Линейные и точечные источники света

Построение изображений в плоском зеркале

Построение изображения в плоском зеркале основано на законах отражения света.

Алгоритм построения изображения в плоском зеркале

  1. Проведите из данной точки на поверхность луч под произвольным углом. В точке падения луча на границу раздела сред проведите перпендикуляр.
  2. Отметьте угол падения ​\( \alpha \)​.
  3. Постройте равный ему угол отражения ​\( \beta \)​.
  4. Проведите из данной точки перпендикуляр к поверхности зеркала ​\( (\alpha=0) \)​.
  5. Постройте равный ему угол отражения ​\( (\beta=0) \)​ (эти лучи совпадают).
  6. Проведите пунктирной линией продолжения отраженных лучей за зеркало.
  7. Найдите точку пересечения продолжений отраженных лучей (эта точка является изображением данной точки в плоском зеркале).
  8. Аналогично постройте изображение второй точки.
  9. Соедините полученные изображения точек пунктирной линией.

Изображение предмета в плоском зеркале мнимое, прямое, по размерам равное предмету, находящееся за зеркалом на таком же расстоянии, на каком предмет находится перед зеркалом.

Важно!
Если на поверхность плоского зеркала падает сходящийся пучок лучей, то изображение получается действительным

Если поверхность двух плоских зеркал образует угол ​\( \varphi \)​, то количество изображений в такой системе зеркал можно определить по формуле:

где ​\( N \)​ – количество изображений.

Различные типы источников света

Классификация источников света проводится в зависимости от разных характеристик. Таким образом, в физике определяющим является разделение источников света на 2 вида:

  1. Точечные;
  2. Непрерывные (модели источников света).

Встречается подразделение на и на такие виды источников света как:

  1. Естественные (солнце, звёзды, атмосферные электрические разряды и т.п.);
  2. Искусственные (пламя, разнообразные лампы, светодиоды, лазерные приспособления).

Искусственные источники света подразделяют в зависимости от вида энергии, переходящей в излучение, на:

  1. Тепловые источники (свет в них возникает в результате нагревания до высоких температур);
  2. Люминесцентные источники (световое излучение в них появляется благодаря превращению разных видов энергии, но не тепловой).

Также искусственные источники света выделяются по конструктивным особенностям.

Точечный свет в интерьере

Точечные светильники универсальны

и могут быть использованы в помещении любого типа. Чтобы интерьер комнаты выглядел не только ярко, но и стильно, дизайнерысоветуют размещать источники света с акцентом не только на эффективность, но и на декоративность. В прихожей лучше организовать основное верхнее освещение с помощью пары стандартных светильников, а точечные использовать для оформления стен – расположенные параллельно полу, они помогут сделать узкую комнату шире. Ниши, полочки и зеркала можно оборудовать точечным светом, а если прихожая слишком маленькая и темная, можно выбрать натяжной глянцевый потолок и установить в него такие светильники – отражаясь, они создадут эффект света и простора.

В спальне, где нужно сохранить атмосферу

покоя и интима, точечное освещение очень кстати. В этой комнате вообще необязательно размещать основной источник света, достаточно вмонтировать точечные лампы по всему периметру. Хорошимрешением станет установка многоуровневого натяжного потолка, ярусы которого будут декорированы цветной мягкой подсветкой. Дополнительно в спальне можно обозначить с помощью точечного света зону для сна, гардеробную, зеркало с туалетным столиком.

В ванной комнате нужен яркий свет, поэтому учитывайте, что один точечный светильник освещает 1,5 метра. В маленьком помещении шести ламп хватит, при этом нужно помнить, что встроенные светодиодные светильники не боятся влаги, а энергосберегающие – не терпят ее.

В гостиной точечные источники света можно установить

на потолке вдоль стены с мягкой мебелью. Дополнительно можно оформить таким же образом ниши – этот прием позволит создать имитацию окон, в которые попадает солнечный свет. Подсветка в таком случае может быть скрытой, что придаст интерьеру загадочности.

Наверняка у Вас есть еще масса вопросов касаемо оформления интерьера, ведь освещение – лишь малая часть удачной организации пространства

. Становитесь подписчиком WESTWING и познавайте искусство интерьерного декора.

2.2. Световые величины

Энергетические величины являются исчерпывающими с энергетической
точки зрения, но они не позволяют количественно оценить визуальное восприятие
излучения. Восприятие глазом определяется не только мощностью воспринимаемого
излучения, но также зависит от его спектрального состава (так как глаз
– селективный приемник излучения). Световые характеристики описывают,
как энергию излучения воспринимает зрительная система глаза с учетом спектрального
состава света.

2.2.1. Световые величины

Световые величины обозначаются аналогично энергетическим
величинам, но без индекса.

– световой поток
– сила света
– освещенность
– светимость
– яркость

У световых величин нет никакой спектральной плотности,
так как глаз не может провести спектральный анализ.

Сила света:

Если в энергетических величинах исходная единица – это
, то в световых величинах
исходная единица – это сила света (так сложилось исторически). Сила света
определяется аналогично :

,
        (2.2.1)

– сила излучения эталона (эталонный излучатель или черное тело) при температуре
затвердевания платины ()
площадью .

Абсолютно черное тело

Рис.2.2.1. Абсолютно черное тело.

Поток излучения:

,
      (2.2.2)

– это поток, который излучается источником с силой света
в телесном угле :.

Освещенность:

,
      (2.2.3)

– освещенность такой поверхности, на каждый квадратный метр которой равномерно
падает поток в .

Светимость:

За единицу светимости принимают светимость такой поверхности,
которая излучает с
световой поток, равный .

Яркость:

За единицу яркости принята яркость такой плоской поверхности,
которая в перпендикулярном направлении излучает силу света с
.

2.2.2. Связь световых и энергетических
величин

Связь световых и энергетических величин связь устанавливается
через зрительное восприятие, которое хорошо изучено экспериментально.
Функция видности
– это относительная спектральная кривая эффективности . Она показывает, как глаз воспринимает излучение различного
спектрального состава.
– величина, обратно пропорциональная монохроматическим мощностям, дающим
одинаковое зрительное ощущение, причем воздействие потока излучения с
длиной волны
условно принимается за единицу. Функция видности глаза максимальна в области
желто-зеленого цвета (550–570 нм) и спадает до нуля для красных и фиолетовых
лучей (рис.2.2.2).

2.2.2. Функция видности глаза.

Определить некую световую величину
(поток, сила света, яркость, и т.д.), по спектральной плотности соответствующей
ей энергетической величины
можно по общей формуле:

        (2.2.4)

где
– функция видности глаза, 680 – экспериментально установленный коэффициент
(поток излучения мощностью
с длиной волны
соответствует
светового потока).

Например, сила света:      (2.2.5)яркость:      (2.2.6)

Другие единицы измерения световых величин:

сила света
яркость
освещенность

Сопоставление энергетических и световых единиц:

Энергетические Световые
Наименование и обозначение Единицы измерения Наименование и обозначение Единицы измерения
поток излучения световой поток
энергетическая сила света сила света
энергетическая освещенность освещенность
энергетическая светимость светимость
энергетическая яркость яркость

2.2.3. Практические световые величины
и их примеры

Световая экспозиция

Световая экспозиция
это величина энергии, приходящейся на единицу площади за некоторое время
(, накопленная
за время от
до ):

Популярные статьи  Электрический ток в жидкостях — теория, электролиз
,
        (2.2.7)

Если освещенность постоянна, то экспозиция определяется
выражением:

      (2.2.8)

Блеск

Для протяженного источника характеристика, воспринимаемая
глазом – . Для характеристика, воспринимаемая глазом – блеск (чем больше
блеск, тем больше кажется яркость). Блеск – это величина, применяемая
при визуальном наблюдении точечного источника света.

Блеск
– это освещенность, создаваемая точечным источником в плоскости зрачка наблюдателя,
.

Видимый блеск небесных тел оценивается в звездных
величинах
.
Шкала звездных величин устанавливается следующим экспериментальным соотношением:

      (2.2.9)

Чем меньше звездная величина, тем больше блеск. Например: – блеск,
создаваемый звездой первой величины, – блеск,
создаваемый звездой второй величины.

Яркость некоторых источников, : – поверхность
солнца, – поверхность
луны, – ясное
небо, – нить лампы
накаливания, – ясное
безлунное ночное небо, – наименьшая
различимая глазом яркость.

Освещенность, : – освещенность,
создаваемая солнцем на поверхности Земли (летом, днем, при безоблачном
небе),– освещенность
рабочего места, – освещенность
от полной луны, – порог
блеска (примерно 8-ая звездная величина).

Решение задач на определение световых величин рассматривается
в практическом занятии «Энергетика
световых волн», пункт «1.2.
Расчет световых величин».

Классификация освещения по исполнению

На сегодняшний день существуют 2 системы искусственного освещения:

  • общее;
  • комбинированное.

Общее искусственное освещение обеспечивается за счет одинакового расположения светильников разного типа. Свет рассеивается по всей площади помещения. Такого эффекта добиваются, распределяя лампы по потолку через равные расстояния. В случае единичного точечного источника света, например, большой люстры, может наблюдаться разница в яркости освещения, однако без резких переходов, которые были бы заметны человеческому глазу.

Комбинированное освещение — это основное освещение, совмещаемое с добавочными источниками света. Второстепенное освещение подразделяется на:

  1. Локальное (местное). Монтируется с задачей выделения определенной части комнаты — зоны отдыха, рабочего стола, места приема пищи. Чаще всего светильники локального освещения имеют возможность изменять направленность светопотока, что выгодно отличает их от источников общего света.
  2. Акцентное. Позволяет выделить необходимый предмет интерьера в комнате. Успешно используется на выставках, в музеях, торговых залах.

Линейные и точечные источники света
Акцентное освещение на выставке

Природное и искусственное освещение могут сочетаться друг с другом, представляя совмещенный тип светового режима. Сочетание различных типов источников света также имеет свое нормирование. Однако компенсировать недостаток природного света искусственным образом разрешается только там, где этого требуют условия проживания и работы человека.

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка – это оптический прибор, предназначенный для наблюдения дифракции света.

Дифракционная решетка представляет собой систему параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками.

Дифракционную решетку применяют для разложения света в спектр и измерения длин световых волн.

Период решетки – это величина, равная сумме ширины прозрачной и непрозрачной полос решетки.

Обозначение – ​\( d \)​, единица измерения в СИ – м.

где ​\( a \)​ – ширина прозрачной полосы; ​\( b \)​ – ширина непрозрачной полосы.

Если решетка регулярна, т. е. ее прозрачные и непрозрачные полосы имеют одинаковую ширину, то период решетки можно рассчитать, разделив ее длину на число штрихов:

где ​\( l \)​ – длина решетки, ​\( N \)​ – число штрихов.

Формула дифракционной решетки

где ​\( d \)​ – период решетки; ​\( \varphi \)​ – угол дифракции; ​\( k \)​ = 0; 1; 2… – порядок максимума, считая от центрального ​\( k \)​ = 0 и расположенного напротив центра решетки; ​\( \lambda \)​ – длина волны, падающей на решетку нормально к ней.

Если дифракционная решетка освещается белым светом, то при ​\( k \)​ ≠ 0 разным длинам волн будут соответствовать разные дифракционные углы. Поэтому положение главных максимумов ненулевого порядка будет различным. Центральный максимум (​\( k \)​ = 0) остается белым, т. к. при ​\( k \)​ = 0 для всех длин волн ​\( \varphi \)​ = 0, т. е. положение главного максимума для всех длин волн одинаково. Все остальные максимумы имеют вид радужных полос, называемых дифракционными спектрами первого порядка (​\( k \)​ = 1), второго порядка (​\( k \)​ = 2) и т. д. Ближе к центральному максимуму находится фиолетовый край спектра, дальше всего – красный, т. к. ​\( \lambda_{фиол}<\lambda_{кр} \)​, то и ​\( \varphi_{фиол}<\varphi_{кр} \)​.

Важно!
Поскольку углы, под которыми наблюдаются максимумы первого и второго порядка, не превышают 5°, можно вместо синусов углов использовать их тангенсы

Предъявляемые требования

Гигиенические требования к естественному и искусственному освещению должны учитывать:

  • вид работы человека;
  • климатическую зону местонахождения помещения;
  • архитектурные особенности постройки;
  • вид остекления;
  • требуемую равномерность и падение светопотока на рабочее место;
  • расположение используемого оборудования;
  • длительность использования того или иного вида светоисточника в течение суток.

Проектируя экспозицию света, необходимо четко знать специфику используемого пространства.

Санитарные нормативы естественного и искусственного освещения разработаны отдельно для:

  • жилых помещений, производственных и общественных зданий;
  • сельскохозяйственных предприятий;
  • мест производства вне зданий;
  • объектов железнодорожного транспорта;
  • линий личного и общественного транспорта;
  • улиц, дворов различных населенных пунктов (наружное освещение при градостроительстве);
  • мест подземных работ;
  • аэропортов и взлетных полос;
  • причалов речных и морских портов;
  • сооружений спортивного назначения;
  • складов для хранения пищевой и промышленной продукции;
  • помещений для животноводства, содержания домашних питомцев, растений, птиц.

Линейные и точечные источники света
Нормы электрического освещения спортивных сооружений

Ответы

  1. См. рис.
  2. Проекционные аппараты рассчитаны на конические световые пучки. Их дают только точечные источники света, каковыми лампы дневного света не являются.
  3. На одной прямой и так, чтобы плоскости предмета и экрана были перпендикулярны к ней.
  4. Когда источник света — точечный.
  5. Когда источник света больше предмета, а экран находится от предмета дальше чем вершина конуса полной тени (см. рис. к задаче 1).
  6. Если из этой области будет видна часть источника света.
  7. При освещении фарами неровности дают хорошо заметные издали тени.
  8. Это — изображения Солнца, полученные при помощи камеры-обскуры, отверстием которой является просвет между листьями, а экраном — земля. Когда размер отверстия больше изображения Солнца на земле, форма пятен изменяется.
  9. Нет (см., например, рис.).
  10. Отдельные участки протяженного источника света создают тени, накладывающиеся друг на друга. При этом тень будет иметь тем более резко очерченную границу, чем меньше расстояние от предмета до экрана.
  11. Раскаленные непрозрачные частицы в пламени задерживают свет от лампы, а сами испускают менее интенсивный свет. При этом на экране за пламенем получается менее освещенный участок, что и воспринимается как тень.
  12. Не возникает резких теней.
  13. Нет, не изменяется.
  14. Гвоздик отбрасывает на сетчатку тень, которая ориентирована так же, как сам гвоздик. Но мозг «переворачивает» изображение, и тень кажется нам перевернутой.
  15. Нет, так как лучи, идущие от звезды, параллельны, а ночью зрачок расширен и тень спички не покрывает его полностью (рис.).
  16. Воздух над костром нагрет в разных местах по-разному и поэтому обладает различной плотностью. Лучи света, проходя неоднородную среду, распространяются не по прямым линиям и искажают изображение предметов.
  17. Это — эффект перспективы. Подобное впечатление создается и тогда, когда мы смотрим вдоль железнодорожного полотна.
  18. Непосредственным измерением можно проверить, что отрезки равны, хотя кажутся неодинаковыми. Это — одна из оптических иллюзий.
Популярные статьи  Индуктивность проводника

Микроопыт

В первом случае тень от карандаша будет более четкой, чем во втором, так как горизонтальные размеры пламени свечи меньше вертикальных. См. также решение задачи 10.

Материал подготовил А.Леонович

Основные параметры источников света

Изучает раздел физики фотометрия.

1. Световой поток Ф, измеряется в лм — люмен. Характеризует мощность излучения, оценивается по световому ощущению глазом человека. Рассчитывается по формуле:  

2. Световая отдача — отношение светового потока лампы к ее мощности, лм/Вт. Эту характеристику используют для оценки экономичности искусственного источника света. Проще говоря, можно узнать, сколько электрической мощности преобразуется в свет. 

3. Яркость L, измеряется в кд/м2 (кандела на квадратный метр). Это главный фактор светоощущения.

4. Освещенность E, измеряется в лк (люкс). 1лк равен потоку излучения Ф=1 лм, равномерно распределенному по площади S=1м2. 

5. Сила света I, измеряется в кд (кандела). Является показателем интенсивности светового потока в определенном направлении. Рассчитывается по формуле: 

Рисунок 2. 

Сила света некоторых источников:

  1. Солнце ≈ 3∙1027 кд.
  2. Маяк ≈ 1∙105 кд.
  3. Свеча ≈ 0,5–2 кд.
  4. Прожектор ≈ 8 ∙ 108 кд.
  5. Фара автомобиля (дальний свет) ≈ 12 000 кд.
  6. Светлячок ≈ 0,01–0,001 кд.

Для искусственных источников света также имеют значение:

  • номинальное напряжение питающей сети U, B;
  • электрическая мощность W, Вт;
  • срок службы t, ч;
  • цветовая температура Tc, К;
  • цветопередача.

Цвета предметов, изображения будут различаться лучше, если они освещены сплошным равномерным спектром. Чем ближе излучение лампы к солнечному свету, тем она лучше и дороже. При индексе цветопередачи более 90 цвета предметов будут казаться чрезвычайно насыщенными.

При низком индексе трудно определить цвет предмета, однако контуры будут видны. От яркости это практически не зависит.

Свет как физическое явление

Под действием света предметы, на которые он падает, нагреваются. Например, находясь на пляже в солнечный день, мы чувствуем тепло — наша кожа нагревается. Температура тел изменяется — изменяется и их внутренняя энергия. Это означает, что свет передает энергию этим телам.

Происходит изменение внутренней энергии с изменением температуры тела. Это уже известное нам определение теплопередачи. Она бывает трех видов: теплопроводность, конвекция и излучение. Очевидно, что свет — это излучение, но лишь та его часть, которая заметна глазу. 

{"questions":,"answer":}}}]}

Вспомним особенности излучения. Все они будут характерны и для света:

  • Перенос энергии может осуществляться в вакууме
  • Энергия частично поглощается телами, на которые падает свет. При этом они нагреваются.

Особенности подключения ламп для линейных светильников

Как я уже отмечал выше, кроме линейных светильников, промышленность выпускает и светодиодные линейные лампы. Выглядят они так же, как и люминесцентные трубки, только внутри колбы не инертный газ со ртутью, а светодиоды. Обозначаются приборы маркировкой Т8.

Они могут иметь различные мощность, длину, угол рассеивания, цветовую температуру. Неизменным остается лишь стандартный цоколь G13 и нормированная (хотя и различная) длина. Сделано так для того, чтобы при необходимости их можно было установить в стандартный светильник, использующий люминесцентные трубки Т8.

Выпускаются такие лампы в нескольких исполнениях:

  • со встроенным блоком питания;
  • без блока питания.

Первые можно включать в обычную осветительную сеть 220 В, для вторых необходимо докупить соответствующий блок питания (БП).

В плане универсальности наибольший интерес представляют линейные светодиодные лампы со встроенным сетевым блоком питания. Подключать их, как я уже говорил, можно в сеть 220 В напрямую. Схема включения будет выглядеть так:

По схеме, изображенной слева, обычно включаются лампы без встроенного блока питания, но некоторые производители могут выпускать приборы такого подключения с БП и рассчитанные на 220 В.

Замена люминесцентной лампы на светодиодную

Для такой замены в конструкции самого светильника ничего переделывать не нужно. Единственное, схему внутренней проводки придется немного изменить – ведь ЛДС включается через балластный дроссель и стартер, которые светодиодному источнику не нужны. Ниже я привожу исходную схему лампы (слева) и уже переделанную под светодиодный источник света со встроенным БП.

Если же в твоем распоряжении оказалась лампа без драйвера, то его придется докупить, а схему включения несколько изменить.

Вот мы и выяснили, что такое линейные светодиодные светильники, какими они бывают и что при помощи их можно сделать. А если ты решишь использовать в освещении линейные светодиодные лампы, то после прочтения этой статьи сможешь без посторонней помощи их включить.

Предыдущая
ОсвещениеСветодиодные светильники для промышленного освещения
Следующая
НастольныеКак выбрать настольную лампу для школьника чтобы сохранить зрение

Спасибо, помогло!Не помогло

Дифракция света

Дифракция света – это явление отклонения волны от прямолинейного распространения при прохождении через малые отверстия и огибании волной малых препятствий.

Наилучшее условие для наблюдения дифракции создается, когда размеры отверстий или препятствий – порядка длины волны. Чтобы определить распределение интенсивности световой волны, распространяющейся в среде с неоднородностями, используют принцип Гюйгенса–Френеля.

Принцип Гюйгенса–Френеля

Каждая точка фронта волны является источником вторичных волн, которые интерферируют между собой. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет новое положение фронта волны в следующий момент времени.

Все вторичные источники, расположенные на поверхности фронта волны, когерентны между собой, поэтому амплитуда и фаза волны в любой точке пространства – это результат интерференции волн, излучаемых вторичными источниками.

Доказательство, что свет распространяется прямолинейно

1) Образование тени и полутени.
Тень это та область пространства, в которую не попадает свет от источника.
Тень можно наблюдать в тёмной комнате, освещая шар карманным фонарем. Если провести прямую через точки S и А, то на ней будет лежать и точка В. Прямая SB является лучом света, который и касается шара в точке А. Если бы свет распространялся не прямолинейно, то тень могла бы и не образоваться. Такую четкую тень получили потому, что расстояние между источником света и экраном намного больше, чем размеры лампочки.
Если возьмём большую лампу, размеры которой будут сравнимы с расстоянием до экрана. То вокруг тени на экране образуется частично освещенное пространство-полутень.

2) Солнечное и лунное затмение.
При движении вокруг Земли Луна может оказаться между Землей и Солнцем. Во время солнечного затмения тень от Луны падает на землю. В тех местах земли, куда упала тень, будет наблюдаться полное затмение Солнца. В местах полутени только части Солнца будет закрыто Луной. То есть произойдет частичное затмение Солнца. В остальных местах на Земле затмения не будет. Так как движение Земли и Солнца хорошо изучены, то затмения предсказывают на много лет вперед. Ученые пользуются каждым затмением для разнообразных научных наблюдений и измерений. Полное солнечное затмение дает возможность наблюдать внешнюю часть атмосферы Солнца. Полное солнечное затмение наблюдается только один раз в 100 лет.

Популярные статьи  Как от розетки подключить выключатель

Сфера использования

Линейный светильник – прибор универсальный. Он может использоваться как для локального или общего освещения, так и для декоративной подсветки, включая архитектурную. Обладая высокими экономичностью и цветопередачей, устройства успешно применяются в быту, а легкий вес и низкая рабочая температура позволяют использовать светильники с натяжными потолочными покрытиями.

Линейные и точечные источники света

Использование линейных светодиодных светильников на кухне

Хорошие механическая прочность и водозащищенность позволяют линейным светильникам работать в сложных условиях открытых площадок и в помещениях с повышенной влажностью.

Линейные и точечные источники света

Осветители такого типа широко используют дизайнеры и архитекторы, выделяя или освещая отдельные зоны помещений, фасады зданий, элементы интерьера или ландшафта.

Линейные и точечные источники света

Не обходятся без линейных источников света коммерческие предприятия, предприятия сферы услуг и учебные заведения. Большие торговые залы, офисы, кафе, салоны красоты, аудитории – в общем, все места, в которых от источников света требуются не только высокая степень освещенности и качественный свет при минимальных затратах электроэнергии, но и хороший дизайн.

Линейные и точечные источники света

Источники света

Они могут быть естественными и искусственными.

К естественным источником света относятся те, присутствие в окружающем нас мире которых не связано с деятельностью человека, а только с природой. Солнце, звезды, атмосферные разряды — примеры естественных источников света. Также таковыми являются различные животные (рисунок 1). Например, светлячки, гнилушки, некоторые виды медуз и глубоководных рыб.

Рисунок 1. Естественные источники света: а — медузы, б — светлячок

Искусственные источники света, в свою очередь, делятся на два вида (рисунок 2): тепловые и люминесцирующие. Они определяются тем процессом, который лежит в основе излучения.

Рисунок 2. Искусственные источники света: а — свеча (тепловой), б — лампа (люминесцирующий)

Тепловыми искусственными источниками света являются электрические лампочки, пламя свечи, костра, газовой горелки и т. д. Люминесцирующие — это люминесцентные и газосветовые лампы.

Согласитесь, что мы видим не только источники света, но и огромное количество других предметов вокруг нас. Дело в том, что видим мы их только тогда, когда на них попадает свет.

Излучение от источников света, попав на предмет, меняет свое направление и попадает на сетчатку глаза. Она же содержит специальные светочувствительные клетки. Эти клетки работают как датчики: распознают сигналы и отправляют их в наш мозг. Мозг переводит эти сигналы в образы, которые мы видим.

При изучении световых явлений для нас будет важен размер источника света.

К примеру, гигантские звезды, чей размер во много раз превосходит размер Солнца, для нас будут точечными источниками света. Определяет этот факт огромное расстояние от них до Земли.

Виды и классификации источников света

По природе излучения

Естественные Искусственные
Самопроизвольно излучают свет Созданы руками человека
Солнце, огонь, полярные сияния, некоторые животные и растения, фосфор Зажигалки, спички, лампы, монитор телевизора и т. д

 Таблица 1. 

По виду излучения 

Тепловые Люминесцентные
Излучение получается в результате нагрева источника. Источник света остается холодным.
Огонь, Солнце, лампы накаливания. Лампы дневного света; рекламные трубки с инертными газами; светлячки, некоторые виды грибов, планктона и рыб.

 Таблица 2. 

Также источники света могут быть:

Точечные Протяженные
Источники света, размеры которых малы по сравнению с расстоянием до наблюдателя и ими в данных условиях можно пренебречь. Источник света, который нельзя назвать точечным, каждая его точка излучает свет во всех направлениях.
Для наблюдателя с Земли — звезды. Солнце, лампы дневного света, рекламные вывески.

 Таблица 3. 

Один и тот же источник света в разных условиях можно назвать точечным или протяженным. 

Пример: если лампа находится достаточно близко к объекту, то она будет протяженным источником света. Если же она находится далеко, то точечным.

Также можно сказать, что от протяженного источника видимое излучение попадает не в одну точку объекта, а на относительно большую его поверхность.

Виды искусственных электрических световых излучателей, исходя из классификации по принципам работы:

1. Тепловые источники света. 

Классические лампы накаливания, а также галогенные лампы, угольные дуги, инфракрасные излучатели.

Принцип действия основан на нагревании рабочего элемента (чаще всего — проволоки из вольфрама) до температуры, при которой он начинает испускать инфракрасное излучение и видимый свет.

Плюсы:

  • обладают хорошей цветопередачей;
  • на работу не оказывает влияния внешняя среда;
  • не требуют дополнительных устройств для запуска;
  • экологичные.

Минусы:

  • КПД менее 3 %. Энергия расходуется на разогрев и поддержание нужной температуры вольфрамовой проволоки;
  • срок службы не превышает 2000 часов.

Особенность галогенных ламп — более длительный ресурс эксплуатации, около 5000 часов. В колбу устройства вводят специальные галогеновые газы, замедляющие разрушение вольфрамовой нити. Среди плюсов таких ламп — яркий свет, высокое качество цветопередачи.

2. Люминесцентные.

Газоразрядные лампы, лампы с тлеющим разрядом, ртутные лампы с дуговым разрядом низкого и высокого давления. 

Электрический импульс создает ультрафиолетовое излучение, при котором наблюдается свечение люминофора в парах ртути. 

Плюсы:

  • энергопотребление ниже и срок службы дольше, чем у ламп накаливания;
  • колбе можно придать любую форму: есть трубчатые, кольцевые и компактные спиралевидные модели;
  • хороший уровень световой отдачи.

Минусы:

  • требуется дополнительный пускорегулирующий аппарат;
  • из-за содержания ртути требуют специальных условий утилизации;
  • плохой уровень цветопередачи и мерцание.

3. Смешанного типа.

Специализированные излучатели для прожекторных установок (например, авиационных и корабельных), которые способны функционировать в особых условиях.

В основу работы положен нагрев электрической дуги высокой интенсивности. Не встречаются в свободной продаже. Для запуска требуется сложная схема, обеспечивающая нагрев и поддержание разряда, поэтому энергопотребление высокое. 

4. Светодиодные или LED (англ. light-emitting diode, LED) 

Источники света на основе свето- или фотодиодов. 

Светодиоды — полупроводниковые приборы, излучающие свет при пропускании электрического тока постоянной частоты. 

Фотодиоды — под действием лучей света накапливают электроны, создавая электрический потенциал. При пропускании электрического тока в прямом направлении электроны перемещаются с одного энергетического уровня на другой и излучают фотоны. 

Современные материалы позволяют дать хорошую яркость и охватить почти весь цветовой спектр, поэтому светодиоды широко применяются в качестве осветительных приборов. Бывают в виде сменных ламп или отдельно выполненных светильников — самостоятельных устройств, состоящих из корпуса, светодиода и электрического драйвера (преобразователя питания). 

Плюсы:

  • низкая потребляемая мощность,
  • длительный срок службы;
  • надежны в использовании;
  • не требуют специальных условий утилизации.

Минусы:

  • высокая цена;
  • при выходе из строя одного из элементов, светильник, сделанный в виде самостоятельного устройства, подлежит замене на аналогичный.

Эти недостатки чаще всего компенсируются экономией на электроэнергии и обслуживании (редкая замена ламп), что особенно актуально для уличного освещения.

Сравнительная таблица источников света приведена на рисунке 1. 

Рисунок 1. 

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: