Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 2 гостя.

Свет и его основные характеристики

 Свет жизненно важен для человека, поскольку с его помощью человек получает более 90 % всей получаемой информации об окружающем мире.
 Свет обеспечивает безопасность. На улице, дома и на рабочем месте благодаря правильному освещению мы избегаем несчастных случаев.
 В свете проявляются яркие цвета и формы, свойственные материальному миру. Самое лучшее и полезное освещение дает нам Солнце.
 Однако длительность дня ограничена и, кроме того, естественный свет не везде доступен. Поэтому нам приходится прибегать к помощи искусственных источников света, для работы которых требуется энергия.
 Магия так называемого "искусственного солнца" заключается в том, что оно способно дополнять или заменять естественное освещение, оптимизировать работу или отдых в любое время суток, подчеркивать архитектурные детали и декоративные элементы, а также насыщать или высвобождать пространство.
 На диаграмме представлено соотношение продолжительности светлого и темного времени суток на широте севера Гомельской области.

 Диаграмма наглядно показывает необходимую продолжительность искусственного освещения в течение года.
18 % от общего расхода электроэнергии среднестатистической белорусской семьей приходится на освещение, что составляет приблизительно 500 кВт·ч в год.
 Поэтому, если каждый будет осознавать свою ответственность за экологию, то в целом можно сэкономить большое количество энергии. При этом не нужно отказываться ни от приятных ощущений, ни от уюта в жилом помещении, создаваемого за счет света, а также не нужно отказываться от функциональной необходимости света для работы.

Свет − это воспринимаемое глазом (видимое) электромагнитное излучение, которое лежит в промежутке длин волн от 380 до 780 нм (1 нм = 10−9 м).
 Конечно, чувствительность глаз конкретного человека индивидуальна, поэтому приведенный выше диапазон соответствует среднестатистическому человеку.

 Вплотную к диапазону видимого излучения прилегают еще два диапазона − слева по спектру ультрафиолетовое (от 10 нм до 380 нм) и справа по спектру инфракрасное излучение (от 780 нм до 1 мм). Ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения (диапазон длин волн от 10 нм до 1 мм) совместно называются оптическим излучением. При этом свет (видимая человеком часть излучения) составляет всего 0,04 % оптического диапазона, а сам оптический диапазон весьма незначителен в сравнении с остальным электромагнитным спектром.
 Световое излучение каждой длины волны воспринимается как цветное. Чувствительность глаза человека к разным длинам волн неодинакова. Она наиболее высока в середине видимого диапазона, приходящейся на зеленый свет с длиной волны 555 нм, и минимальна к его краям, то есть в области синих и красных излучений (смотри график, совмещенный со спектром). Очевидно, что излучение одной и той же мощности воспринимается глазом как более интенсивное, если в его спектре больше зеленого света.
Все световые величины (световой поток, сила света, освещенность и др.) представляют собой соответствующие энергетические величины, применимые для любого электромагнитного излучения и взвешенные по видимому спектру с учетом чувствительности глаза.
 Традиционно мощность излучения оценивают в ваттах. Однако 1 Вт излучения с длиной волны 555 нм (зеленый) дает нам такой же зрительный эффект, как, скажем, 10 Вт излучения с длиной волны 700 нм (красный). Ответить на вопрос о яркости излучения, пользуясь лишь мощностью излучения, невозможно. Например, если этот излучатель красный или синий (длина волны 450 нм), то при одинаковой мощности излучения он будет восприниматься нами намного менее ярким, чем зеленый. А если вся мощность излучения сосредоточена в инфракрасной области спектра, то свечения такого излучателя мы вообще не увидим.
 Поэтому оценивают не мощность, а производимый эффект излучений всех длин волн. Проще всего это сделать, умножив мощность излучения данной длины волны на относительную чувствительность глаза к такому излучению. Подобный процесс приведения мощности излучения к эффекту его действия носит название взвешивания мощности по чувствительности человеческого глаза, а оцененный таким образом эффект светового действия излучения − световым потоком.
Световой поток представляет собой мощность излучения, оцененную с позиции его воздействия на зрительный аппарат человека.
 Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм.
 Эффективность источника излучения, показывающая, какой световой поток вырабатывается на 1 Вт потребляемой энергии, измеряется в люменах на ватт (лм/Вт) и носит название световой отдачи.
 Максимальная теоретически возможная световая отдача равна 683 лм/Вт и наблюдаться она может только у источника с длиной волны 555 нм, преобразующего энергию в свет без потерь. Излучатель, содержащий в своем спектре свет с другими длинами волн, всегда будет иметь худшую эффективность. Лучшие из современных ламп имеют световую отдачу, приближающуюся к 200 лм/Вт.

Для справки:
 Можно предположить, что мощность, развиваемая котом, не превышает 60 Вт.
 Если принять, что КПД установки (механическая передача и генератор) − 70 %, то мощность лампы будет не выше 60 ≈ 0,7 = 42 Вт.
 Световой поток лампы накаливания такой мощности около 420 лм.
 Мышцы примерно 25 % химической энергии переводят в механическую работу, а остальные 75 % − в теплоту.
 Кроме общего количества света, излучаемого источником в пространство, необходимо представлять распределение излучения по направлениям. Интенсивность излучения традиционно оценивается потоком излучения в исчезающе малом телесном угле, отнесенным к этому углу. Для светового излучения она описывается силой света, единицей измерения которой является 1 кандела (кд). Упрощенно можно считать, что сила света показывает, какую долю светового потока отдает источник в рассматриваемом направлении.
Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela − свеча), поэтому раньше единица измерения силы света называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.
 Подобно силе света, яркость характеризует количество света, излучаемого или отражаемого в данном направлении, однако не в абсолютном выражении, а в отношении к площади излучающей (переизлучающей) поверхности. Таким образом, источник площадью 1 м2 и силой света 10 кд будет иметь такую же яркость, как источник площадью 0,5 м2 и силой света 5 кд. Их поверхности будут восприниматься человеческим глазом, как разные по размеру, но одинаково яркие, в этом и заключается физиологический смысл понятия яркости.
 Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2).
Освещенность показывает, сколько света падает на ту или иную поверхность. Освещенность равна отношению светового потока, упавшего на поверхность, к площади этой поверхности.
 Единицей измерения освещенности является 1 люкс (лк). 1 лк = 1 лм/м2.
Освещенность − световой поток, падающий на единицу площади данной поверхности. Освещенность является характеристикой именно освещаемой поверхности, а не излучателя. Помимо характеристик излучателя, освещенность зависит также от геометрии и отражающих характеристик, окружающих данную поверхность предметов, а также от взаимного положения излучателя и данной поверхности.
 Распространенной ошибкой является попытка считать освещенность характеристикой излучателя. Нередко можно услышать некорректный вопрос: а какую освещенность дает эта лампа? Теперь ответ нам очевиден.
 Освещенность дает не лампа, а та часть ее светового потока, которая попала на интересующую нас поверхность. А то, сколько света дойдет до поверхности, зависит от расстояния до этой поверхности, ориентации лампы в пространстве, наличия отражающих или поглощающих свет объектов.

Смотрите еще