимизирован для тестирования камер VIS-NIR. чувствителен примерно до 1000 нм; SAL — для тестирования SWIR тепловизоры, чувствительные примерно до 1700 нм.

LS-COHL можно рассматривать как специальный более продвинутая версия источников LS-DAL/SAL. ЛС-ДАЛ/САЛ источники света, как правило, широкополосные источники света. LS-COHL может работать и в широкополосном режиме, но предлагает также монохроматический режим с переменной длиной волны. В этом режим LS-COHL может излучать свет в узкой спектральной полосе длина волны, задаваемая пользователем.До восьми длин волн Обычно возможно расположение в диапазоне VIS-SWIR.

Базовая версия источника света LS-MAH – широкополосный (излучают свет в широком диапазоне от видимого до короткого инфракрасный) некалиброванный (пользователь может регулировать яркость, но абсолютное значение неизвестно) рассчитано на ограниченный бюджет проекты. Источник света в сочетании с коллиматором и набор целей может создать простой, но почти идеальный решение для измерения параметров изображения (разрешение, MTF, искажение) камер VIS-NIR, тепловизоров SWIR и с ограничения также ПНВ.

Источники света серии

LS-LAM источники, которые излучают свет почти в полном полушарии, как почти совершенные ламбертовские источники. Их можно трактовать как типичные интегрирующие сферы, построенные путем объединения интегрирующих модуль с оптико-механическим аттенюатором, электроника в одном случае для повышения надежности и мобильности источника. Они обычно используют галогенный источник света, который излучают свет спектра 2856K.

Inframet может поставлять источники LS-LAM размера излучателя до 300 мм как в ручном, так и в компьютеризированном версия.Ниже представлены фото двух популярных моделей: ручной LS-LAM40M и компьютеризированный LS-LAM100C.

Узнать больше :

Учебник по микроскопии молекулярных выражений: физика света и цвета

Источники видимого света

Видимый свет составляет лишь малую часть всего спектра электромагнитного излучения, но содержит единственную область частот, на которую реагируют палочки и колбочки человеческого глаза. Длины волн, которые люди обычно могут визуализировать, лежат в очень узком диапазоне примерно от 400 до 700 нанометров. Люди могут наблюдать и реагировать на стимулы, создаваемые видимым светом, потому что глаза содержат специальные нервные окончания, чувствительные к этому диапазону частот. Однако остальная часть электромагнитного спектра невидима.

За испускание электромагнитного излучения ответственны самые разные источники, которые обычно классифицируются в соответствии с конкретным спектром длин волн, генерируемых источником.Относительно длинные радиоволны создаются электрическим током, протекающим через огромные радиовещательные антенны, в то время как гораздо более короткие видимые световые волны создаются флуктуациями энергетического состояния отрицательно заряженных электронов внутри атомов. Самая короткая форма электромагнитного излучения, гамма-волны, возникает в результате распада ядерных компонентов в центре атома. Видимый свет, который могут видеть люди (спектр показан на рис. 1), обычно представляет собой смесь длин волн, изменяющийся состав которых зависит от источника света.

В нашей повседневной жизни мы подвергаемся бомбардировке огромным спектром электромагнитного излучения, только часть которого мы можем «видеть» в виде видимого света. Выходя на улицу, подавляющее большинство света, видимого человеку, исходит от солнца, которое также производит много других частот излучения, которые не попадают в видимый диапазон. Внутри мы подвергаемся воздействию видимого света, который исходит из искусственных источников , в основном флуоресцентных и вольфрамовых ламп накаливания.

Ночью естественный свет излучают небесные тела, такие как луна, планеты и звезды, в дополнение к периодическому Северному сиянию (северному сиянию) и случайным кометам или метеорам («падающая звезда»). Другие естественные источники света включают метеорологические молнии, вулканы, лесные пожары, а также некоторые биохимические источники видимого света ( биолюминесценция ). К биологическим источникам света относятся знакомые молниеносные жуки («светлячки») и более экзотическое свечение моря, включая биолюминесцентные виды бактерий, водорослей, динофлагеллят, медуз, гребневиков (гребневиков) и некоторые виды рыб.

Длина волны видимого света и воспринимаемый цвет

Диапазон длин волн (нанометры) Воспринимаемый цвет 340-400 Ближний ультрафиолет (УФ; невидимый) 400-430 Фиолетовый 430-500 Синий 500-570 Зеленый 570-620 От желтого до оранжевого 620-670 Ярко-красный 670-750 Темно-красный Более 750 Ближний инфракрасный диапазон (ИК; невидимый)	gif»>

Таблица 1

Таблица 1 содержит список видимого цветового распределения, воспринимаемого людьми, для ряда узких диапазонов длин волн в спектре видимого света.Связь определенных цветов с областью длин волн позволяет различать различные тона, оттенки и оттенки. Многие различные спектральные распределения могут создавать идентичные цветовые ощущения (явление, известное как метамеры ). Например, ощущение желтого цвета может быть вызвано одной длиной волны света, например, 590 нанометров, или может быть результатом наблюдения двух равных количеств света, имеющих разные длины волн, например, 580 и 600 нанометров.Также можно рассматривать желтый цвет как узкое распределение, охватывающее все длины волн от 580 до 600 нанометров. Что касается зрительной системы человека, тот же аргумент справедлив для всех цветов в видимом спектре. Однако недавние исследования показывают, что некоторые виды (в первую очередь птицы) могут различать цвета, воспринимаемые людьми как метамеры.

Источники света накаливания

Ранние люди не имели надежного источника света в течение долгих ночей, но они могли иногда находить и собирать горящие дрова от лесных пожаров, а затем поддерживать пламя в костре в течение короткого периода времени.По мере развития знаний человек обнаружил, что искры, а затем и огонь, можно получить, ударив друг о друга определенные камни (такие как кремень и железный колчедан) или при агрессивном трении дерева о дерево. Как только эти методы были освоены, человек мог добывать огонь, когда пожелает.

Когда горит огонь, выделяется химическая энергия в виде тепла и света. Горящее топливо, будь то трава, древесина, масло или какой-либо другой горючий материал, выделяет газы, которые нагреваются за счет огромной химической энергии, образующейся при сгорании, заставляя атомы в газе 90 164 светиться 90 165 или 90 164 раскаляться 90 165 . Электроны внутри атомов газа под воздействием тепла переходят на более высокие энергетические уровни, и свет высвобождается в виде фотонов, когда электроны релаксируют в свое основное состояние. Цвет пламени указывает на температуру и количество высвобождаемой энергии. Тусклое желтое пламя намного холоднее ярко-голубого, но даже самое холодное пламя все равно очень горячее (не менее 350 градусов по Цельсию).

Хотя для изготовления ранних факелов использовались деготь и тряпки, первый практический шаг в борьбе с огнем был сделан, когда была изобретена масляная лампа.Были обнаружены ранние лампы возрастом более 15 000 лет (рис. 2), сделанные из камней и раковин, которые сжигали животный жир и растительные масла. До того, как было изобретено газовое освещение, существовал огромный спрос на животный жир. Основным источником этого масла был жир , полученный путем кипячения жировых тканей, полученных от морских животных, таких как киты и тюлени. Масляные лампы в конечном итоге превратились в свечи, которые изготавливались путем отливки затвердевшего жира или пчелиного воска, как показано на рис. 2. Ранние свечи давали довольно много дыма, но мало света.В конце концов было обнаружено, что парафиновый воск, правильно отлитый с фитилем из пропитанной ткани, дает относительно яркое пламя без значительного количества дыма.

В девятнадцатом веке освещение на природном газе получило широкое распространение во многих крупных городах Европы, Азии и Соединенных Штатов. Ранние газовые фонари работали, создавая струю горящего газа (довольно опасная ситуация), тогда как более поздние модели были снабжены накидкой или тонкой сеткой из химически обработанной ткани, которая рассеивает пламя и излучает гораздо более яркий свет.

	Интерактивный учебник

Ранние микроскописты полагались на свечи, масляные лампы и естественный солнечный свет, чтобы обеспечить освещение относительно грубых оптических систем своих микроскопов. Эти примитивные источники света страдали от мерцания, неравномерного освещения, бликов и часто представляли потенциальную опасность возгорания. Сегодня лампы накаливания высокой интенсивности на вольфрамовой основе являются основным источником света, используемым в современных микроскопах и большинстве бытовых осветительных систем.

На рисунке 3 представлены кривые спектрального распределения, демонстрирующие относительное количество энергии в зависимости от длины волны для нескольких различных источников белого света (состоящего из смеси, содержащей все или большинство цветов видимого спектра). Красная кривая представляет относительную энергию вольфрамового света во всем видимом спектре. Как видно из рисунка, энергия вольфрамового света увеличивается с увеличением длины волны. Этот эффект сильно влияет на среднюю цветовую температуру результирующего света, особенно по сравнению с естественным солнечным светом и флуоресцентным светом (ртутная лампа).Спектр, представленный желтой кривой, отражает распределение видимого света из спектра естественного солнечного света, снятого в полдень. В нормальных условиях солнечный свет содержит наибольшее количество энергии, но все кривые, показанные на рисунке 3, были нормализованы к спектру вольфрама, чтобы упростить сравнение. Темно-синяя спектральная кривая характерна для ртутной дуговой лампы и имеет некоторые заметные отличия от спектров вольфрама и естественного солнечного света. В спектре дуговой газоразрядной лампы присутствует несколько энергетических пиков, возникающих в результате наложения отдельных линейчатых спектров, происходящих от паров ртути.

Спектр видимого света, создаваемого белым светоизлучающим диодом ( LED ), представлен зеленой кривой на рисунке 3. Светодиоды по своей сути являются монохроматическими устройствами, а цвет определяется шириной запрещенной зоны между различными полупроводниковыми материалами, используемыми в диодная конструкция. Красные, зеленые, желтые и синие диоды широко распространены и широко используются в качестве световых индикаторов для компьютеров и других устройств бытовой электроники, таких как радиотюнеры, телевизионные приемники, проигрыватели компакт-дисков, видеомагнитофоны и проигрыватели цифровых видеодисков. Светодиоды белого света изготавливаются из синих диодов из нитрида галлия путем покрытия полупроводникового кристалла люминофорным материалом, который излучает широкий диапазон видимых длин волн при возбуждении светом, излучаемым синим диодом. Лазерные спектры, будь то диодные или газовые лазеры, характерно очень узки, часто включают только одну или несколько определенных длин волн. На рисунке 3 (голубая кривая) показан пример слаботочного полупроводникового диодного лазера, который полезен для различных приложений, включая считывание штрих-кодов и отслеживание данных с оптических дисков.

Вольфрамовые источники света обычно называют лампами накаливания , потому что они излучают свет при нагревании электрической энергией. Нити накала современных лампочек (или ламп) обычно состоят из вольфрама, металла, который довольно эффективно излучает свет при резистивном нагреве электрическим током. Современные лампы накаливания произошли от угольных дуговых ламп, изобретенных сэром Хамфри Дэви, которые излучают свет за счет разрядной дуги, образованной между двумя угольными стержнями (или электродами накаливания), когда на электроды подается электрический потенциал. В конечном итоге угольная дуговая лампа уступила место первым лампам, в которых использовались углеродные нити накала, заключенные в вакуумированную стеклянную оболочку. Вольфрамовые нити, впервые изобретенные в 1910 году Уильямом Дэвидом Кулиджем, испаряются намного медленнее, чем углеродные волокна, полученные из хлопка, при нагревании в вакууме стеклянной оболочки. Нить действует как простой резистор и излучает значительное количество света в дополнение к теплу, выделяемому протеканием тока.

	Интерактивный учебник

Вольфрамовые лампы накаливания представляют собой тепловые излучатели, излучающие непрерывный спектр света, простирающийся от примерно 300 нанометров в ультрафиолетовой области до примерно 1400 нанометров в ближней инфракрасной области. Их дизайн, конструкция и работа очень просты, и многие из этих ламп используются в качестве источников света накаливания. Типичные лампы состоят из герметичной стеклянной оболочки (см. рис. 4), откачанной или заполненной инертным газом, и содержащей вольфрамовую проволоку накаливания, которая питается постоянным или переменным током. Лампы производят огромное количество света и тепла, но свет составляет лишь от 5 до 10 процентов их общей выходной энергии.

Вольфрамовые лампы, как правило, имеют ряд недостатков, таких как снижение интенсивности с возрастом и почернение внутренней поверхности колбы, поскольку испаренный вольфрам медленно осаждается на стекле.Цветовая температура и яркость вольфрамовых ламп варьируются в зависимости от приложенного напряжения, но средние значения цветовой температуры колеблются от 2200 К до 3400 К. Температура поверхности активной вольфрамовой нити накала очень высока, обычно в среднем 2550 градусов Цельсия для стандартной 100°С. ваттная коммерческая лампочка. В некоторых случаях оболочки вольфрамовых колб заполняются благородными газами криптоном или ксеноном (инертный газ заполняют ) в качестве альтернативы созданию вакуума для защиты горячей вольфрамовой нити.Эти газы улучшают эффективность ламп накаливания, потому что они уменьшают количество испаряющегося вольфрама, который осаждается внутри окружающего стеклянного сосуда.

Галогенные лампы

, высокоэффективная версия вольфрамовой лампы накаливания, обычно содержат следы йода или брома в заполняющем газе, которые возвращают испаренный вольфрам в нить накала гораздо эффективнее, чем лампы, изготовленные с другими газами. Вольфрамово-галогенные лампы, впервые разработанные General Electric в 1950-х годах для освещения кончиков крыльев сверхзвуковых реактивных самолетов, способны давать очень равномерный яркий свет в течение всего срока службы лампы.Кроме того, галогенные лампы намного меньше по размеру и более эффективны, чем вольфрамовые лампы сопоставимой мощности. Срок службы вольфрамово-галогенной лампы может достигать 10 лет при самых идеальных условиях.

Нити накала вольфрамово-галогенных ламп часто представляют собой очень компактные спиральные сборки, установленные в оболочке из боросиликатно-галогенного стекла (часто называемого плавленым кварцем ). Высокие рабочие температуры ограничивают использование вольфрамово-галогенных ламп в хорошо вентилируемых фонарях с веерообразными радиаторами, чтобы устранить огромное количество тепла, выделяемого этими лампами.Многие бытовые лампы оборудованы для работы с вольфрамово-галогенными лампами мощностью 300-500 Вт и производят значительное количество света, который наполняет комнату намного лучше, чем их менее излучающие вольфрамовые аналоги. В сочетании с оптоволоконными световодами и абсорбционными или дихроматическими фильтрами вольфрамово-галогенные лампы обеспечивают высокоинтенсивное освещение для широкого круга применений в оптической микроскопии, но, как главный недостаток, производят значительное количество инфракрасного света в виде лучистого тепла, которое может легко испортить образец.

Флуоресцентные источники света

Существует множество источников видимого света без ламп накаливания, которые используются для внутреннего и наружного освещения, а также имеют важное применение в оптической микроскопии. Большинство этих источников света основаны на электрическом разряде через такой газ, как ртуть, или благородные газы неон, аргон и ксенон. Генерация видимого света в газоразрядных лампах основана на столкновениях атомов и ионов в газе с электрическим током, который проходит между парой электродов, расположенных на концах оболочки колбы.

Стеклянная трубка обычной люминесцентной лампы покрыта люминофором на внутренней поверхности стекла, и трубка заполнена парами ртути при очень низком давлении (см. рис. 5). Электрический ток подается между электродами на концах трубки, создавая поток электронов, которые текут от одного электрода к другому. Когда электроны из потока сталкиваются с атомами ртути, они переводят электроны внутри атомов в более высокое энергетическое состояние. Эта энергия высвобождается в виде ультрафиолетового излучения, когда электроны в атомах ртути возвращаются в основное состояние.Ультрафиолетовое излучение затем возбуждает внутреннее люминофорное покрытие, заставляя его излучать яркий белый свет, который мы наблюдаем от флуоресцентных ламп. Люминесцентные лампы примерно в два-четыре раза эффективнее излучают видимый свет, выделяют меньше тепла и обычно служат в десять-двадцать раз дольше, чем лампы накаливания.

Уникальной особенностью флуоресцентных источников света является то, что они генерируют ряд длин волн, которые часто концентрируются в узких полосах, называемых линейчатыми спектрами .Как следствие, эти источники не дают непрерывного спектра освещения, характерного для ламп накаливания. Хорошим примером (почти исключительно) источника видимого света без ламп накаливания с одной длиной волны являются натриевые лампы, обычно используемые в уличном освещении. Эти лампы излучают очень интенсивный желтый свет, при этом более 95 процентов излучения приходится на свет с длиной волны 589 нанометров, и на выходе практически отсутствуют другие длины волн. Можно разработать газоразрядные лампы, которые будут излучать почти непрерывный спектр в дополнение к линейчатым спектрам, присущим большинству этих ламп.Наиболее распространенным методом является покрытие внутренней поверхности трубки частицами люминофора, которые будут поглощать излучение, испускаемое светящимся газом, и преобразовывать его в широкий спектр видимого света от синего до красного.

В нормальных условиях большинство людей не в состоянии различить линейчатый спектр и спектр непрерывных длин волн. Однако некоторые объекты отражают необычные цвета в свете прерывистого источника, особенно при флуоресцентном освещении.Вот почему одежда или другие ярко окрашенные предметы, купленные в магазине, освещенном флуоресцентным светом, часто кажутся немного другого цвета при естественном солнечном свете или постоянном освещении лампами накаливания.

	Интерактивное руководство

При стереомикроскопии в отраженном свете, особенно при исследовании термочувствительных образцов, люминесцентные лампы предпочтительнее вольфрамовых из-за их высокой эффективности и низкой теплоотдачи. Современные люминесцентные лампы можно использовать в качестве линейных трубчатых или кольцевых осветителей, чтобы обеспечить микроскописта интенсивным рассеянным светом. Этот источник искусственного белого света соперничает с солнечным светом (без сопутствующего тепла) по цветовой температуре и устраняет характеристики мерцания, типичные для люминесцентных ламп потребительского класса. По сравнению с вольфрамовыми, вольфрамово-галогенными или дуговыми лампами осветители микроскопов с люминесцентными лампами могут обеспечивать относительно длительный период (примерно 7000 часов) высококачественного обслуживания.В качестве источника рассеянного света люминесцентные лампы обеспечивают равномерно освещенное поле зрения без раздражающих горячих точек или бликов. Более новая технология освещения с холодным катодом обещает стать специализированным источником света в оптической микроскопии, особенно для кратковременных событий, усиленных возбуждением флуоресценции, а также для применений, где отработанное тепло или время прогрева в источнике света могут мешать образцу или наблюдаемое событие.

Специализированный метод фотографирования движущихся образцов, особенно полезный при освещении микроскопии в темном поле, был разработан с использованием электронных фотовспышек.Электронные вспышки работают за счет ионизации в заполненной ксеноном стеклянной оболочке, приводимой в действие разрядом большого конденсатора. Кратковременный высоковольтный импульс от трансформатора вызывает ионизацию газообразного ксенона, позволяя конденсатору разряжаться через уже проводящий газ. Испускается внезапная вспышка яркого света, после которой газообразный ксенон быстро возвращается в непроводящее состояние, и конденсатор перезаряжается. Лампы-вспышки обеспечивают освещение 5500 К в мгновенной вспышке, что позволяет зафиксировать значительное количество деталей объекта для впечатляющих результатов в фотографии, цифровых изображениях и микрофотографии.

Дуговые газоразрядные лампы, наполненные такими газами, как пары ртути и ксенон, являются предпочтительными источниками освещения для некоторых специализированных видов флуоресцентной микроскопии. Типичная дуговая лампа в 10-100 раз ярче, чем аналоги на основе вольфрама, и может обеспечить яркое монохроматическое освещение в сочетании с дихроматическими интерференционными фильтрами со специальным покрытием . В отличие от вольфрамовых и вольфрамово-галогенных ламп дуговые лампы не содержат нити накала, а скорее зависят от ионизации газообразного пара посредством высокоэнергетического дугового разряда между двумя электродами для получения интенсивного света.Как правило, дуговые лампы имеют средний срок службы около 100-200 часов, и большинство внешних источников питания оснащены таймером, который позволяет микроскописту контролировать, сколько времени истекло. Ртутные дуговые лампы (часто называемые горелками ; см. ртутные и ксеноновые лампы, показанные на рис. 6) мощностью от 50 до 200 Вт и обычно состоят из двух электродов, запаянных под высоким давлением паров ртути в оболочку из кварцевого стекла.

Ртутные и ксеноновые дуговые лампы не обеспечивают равномерной интенсивности освещения по всему спектру длин волн от ближнего ультрафиолета до инфракрасного. Большая часть интенсивности ртутной дуговой лампы расходуется в ближнем ультрафиолетовом и синем спектре, при этом большинство пиков высокой интенсивности приходится на диапазон 300-450 нанометров, за исключением нескольких пиков с большей длиной волны в зеленой области спектра. . Напротив, ксеноновые дуговые лампы имеют более широкую и равномерную выходную мощность в видимом спектре и не демонстрируют пиков очень высокой спектральной интенсивности, характерных для ртутных ламп. Однако ксеноновым лампам не хватает ультрафиолетового излучения, и они расходуют большую часть своей интенсивности в инфракрасном диапазоне, что требует тщательного контроля и устранения избыточного тепла при использовании этих ламп.

Эпоха использования светодиодов в качестве практического источника освещения наступила в двадцать первом веке, и диод является идеальным дополнением к объединению полупроводниковой технологии и оптической микроскопии. Относительно низкое энергопотребление (от 1 до 3 вольт при токе от 10 до 100 мА) и длительный срок службы светодиодов делают эти устройства идеальными источниками света, когда требуются уровни интенсивности белого света от низкой до средней. Микроскопы, подключенные к компьютерам через порт универсальной последовательной шины ( USB ) или работающие от батарей, могут использовать светодиод в качестве небольшого, низкотемпературного, маломощного и недорогого внутреннего источника света для визуального наблюдения и цифрового наблюдения. захват изображения. В некоторых учебных и исследовательских микроскопах начального уровня в настоящее время используется внутренний высокоинтенсивный белый светоизлучающий диод, который служит в качестве основного источника света.

Несмотря на то, что характеристики светового проецирования эпоксидной оболочки все еще изучаются, светоизлучающие диоды в настоящее время проходят испытания и продаются для широкого спектра применений, таких как светофоры, знаки, фонари и внешние кольцевые осветители для микроскопии.Свет, излучаемый белыми светодиодами, имеет спектр цветовой температуры, аналогичный спектру ртутной лампы, которая относится к категории освещения дневного света . При рассмотрении спектра излучения белого светодиода, представленного на рисунке 3, видно, что пик пропускания при 460 нм обусловлен синим светом, излучаемым полупроводниковым диодом на основе нитрида галлия, в то время как широкий диапазон высокого пропускания, расположенный между 550 и 650 нм, является результатом вторичного света, излучаемого полупроводниковым диодом из нитрида галлия. люминофорное покрытие внутри полимерной оболочки.Комбинация длин волн дает «белый» свет, имеющий относительно высокую цветовую температуру, которая является подходящим диапазоном длин волн для визуализации и наблюдения в оптической микроскопии.

Лазерные источники света

Еще одним источником видимого света, который становится все более важным в нашей повседневной жизни, является лазерное освещение. Аббревиатура LASER является аббревиатурой от L light A усиления с помощью S стимулированного излучения E излучения R . Одной из уникальных особенностей лазеров является то, что они излучают непрерывный пучок света, состоящий из одной дискретной длины волны (или иногда нескольких длин волн), который выходит из устройства в одной выровненной фазе, обычно называемой когерентным светом . Длина волны света, излучаемого лазером, зависит от материала, из которого состоит лазерный кристалл, диод или газ. Лазеры производятся самых разных форм и размеров, начиная от крошечных диодных лазеров, достаточно маленьких, чтобы пройти сквозь игольное ушко, и заканчивая огромными военными и исследовательскими приборами, которые заполняют все здание.

Лазеры используются в качестве источников света в ряде приложений, начиная от чтения компакт-дисков и заканчивая измерительными инструментами и хирургическими инструментами. Знакомый красный свет гелий-неонового (часто обозначаемого аббревиатурой He-Ne ) лазера сканирует покупки потребителей, подсвечивая оптические штрих-коды, но также играет важную роль во многих системах лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. Применение лазеров в оптической микроскопии также приобретает все большее значение как в качестве единственного источника света, так и в сочетании с флуоресцентными источниками света и/или лампами накаливания.Несмотря на относительно высокую стоимость, лазеры находят особенно широкое применение в флуоресцентной, монохроматической светлопольной и в быстро растущих областях лазерного сканирования, конфокальной, полного внутреннего отражения, флуоресцентной резонансной передачи энергии и многофотонной микроскопии.

	Интерактивное руководство

Аргон-ионные лазеры

(рис. 8) производят мощное спектральное излучение на длинах волн 488 и 514 нанометров, в то время как газовые криптоновые лазеры демонстрируют большие пики на длинах волн 647. 1 и 752,5 нм. Оба этих лазера часто используются в качестве источников возбуждения в лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. Импульсные лазеры с синхронизацией мод на сапфировом кристалле, легированном титаном, используются в качестве источников для многофотонного возбуждения из-за их высокой пиковой интенсивности, но они также имеют низкую среднюю мощность и короткие рабочие циклы. В качестве предпочтительных источников света для многофотонной микроскопии импульсные лазеры значительно дороже и сложны в эксплуатации, чем небольшие лазеры с воздушным охлаждением, используемые в конфокальной микроскопии.

В новейшей лазерной технологии используются лазерные диоды на основе полупроводников и одиночные лазеры на кристалле, которые уменьшают требования к размерам и мощности источников света. Лазерные диоды, такие как фторид неодима:иттрия-лития (Nd:YLF) и ванадат неодима:иттрия (Nd:YVO(4)), обычно намного быстрее реагируют, чем светодиоды, но также относительно малы и требуют небольшой мощности. Недостатки использования лазеров в микроскопии включают дополнительные расходы на источник света, риск дорогостоящего повреждения оптики, увеличение затрат, связанных с покрытиями линз и зеркал, разрушение образцов и потенциальное повреждение сетчатки глаза микроскописта, если игнорируются безопасные методы обращения и работы. .

Из этого обсуждения становится очевидным, что, хотя существует большое разнообразие доступных источников освещения, в повседневной жизни мы обычно полагаемся лишь на некоторые из них. В дневное время солнце служит нашим основным источником освещения на открытом воздухе, в то время как в помещении и в вечерние часы мы обычно полагаемся на флуоресцентное и ламповое освещение. Как обсуждалось выше, все эти три основных источника света имеют разные свойства и спектральные характеристики, но все их максимальные интенсивности попадают в диапазон видимого света.Человеческий мозг автоматически приспосабливается к различным источникам света, и мы интерпретируем цвета большинства объектов вокруг нас как почти не меняющиеся, когда мы смотрим на них в различных условиях освещения.

Соавторы

Кеннет Р. Спринг — Научный консультант, Лусби, Мэриленд, 20657.

Майкл В. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 г. Восток Пол Дирак Др., Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.

---

ОБРАТНО К ИСТОЧНИКАМ ВИДИМОГО СВЕТА

НАЗАД В СВЕТ И ЦВЕТ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.

© 1998-2021 автор Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения владельцев авторских прав.Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми правовыми положениями и условиями, изложенными владельцами.

Этот веб-сайт поддерживается нашей командой

Graphics & Web Programming Team
. в сотрудничестве с Optical Microscopy в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.

No related posts.