ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Самым распространенным искусственным источником света является лампа накаливания. Ее распространенность связана с большим числом факторов: низкой стоимостью; разнообразием размеров, геометрических форм колбы и типов цоколя; хорошей передачей цвета; удобством применения. Но в силу того, что свет создается нагреванием нити, большая часть энергии выделяется в инфракрасной (невидимой) области спектра. Поэтому коэффициент полезного действия (к. п. д.) ламп накаливания имеет наименьшую величину среди всех обычно применяемых искусственных источников света (например, световая эффективность ламп накаливания не превышает нескольких люменов на ватт). Инженеры-светотехники чаще пользуются термином «световая эффективность», а не «коэффициент полезного действия», так как коэффициент полезного действия определяют как отношение потока излучения, испускаемого источником, к мощности, потребляемой этим источником, где обе величины выражаются в одинаковых единицах.

Кроме стандартных ламп накаливания применяются галогенные, или «кварцевые», лампы. В этих лампах к наполняющему колбу газу добавляются иод или бром, и лампы работают при более высокой температуре, чем обычные лампы накаливания. Главными преимуществами кварцевой лампы являются более высокая световая эффективность, больший срок службы и меньшее ослабление светового потока за время срока службы лампы.

Другие широко распространенные искусственные источники света называются газоразрядными лампами. К ним относятся люминесцентные лампы, ртутные лампы, лампы с галоидными соединениями металлов ‘ и натриевые лампы высокого и низкого давления. Лампы высокого давления иногда называют «высокоинтенсивными разрядными лампами» ).

В газоразрядных лампах свет возникает при пропускании электрического тока через газ или пары металлов при высоком или низком давлении. Электроны в дуговом разряде сталкиваются с атомами паров, в результате чего некоторые электроны время от времени переходят на более высокий и менее устойчивый энергетический уровень. Когда электроны возвращаются к нормальному состоянию, высвобождаются фотоны, которые могут создавать излучение в видимой или ультрафиолетовой областях спектра. Если происходит излучение в ультрафиолетовой области, необходимо покрывать внутреннюю поверхность лампы фосфором. Облученный ультрафиолетовым излучением фосфор создает видимый свет.

Характеристики цветности света, создаваемого газоразрядными лампами, зависят от многих факторов, таких, как состав газа, и других веществ, наполняющих оболочку, относительного давления (высокого или низкого), характеристик фосфора (если используется фосфор). В общем случае лампы высокого давления имеют более равномерное спектральное распределение энергии и часто дают лучшую цветопередачу.

Люминесцентные лампы (ртутные лампы низкого давления) относятся к наиболее широко используемым газоразрядным лампам, в частности для освещения торговых и производственных помещений.

Внутренняя поверхность люминесцентных трубок покрыта фосфором, а в трубке содержатся ртуть и инертный газ. В отличие от некоторых других разрядных ламп люминесцентные лампы обеспечивают достаточно хорошую цветопередачу и обладают высокой световой эффективностью. Цвет излучаемого люминесцентной лампой света зависит от фосфора, покрывающего стенки трубки. Существует семь стандартных цветов ламп, поставляемых всеми главными производителями: белый, холодный белый, матовый холодный белый, теплый белый, матовый теплый белый, естественный и дневной свет. Люминесцентные лампы различного типа сильно отличаются также по стоимости и световой эффективности.

Разрядная лампа низкого давления другого типа — это натриевая лампа низкого давления. Эти лампы имеют самый высокий к. п. д. из всех искусственных источников света. Но они излучают почти монохроматический желтый свет. Цветопередача при освещении этими лампами очень плохая (иногда она вообще отсутствует), и поэтому натриевые лампы низкого давления пригодны лишь для некоторых приложений (например, для освещения шоссейных дорог), где различение цвета несущественно.

Паросветная ртутная лампа излучает свет, когда электроны сталкиваются с парами ртути при высоком давлении. Преобладающее излучение происходит в ультрафиолетовой и синей областях спектра. Световая эффективность и спектральные характеристики конкретной лампы зависят от плотности паров внутри лампы и свойств фосфора, если он используется для покрытия внутренней стенки колбы или трубки. Прозрачные лампы (без покрытия) создают линейчатый, а не сплошной спектр излучения. Следовательно, цветопередача при освещении прозрачными ртутными лампами плохая. Но срок службы ртутных ламп обычно очень велик — до 18 000 ч.

Лампы с галоидными соединениями металлов — это ртутные лампы высокого давления с добавками солей галогенов {натрия, тория, скандия и индия) в газоразрядную/Трубку. В этой модификации полезный световой поток типичной металлогало- генной лампы приблизительно вдвое больше (по сравнению с обычной ртутной лампой) и цветопередача значительно лучше, благодаря более непрерывному спектральному распределению интенсивности излучения. Сочетание высокой световой эффективности с хорошей цветопередачей делает металлогалогенные лампы пригодными для многих приложений.

Натриевые лампы высокого давления обычно имеют меньшую световую эффективность, чем их аналоги низкого давления. Но цветопередача и чистота цвета ламп высокого давления значительно лучше. Так как для покрытия внутренних стенок стеклянной оболочки фосфор не используется, то площадь, освещаемая лампой (дуговой трубкой), может быть небольшой. Хотя это упрощает оптический контроль, при неправильном экранировании увеличивается возможность блескости. Другим недостатком натриевых ламп высокого давления (а также и ламп низкого давления) является их высокая начальная стоимость.

Январь 24, 2019 Психология труда, инженерная психология, эргономика
Еще по теме
3.3.1. СРАВНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА
3.10.2. ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО ОСМОТРА
ВОСПРИЯТИЕ СВЕТА
Сценарии конца света, угрожающие жизни на нашей планете
ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ
Реальные и искусственные ограничения
Язык и искусственный интеллект
ИСКУССТВЕННАЯ ГРАММАТИКА РЕБЕРА
Будущее искусственного интеллекта
Значение и искусственный интеллект
ГЛАВА 16. Искусственный интеллект
Добавить комментарий