Физика цвета

Содержание

Свойства электромагнитных волн

Современные радиотехнические устройства позволяют провести очень наглядные опыты по наблюдению свойств электромагнитных волн. При этом лучше всего пользоваться волнами сантиметрового диапазона. Эти волны излучаются специальным генератором сверхвысокой частоты (СВЧ). Электрические колебания генератора модулируют звуковой частотой. Принятый сигнал после детектирования подается на громкоговоритель.

Свойство 1 — Поглощение электромагнитных волн
Если расположить рупоры друг против друга и добиться хорошей слышимости звука в громкоговорители, а затем поместить между ними диэлектрик, звук будет менее громким.
Свойство 2 — Отражение электромагнитных волн
Если диэлектрик заменить металлической пластиной, то звук перестанет быть слышимым. Волны не достигают приемника вследствие отражения. Отражение происходит под углом, равным углу падения, как и в случае световых и механических волн. Чтобы убедиться в этом, рупоры располагают под одинаковыми углами к большому металлическому листу. Звук исчезнет, если убрать лист или повернуть его.
Свойство 3 — Преломление электромагнитных волн
Электромагнитные волны изменяют свое направление (преломляются) на границе диэлектрика. Это можно обнаружить с помощью большой треугольной призмы из парафина. Рупоры располагают под углом друг к другу, как и при демонстрации отражения. Металлический лист заменяют затем призмой. Убирая призму или поворачивая ее, наблюдают исчезновение звука.
Свойство 4 — Поперечность электромагнитных волн
Поместим между генератором и приемником решетку из параллельных металлических стержней. Решетку расположим так, чтобы стержни были горизонтальными или вертикальными. При одном из этих положений, когда электрический вектор параллелен стержням, в них возбуждаются токи, в результате чего решетка начинает отражать волны, подобно сплошной металлической пластине. Когда же вектор перпендикулярен стержням, токи в них не возбуждаются и электромагнитная волна проходит через решетку.

Ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовая (УФ) спектральная область была открыта в 1801, когда И.Риттер и У.Волластон, наблюдая солнечный спектр, обнаружили, что наибольшее почернение хлорида серебра вызывается излучением, более коротковолновым, нежели фиолетовое. К УФ-области относится излучение с длинами волн от 10 до 400 нм. УФ-излучение с длинами волн короче 185 нм поглощается воздухом, поэтому приборы для этого диапазона должны быть вакуумными. Поскольку лишь немногие из обычно прозрачных веществ остаются прозрачными для «вакуумного ультрафиолета», в таких приборах применяется отражательная оптика. Для регистрации ультрафиолетового излучения используются специальные фотопластинки и фотоэлектрические детекторы. Большинство УФ-спектров связано с квантовыми переходами внешних электронов атомов и молекул, поэтому УФ-спектроскопия применяется для исследования строения атомов.

Какие главные опасности таит в себе наличие “синего” света в доме?

Излучение синего света напрямую влияет на биологические (циркадные) ритмы человека, на циклы бодрости и сна. Именно поэтому, врачи не рекомендуют пользоваться мобильные устройствами непосредственно перед сном. Из-за наличия синего света в нашей жизни, у современного человека замедляется синтез гормона сна — мелатонина. Со временем, атрофируется реакция на наступление темноты, именно поэтому нам становится сложнее уснуть: мозг продолжает работу и не отключается.

Синий цвет провоцирует снижение остроты зрения. Дело в том, что лучи данного спектра фокусируются прямо перед сетчаткой, что приводит к размытости изображения. Синий свет влияет на выживаемость клеток роговицы, из-за чего может наблюдаться сухость глаз и раздражение, а впоследствии развиваться полноценный синдром сухого глаза, симптоматика которого ухудшает общее качество жизни человека и вынуждает постоянно пользоваться медикаментами.

Что делать, если по каким-то причинам вы не можете снизить время, проводимое за электронными устройствами? Во-первых, необходимо соблюдать расстояние от устройства до глаз, это должно быть не менее 40 сантиметров. Также, необходимо отрегулировать яркость и контрастность дисплея. Существуют специальные программы, позволяющие автоматические придать монитору комфортную яркость, или вы сами можете настроить экран так, чтобы он был более теплым.

В современном мире существуют специальные очки, способные поглощать часть вредного синего излучения. Компьютерные очки эффективно использовать в течение рабочего дня, а также вечером, если вы решите почитать с компьютерного устройства или посмотреть фильм перед сном.

Что касается времени использования компьютера в течение дня, к сожалению, в современном мире такое понятие достаточно размыто. Точно известно одно, что лучше прекратить использование мобильных устройств за 2-3 часа до сна. В это время лучше сходить на прогулку или почитать книгу, то есть дать глазам и себе отдохнуть и расслабиться.

Не рекомендуется устанавливать люминесцентные и светодиодные лампы с избыточным излучением в спальной комнате, так как они являются источником синего света, следовательно, повышенной опасности для сна в данной комнате. В спальне в принципе не рекомендуется использование яркого света, только ночников или бра.

Стоит помнить, что молодым людям необходимо с большей осторожностью относиться к защите глаз от негативного влияния синего света. Связано это с тем, что в молодом возрасте, хрусталик глаза более прозрачен и хрупок, а соответственно, восприимчив к негативным разрушениям

В зрелом возрасте, из-за особенностей строения хрусталика, он становится более желтым и начинает активнее поглощать синий спектр, чем формирует естественную защиту. Такой привилегии лишен молодой глаз, и свет в него проходит гораздо легче.

Офтальмологи советуют каждый час отвлекаться от работы и делать перерыв. Отличным вариантом времяпрепровождения является проведение глазной гимнастики, которую легко организовать прямо на рабочем месте

Особенно важно часто моргать, ведь пребывая за работой, мы настолько концентрируемся на информации на экране, что частота моргания сводится к минимуму, а глаз необходимо увлажнять. Полезно посмотреть вдаль, тем самым сняв напряжение с глаза, поделать круговые и вращательные движения, закрыть глаза на несколько секунд

В теплое время года полезно потратить обеденный перерыв на прогулку на свежем воздухе.

Зрение необходимо проверять 1-2 раза в год, если к этому нет индивидуальных противопоказаний и неприятных предпосылок. Не стоит использовать медикаменты без рекомендации врача, даже если это безобидные увлажняющие капли для глаз. В данной ситуации, малоэффективно лечить симптомы, без выявления и устранения причины с помощью врача.

Видимый свет – это электромагнитная волна

Обычно наблюдаемый свет представляет собой комбинацию различных цветных световых волн. Эти разные цвета света обусловлены разными частотами света. Видимый свет имеет много применений в оптике, материаловедении, конденсированном веществе, лазерных науках, разных отраслях промышленности, которые используют этот свет для экспериментов и каждый день. Примерами являются экраны проекторов, лазерный луч, используемый в шоу, или указатель, камера и так далее.

Свет – это часть электромагнитного спектра, к которому чувствительны наши глаза. Главное применение видимого света – это способность видеть вещи своими глазами. Излучение спектра передается волнами или частицами на разных длинах волн и частотах. Этот широкий диапазон длин волн известен как электромагнитный спектр. Этот спектр классически разделен на семь областей в порядке уменьшения длины волны и увеличения энергии и частоты. Наши глаза могут обнаружить только крошечную часть электромагнитного спектра, называемую видимым светом.

Так работают лампочки: электрический ток нагревает ламповую нить примерно до 3000 градусов, и она светится горячим светом. Поверхность Солнца составляет около 5600 градусов и выделяет много света. Белый свет фактически состоит из целого ряда цветов, смешанных друг с другом. Это можно увидеть, если пропустить белый свет через стеклянную призму. Компакт-диски считываются лазерным излучением. Лазеры используются в компакт-дисках и DVD-плеерах, где свет отражается от крошечных ямок на диске, при этом происходит преобразование в звук или данные. Лазеры также используются в лазерных принтерах и в системах прицеливания самолетов.

Как осуществляется проверка

Из-за симметричности системы напряжение всех фаз одинаково, и для частного потребителя не нужно их точное обозначение. Главное — понимать, где есть напряжение, а где его нет. При любых действиях с электроустановкой необходимо соблюдать правила безопасности.

При помощи тестера

Предел измерений установите равным предполагаемому значению или больше его. В случае сетевой розетки 220 В можно и выше, но не ниже. Точность измерений зависит от класса прибора.

Зафиксировав кабели в приборе, подключите его к розетке. Рукоять управления установите в требуемый режим

Важно резко не двигать и не тереть кабель, чтобы не повредить изоляцию

При помощи мультиметра

Перед каждым использованием проводите краткий осмотр измерительных кабелей. Не должно быть никаких повреждений, которые могут привести к разрушению изоляции.

В зависимости от класса измеряемого напряжения следует применять разные мультиметры. Крепко зафиксировав кабели в приборе, подключите их в розетку, используя одну руку. Для измерения достаточно 3-10 секунд.

Важно знать!

Цветовая маркировка проводов в электрике имеет множество особенностей и часто новички сталкиваются с такими вопросами, как:

  • «Что такое аббревиатура PEN?»;
  • «Как найти заземление, фазу, ноль, если изоляция бесцветная либо имеет нестандартный окрас?»;
  • «Как самостоятельно указать фазу, заземление, ноль?»;
  • «Какие еще существуют стандарты по окрасу изоляции?».

На все эти вопросы мы сейчас кратко дадим простое объяснение!

Что такое PEN?

Устаревшая на сегодняшний день система заземления TN-C предполагает использование объединения нейтрали и заземления. Преимущество такой системы – легкость электромонтажных работ. Недостаток – угроза поражения электрическим током при монтаже электропроводки в доме либо квартире.

Цвет совмещенного провода желто-зеленый (как у PE), но при этом на концах изоляция имеет синий окрас, характерный нейтрали. На электрической схеме совмещенный контакт обозначается тремя латинскими литерами – «PEN».

Как найти L, N, PE?

Итак, вы столкнулись с такой ситуацией: во время ремонта бытовой электросети оказалось, что все проводники одного цвета. Как в этом случае узнать, какой провод что означает?

Индикаторная отвертка

В том случае, если электропроводка имеет заземляющий провод, необходимо использовать такое оборудование, как мультиметр. Данный прибор имеет два щупальца. Сначала необходимо установить диапазон измерения переменного тока на отметку свыше 220 Вольт. Далее одну щупальцу фиксируем на фазном контакте, а с помощью второго щупальца определяем ноль/заземление. При соприкосновении с 0 на мультиметре отобразиться значение напряжения в пределах 220 Вольт. Если же вы дотронетесь к «земле» – напряжение обязательно будет немного ниже. Более доходчивая инструкция по использованию мультиметра была предоставлена в соответствующей статье, с которой рекомендуем ознакомиться!

Мультиметр

Существует еще один метод определения. Если нет мультиметра и индикаторной отвертки под рукой, то можно постараться определить какого цвета провода L и N по их изоляции. В этом случае необходимо помнить, что синяя оболочка — это всегда НОЛЬ. В любой нестандартной маркировке окрас ноля не меняется. Остальные две жилы будет немного сложнее определить.

Первый вариант ассоциаций. Вы видите оставшийся цветной и черный либо белый контакт. В старые добрые времена землю обозначали черной либо белой изоляцией. Вполне разумно предполагать что это именно она, оставшийся цветной – фазный (L).

Второй вариант. Ноль, опять-таки, сразу откидываем, остается красный и черный/белый провод. Если изоляция белого цвета, то согласно ПУЭ – это фаза. Значит, оставшийся красный – земля.

Обращаем Ваше внимание на то, что такой метод является крайне опасным. Если Вы решили им воспользоваться, обязательно сделайте для себя пометки, чтобы во время ремонта люстры либо розетки не получить удар электрическим током!

Как самостоятельно указать L, N, PE?

В том случае, если визуальное обозначение отсутствует либо отличается от стандартного, рекомендуется самостоятельно указать все элементы после ремонтных работ. Для этого можно использовать цветную изоленту либо специальное изделие – термоусадочную трубку, именуемую также кембриком. Согласно требованиям ПУЭ, ГОСТу и общепринятым рекомендациям указание жил необходимо осуществлять на концах проводника – в местах его соединения с шиной (как показано на фото).

Небольшие пометки по цветам облегчат ремонт и обслуживание как Вам, так и электрику, который возможно будет осуществлять ремонт домашней электросети после Вас! О том, как маркировать провода в щитке, мы рассказали в отдельной статье.

Существующие заводские стандарты

Обозначения изоляции с каждым десятилетием немного видоизменяется, поэтому возможно данная информация Вам пригодится.

До 2000-го года применялась следующая цветовая маркировка проводов:

  • белый – N;
  • черный – PE;
  • яркий – L.

Через несколько лет после данного стандарта было внесено существенное изменение: PE «перекрасили» в желто-зеленый цвет (как сейчас).

Таким образом, изделия стали выглядеть так:

  • желто-зеленый провод – земельный;
  • черный (и иногда белый) – нейтральный (N);
  • яркий – фаза.

Цветовые решения

Если же по каким-либо причинам Вы путаетесь между контактами, предоставляем к Вашему вниманию подробную расшифровку маркировки проводов и кабелей по цветам, которая на сегодняшний день соответствует европейским и отечественным стандартам:

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Похожие материалы:

  • Как снять изоляцию с провода
  • Расшифровка маркировки проводов
  • Как собрать электрический щит

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Светильники с белым нейтральным светом хорошо подойдут для освещения кухни, санузла, впишуься в интерьер прихожей. Их температура может варьироваться от 4000 K до 5000 K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700 до 3200 K. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500 K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

Хотя наши глаза на протяжении многих лет привыкли к мягкой белой цветовой температуре лампы накаливания, это не означает, что они обязательно являются самым лучшим вариантом для освещения всего дома.

Например, из-за их теплой цветовой температуры, эти мягкие белые огни часто тянут теплые цвета из комнаты (предметы красного, оранжевого цвета), изменяют контрасты во всем пространстве. Вот несколько советов о том, как наиболее эффективно осветить разные комнаты в вашем доме:

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например, смотровые кабинеты, операционные.

Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогут утром быстрее войти в рабочий тонус.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека. Теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют активность.

Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света) человек лучше чувствует себя при «теплом свете» (Тцв=3000 К), а если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Видимый диапазон

Один из наиболее важных для человека диапазонов, связанных с возможностью видеть окружающий мир. Он занимает сравнительно небольшой участок электромагнитного спектра 380 – 730 нм.

  • Легко проходят атмосферу.
  • Единственные эдектромагнитные волны, которые могут быть обнаружены человеческим глазом.
  • Поглощаются за счет возбуждения электронов в молекулах и атомах, межзонных переходов в полупроводниках.
  • Естественные источники: солнце, молнии. Искусственные: лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиоды, лазеры на красителях, газовые ионные, твердотельные и полупроводниковые лазеры.
  • Имеют неизмеримое количество приложений.

Волны с разной длиной имеют свой цвет. Цветовая гамма состоит из бесконечного количества цветовых оттенков, но принято именовать 7 основных цветов. Красный (625—740), оранжевый (590—625), желтый (565—590), зеленый (500—565), голубой (485—500), синий (440—485), фиолетовый (380—440).

Цвет Диапазон длин волн, нм Диапазон частот, ТГц Диапазон энергии фотонов, эВ
Фиолетовый 380—440 680—790 2,82—3,26
Синий 440—485 620—680 2,56—2,82
Голубой 485—500 600—620 2,48—2,56
Зелёный 500—565 530—600 2,19—2,48
Жёлтый 565—590 510—530 2,10—2,19
Оранжевый 590—625 480—510 1,98—2,10
Красный 625—740 400—480 1,68—1,98

Среди лазеров и источников с их применением, излучающих в видимом диапазоне, можно назвать следующие: первый запущенный лазер, — рубиновый, с длиной волны 694,3 нм, диодные лазеры, к примеру на основе GaInP и AlGaInP для красного диапазона, и на основе GaN для синего диапазона, титан-сапфировый лазер, He-Ne лазер, лазеры на ионах аргона и криптона, лазер на парах меди, лазеры на красителях, лазеры с удвоением или суммированием частоты в нелинейных средах, рамановские лаэеры. (https://www.rp-photonics.com/visible_lasers.html?s=ak).

Долгое время существовала проблема в создании компактных лазеров в сине-зеленой части спектра. Имелись газовые лазеры, такие как аргоновый ионный лазер (с 1964 года), у которого две основные линии генерации лежат в синей и зеленой части спектра (488 и 514 нм) или гелий кадмиевый лазер. Однако для многих приложений они не годились из-за своей громоздкости и ограниченного количества линий генерации. Создать полупроводниковые лазеры с широкой запрещенной зоной не удавалось из-за огромных технологических трудностей. Однако в конечном итоге были разработаны эффективные методы удвоения и утроения частоты твердотельных лазеров ИК и оптического диапазона в нелинейных кристаллах, полупроводниковые лазеры на основе двойных соединений GaN и лазеров с повышением частоты накачки (upconversion lasers).

Источники света в сине зеленой области позволяют увеличить плотность записи на CD-ROM, качество репрографии, необходимы для создания полноцветных проекторов, для осуществления связи с подводными лодками, для снятия рельефа морского дна, для лазерного охлаждения отдельных атомов и ионов, для контроля за осаждением из газа (vapor deposition), в проточной цитометрии. (взято из “Compact blue-green lasers” by W. P. Risk et al).

Литература:

  1. RP Photonics. Encyclopedia. Visible Lasers.
  2. Семь основных цветов. Википедиа.
  3. Compact Blue-Green Lasers.

Небольшие пояснения

Сравним спектры излучения Солнца и пламени костра.

В солнечном спектре максимум приходится на зеленый цвет, а мощность красного и синего меньше. Излучение именно с такой спектральной характеристикой воспринимается как белый цвет.

В пламени костра из атомов углерода образуются частицы сажи размером до 100 нм. Эти частицы и дают непрерывный спектр с максимумом излучения в инфракрасной области, а мощность видимого излучения падает от красного к зеленому и еще больше к синему. Излучение с таким спектром воспринимается человеком как оттенки желтого и оранжевого, в зависимости от температуры области пламени. Желтый цвет костра – это случайное совпадение.

Влияние солей натрия

В процессе горения появляется зола в которой содержатся соли, в том числе и соли натрия. Золы совсем немного. Она начинает подниматься в пламени вверх, и яркая двойная желтая линия натрия постепенно появляется в спектре. Однако ее появление не сказывается заметно на цвете костра, так как желтый цвет от непрерывного спектра глаза уже воспринимают.

Мощность излучения натрия значительно меньше, чем суммарная мощность непрерывного спектра.

Выводы

То, что мы видим костер желтым, не означает, что идет излучение в узком спектральном диапазоне натрия. Наши глаза и мозг воспринимают непрерывный спектр как желтый цвет.

Появление дополнительно яркой линии натрия мало влияет на восприятие цвета костра, который остается таким же желтым. Для нас не заметно изменение цвета, так как такой цвет уже был. Кстати, если бы за цвет костра отвечал только натрий, оттенков бы не было, так как мы бы видели чистый спектральный цвет.

Почему же популярной остается версия о том, что желтый цвет костру придает линия натрия? Скорее всего, случайное совпадение цвета линии натрия и черно-тельного спектра углерода и привело к путанице.

Цвет пламени костра дают ярко светящиеся частицы углерода. Влияние на цвет излучения натрия минимально.

О том, как сделать качественный спектрометр и как правильно проводить эксперименты читайте в моей статье «Самодельный спектрометр с высоким разрешением»

Таблица мощности светодиодных светильников

Ежегодно во всем мире делаются разнообразные открытия, которые впоследствии предоставляют возможность намного упростить жизнедеятельность человечества. Одним из важнейших моментов современного человека является оплата коммунальных услуг. Не последнее место в этих платежах занимает электричество. Не всегда получается расходовать электрическую энергию меньше собственных потребностей. С появлением светодиодной технологии освещения появилась возможность платить за электроэнергию гораздо меньше, при этом использовать свет в необходимом количестве. Все это благодаря малой мощности светодиодных светильников, при которой они излучают аналогичный световой поток, к примеру, стандартных лампочек накаливания, мощность которых в разы больше.

В этой статье:

Особенности, технические параметры светодиодного источника света

LED лампы на сегодняшний день активно вытесняют с рынка светотехнической продукции прочие световые источники. Они намного эффективнее и экономичнее в плане расходования электрической энергии, а также отличаются наиболее максимальным сроком эксплуатации.

Мнение эксперта

Иван Зайцев

Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов

Важно! Светодиодные элементы – это световые источники современного поколения, которые принципиально отличаются от стандартных лампочек с нитью накаливания и люминесцентных моделей светотехники

Преимущества led осветителей

  • Достаточно продолжительный эксплуатационный период.
  • Безопасность использования.
  • Повышенная удельная мощность.
  • Высокая энергетическая эффективность.
  • Не представляют опасности для экологии окружающей среды.
  • Высокий коэффициент цветовой передачи.

Характеристики LED источников света

  • Мощность светильника – от 1 Вт.
  • Напряжение – 170-240 В.
  • Световая передача – 88,8 Лм/Вт.
  • Цветопередача – теплый, белый холодный световой поток.
  • Цветовая температура – 2700 К.
  • Поток света – 800 Лм.
  • Эксплуатационный период – порядка 50 тысяч часов.

На что нужно обращать внимание при покупке ЛЕД оборудования

При замене в квартире или частном доме осветительной системы, организованной на основе потолочных люстр, настенных бра и прочих световых устройствах, на которых в качестве светового источника выступают лампочки накаливания, стоит учитывать мощность светодиодных изделий, а также ее коэффициент. Это базовые показатели освещения.

Сравнительная таблица потока света разных типов световых источников

Лампа накаливания, Вт Люминесцентная, Вт Светодиодная, Вт Световой поток, Лм
25 16 5,5 250
40 22 8 400
60 30 11 630
75 36 15 900

Этот параметр предоставляет возможность понять, сколько электрической энергии будет расходовать светотехническое оборудование, что важно при смене одной осветительной системы на другую

Таблица эквивалентности мощностей разных световых источников

Лампа накаливания, Вт Люминесцентная, Вт Светодиодная, Вт
15 3 1
35 7 3
50 11 5
70 15 7
90 19 9
120 25 12

Как видно из таблицы, при использовании ЛЕД осветителей мощностью всего лишь 5 Вт интенсивность освещения будет аналогична стандартной лампочке накаливания на 50 Вт. Соответственно, можно подсчитать возможную экономию электрической энергии.

Также, чтобы понимать выгоду светодиодных источников, можно сравнить их эффективность светового излучения с лампами накаливания: LED – 100 Лм/Вт, ЛН – 12 Лм/Вт.

Виды электромагнитного излучения

ЭМИ разделено на виды по характеристикам длины и частоты.

Длина волн колеблется в таких диапазонах:

  1. Радиоволны (от 0,1 мм до 10 км и более) делятся на короткие, ультракороткие, средние, длинные и сверхдлинные. Ультракороткие радиоволны относятся к сверхвысокочастотным (СВЧ) волнам.
  2. Инфракрасные лучи (от 1 мм до 780 нм).
  3. Ультрафиолетовые лучи (от 380 мм до 10 нм).
  4. Видимый свет (от 780 мм до 380 нм).
  5. Рентген-излучение (от 10 нм до 5 пм).
  6. Гамма-лучи (до 5 пм).

Частота волн варьируется от 30 кГц (для радиоволн) до 6×10¹9 Гц и более (для гамма-лучей).

Волны разной длины образуются разными способами:

  • рентгеновские появляются тогда, когда быстро движущиеся электроны переходят в состояние с меньшей энергией вследствие торможения;
  • ультрафиолетовое излучается вследствие движения ускоренных электронов;
  • инфракрасное излучение испускается раскаленными предметами;
  • радиоволны образуются из высокочастотных токов, движущихся по антеннам;
  • ионизирующее гамма-излучение испускается в процессе ядерных реакций.

Вышеперечисленные виды волн поглощаются веществами неодинаково: рентгеновские и гамма-волны проникают сквозь ткани организма и почти не поглощаются, инфракрасные лучи проходят сквозь ряд непрозрачных объектов, при поглощении происходит нагрев вещества.

Свойства электромагнитных волн

Важнейшим результатом, который вытекает из сформулированной Максвеллом теории электромагнитного поля, стало предсказание возможности существования электромагнитных волн. Электромагнитная волна – распространение электромагнитных полей в пространстве и во времени.

Источник электромагнитного поля – электрические заряды, движущиеся с ускорением.

Электромагнитные волны, в отличие от упругих (звуковых) волн, могут распространяться в вакууме или любом другом веществе.

Электромагнитные волны в вакууме распространяются со скоростью c=299 792 км/с, то есть со скоростью света.

В веществе скорость электромагнитной волны меньше, чем в вакууме. Соотношение между длиной волна, ее скоростью, периодом и частотой колебаний, полученные для механических волн выполняются и для электромагнитных волн:

Колебания вектора напряженности E и вектора магнитной индукции B происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно направлению распространения волны (вектору скорости).

Электромагнитная волна переносит энергию.

Диапазон электромагнитных волн

Вокруг нас сложный мир электромагнитных волн различных частот: излучения мониторов компьютеров, сотовых телефонов, микроволновых печей, телевизоров и др. В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов.

Радиоволны – это электромагнитные волны (с длиной волны от 10000 м до 0,005 м), служащие для передачи сигналов (информации) на расстояние без проводов. В радиосвязи радиоволны создаются высокочастотными токами, текущими в антенне.

Электромагнитные излучения с длиной волны, от 0,005 м до 1 мкм, т.е. лежащие между диапазоном радиоволн и диапазоном видимого света, называются инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Источником инфракрасного излучения служат печи, батареи, электрические лампы накаливания. С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать в видимый свет и получать изображения нагретых предметов в полной темноте.

К видимому свету относят излучения с длиной волны примерно 770 нм до 380 нм, от красного до фиолетового цвета. Значение этого участка спектра электромагнитных излучений в жизни человека исключительно велико, так как почти все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения.

Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового цвета, называют ультрафиолетовым излучением. Оно способно убивать болезнетворные бактерии.

Рентгеновское излучение невидимо глазом. Оно проходит без существенного поглощения через значительные слои вещества, непрозрачного для видимого света, что используют для диагностики заболеваний внутренних органов.

Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц.