1. Какие основные термины используются для описания оптических параметров источника света?
Как правило, к параметрам, описывающим свет, излучаемый источником света, относятся яркость, световой поток, интенсивность свечения и освещенность, как показано на диаграмме ниже.
Световой поток — это количество света, излучаемого источником света за единицу времени, измеряемое в люменах (лм). Эта величина описывает общее количество света, излучаемого источником света; чем больше световой поток, тем больше света он излучает. Он прямо пропорционален световой мощности.
Световой поток, излучаемый источником света на единицу телесного угла в заданном направлении, определяется как световая интенсивность источника света в этом направлении, измеряемая в канделах (кд). Световая интенсивность относится к точечному источнику света и описывает, насколько ярким является источник света. Чем выше световая интенсивность, тем ярче кажется источник света, и при одинаковых условиях объекты, освещенные этим источником света, также будут казаться ярче.
Яркость — это физическая величина, описывающая интенсивность света, излучаемого поверхностью источника света. Когда человеческий глаз наблюдает источник света с одного направления, отношение световой интенсивности в этом направлении к площади источника света определяется как яркость на единицу проекционной площади, то есть световая интенсивность на единицу проекционной площади. Единица измерения яркости — кандела на квадратный метр (кд/м²). Яркость — это восприятие человеком интенсивности света.
Освещенность — это световой поток, получаемый на единицу площади освещаемой поверхности, измеряемый в люксах. Освещенность является важным показателем условий окружающей среды. В лунную ночь освещенность обычно составляет 0,02–0,3 люкс; в пасмурный день освещенность на улице обычно составляет 50–500 люкс; а в солнечный день освещенность в помещении обычно составляет 100–1000 люкс. Освещенность, необходимая для чтения, обычно составляет 50–60 люкс.
2. Что такое кривая распределения света? Зачем необходимо распределение света?
Кривая распределения света — это кривая, описывающая пространственное распределение световой интенсивности источника света или светильника. Она регистрирует такую информацию, как световой поток, количество источников света и мощность светильника. Можно представить себе размещение лампы или источника света в центре сферы в пространстве и измерение световой интенсивности в поперечном сечении, проходящем через центр, для получения кривой распределения света. Конечно, для лучшего понимания пространственного распределения света, излучаемого источником света или лампой, можно измерить данные о световой интенсивности под разными пространственными углами.
(Кривая распределения света отражает пространственное распределение световой интенсивности источника света или лампы.)
Когда источник света излучает свет, световые лучи распространяются во всех направлениях. Для использования источника света в целях желаемого освещения необходимы специальные механизмы для управления светом, позволяющие регулировать его пространственное распределение для достижения желаемого эффекта. Этот контроль называется распределением света.
3. Чем спектр светодиода отличается от спектра других осветительных приборов?
Спектр — это картина монохроматического света, рассеиваемого дисперсионной системой (например, призмой или дифракционной решеткой) и расположенного последовательно в соответствии с длиной волны (или частотой). Его также называют оптическим спектром. Весь электромагнитный спектр включает радиоволны, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение и рентгеновские лучи. Они различаются по длине волны. Самая большая часть спектра, видимый спектр, — это часть электромагнитного спектра, видимая человеческому глазу, с длинами волн от 400 до 760 нанометров, составляющими типичный видимый свет.
В настоящее время большинство светодиодов используют синий светодиодный чип для возбуждения одного или нескольких люминофоров, в результате чего синий свет и излучаемый люминофором свет смешиваются, образуя белый свет. Поэтому спектр типичного светодиода обычно имеет более двух пиков, в то время как другие диапазоны длин волн имеют относительно низкую интенсивность излучения.
(Различия между спектром светодиодов и спектром других осветительных приборов)
4. Что такое цветовая температура? Какие ощущения вызывают разные цветовые температуры?
Цветовая температура — это мера цвета (цветовой поверхности) источника света. Когда цвет, излучаемый источником света, совпадает с цветом, излучаемым черным телом при определенной температуре, температура черного тела при этой температуре определяется как цветовая температура источника света, выраженная в Кельвинах (К). Поскольку большинство источников света излучают свет, обычно называемый белым светом, цветовая температура поверхности или коррелированная цветовая температура источника света используется для обозначения степени относительной белизне его света, количественно оценивая цветовые характеристики источника света. На диаграмме ниже показана траектория черного тела в цветовой системе координат ЦИЕ, отображающая процесс изменения цвета черного тела от красного к оранжево-красному, затем к желтовато-белому, белому и голубовато-белому.
(Разные цветовые температуры вызывают разные чувства.)
Различные цветовые температуры источников света приводят к разным оттенкам света: более высокие цветовые температуры дают более голубоватый свет, обычно называемый холодным белым светом; в то время как более низкие цветовые температуры дают более красноватый свет, обычно называемый теплым белым светом. Цветовые температуры ниже 3300K создают стабильную и теплую атмосферу; цветовые температуры от 3000 до 5000K считаются промежуточными и обеспечивают ощущение свежести; цветовые температуры выше 5000K создают ощущение прохлады. Различные цвета света от разных источников света создают оптимальную среду.