Свет лампы как физическое явление¶

Свет лампы — это оптическое излучение, создаваемое искусственным источником света (лампой) в видимом, а также в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра. Характер этого излучения зависит от принципа действия источника: теплового нагрева, газового разряда, электролюминесценции или полупроводникового свечения. Свет лампы описывается такими параметрами, как спектр, цветовая температура, световой поток, сила света и индекс цветопередачи.

¶Физическая природа

Свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны примерно от 380 до 780 нм, воспринимаемое человеческим глазом. Лампы преобразуют подводимую энергию (обычно электрическую) в излучение. В зависимости от механизма преобразования различают тепловое излучение, люминесценцию и их комбинации.

Ключевые характеристики света лампы:

• Световой поток — мощность излучения, оцениваемая по зрительному ощущению, измеряется в люменах (лм).
• Цветовая температура — определяет оттенок белого света, измеряется в кельвинах (К).
• Индекс цветопередачи (Ra, CRI) — насколько естественно передаются цвета предметов, максимум 100.
• Спектр — распределение энергии излучения по длинам волн.

¶Типы ламп и их свет

¶Лампы накаливания

В лампе накаливания свет возникает при нагреве вольфрамовой нити электрическим током до температуры около 2700–2800 К. Спектр излучения непрерывный, близкий к спектру абсолютно чёрного тела, с преобладанием красной и инфракрасной областей. Цветовая температура составляет 2200–2900 К, индекс цветопередачи близок к 100. Основной недостаток — низкая световая отдача (около 10–15 лм/Вт), поскольку большая часть энергии уходит в тепло.

¶Газоразрядные лампы

В газоразрядных лампах свет создаётся электрическим разрядом в парах ртути или инертных газах. К ним относятся люминесцентные лампы, ртутные, натриевые, металлогалогенные и ксеноновые. Спектр зависит от наполнения: натриевые лампы дают характерный жёлто-оранжевый свет, ртутные — голубовато-зелёный. Люминесцентные лампы покрывают изнутри люминофором, преобразующим ультрафиолетовое излучение разряда в видимый свет. Их световая отдача достигает 50–100 лм/Вт.

¶Светодиодные лампы

Светодиодные (LED) лампы основаны на электролюминесценции полупроводникового p-n-перехода. Излучение кристалла обычно синее или ультрафиолетовое, а белый свет получают с помощью люминофора. Светодиоды отличаются высокой световой отдачей (100–200 лм/Вт), длительным сроком службы и возможностью точной настройки спектра и цветовой температуры.

¶Прочие источники

К отдельным типам относят галогенные лампы (разновидность ламп накаливания с добавками галогенов), дуговые лампы, применяемые в прожекторах и кинопроекции, а также безэлектродные (индукционные) лампы.

¶Цветовая температура и восприятие

Цветовая температура света лампы влияет на восприятие пространства и самочувствие человека:

Тёплый свет традиционно используется в жилых помещениях, холодный — в офисах, больницах, производственных цехах.

¶Применение и нормирование

Свет лампы нормируется санитарными правилами и стандартами освещённости. В России требования к освещению рабочих мест устанавливают СП 52.13330 и СанПиН. Параметры освещённости измеряются люксметрами и спектрометрами.

Свет лампы применяется в бытовом освещении, промышленности, медицине, фотографии, кинематографе, сельском хозяйстве (теплицы), а также в системах сигнализации и отображения информации.

¶Влияние на здоровье

Спектр и интенсивность света влияют на циркадные ритмы человека. Холодный свет в вечернее время подавляет выработку меланина и может нарушать сон. Пульсация света (мерцание) некоторых газоразрядных и дешёвых светодиодных ламп вызывает зрительное утомление. Ультрафиолетовое излучение ряда ламп требует защиты.

¶Источники

• Физическая энциклопедия, статьи «Люминесценция», «Источники света».
• СП 52.13330 «Естественное и искусственное освещение».
• СанПиН по гигиеническим требованиям к освещению.
• Справочники по светотехнике и источникам света.