При разговоре об источнике света, мы подразумеваем объект, излучающий электромагнитное излучение в видимой части спектра. Элементарной частицей света является фотон. Именно отсюда и идет двойственная природа света – корпускулярно-волновой дуализм. Фотон может вести себя подобно частице, а может и подобно излучению. Это зависит от конкретных физических условий.
Видимый диапазон находится в пределах от 360 нм до 830 нм. Световое излучение возникает из-за различных физических процессов, происходящих в атомах. Если длина волны находится в диапазоне – мы видим свет. От длины волны зависит цвет.
Если атом получает энергию, то он переходит на более высокий энергетический уровень. Это возбужденное состояние. Он неустойчиво. Электроны стремятся вернуться на более низкие энергетические уровни. В результате этого и рождается фотон.
А это и есть свет.
Если все атомы испускают фотоны одновременно, то это уже лазерное излучение. Оно когерентно. Луч лазера не обязательно должен быть видимым. Причем оно существует и в природе. В 1981 году лазерное излучение было обнаружено в атмосфере Марса и Венера. Длина волны составила 10 мкм.
Как снизить нагрузку на глаза при просмотре телевизора — фоновая ТВ-подсветка Apeyron Electrics
На такой длине волны работают лазеры с углекислым газом в качестве рабочего тела.
Какие бывают источники света
Все источники света делятся на естественные (природные) и искусственные (созданные руками человека). К природным источникам можно отнести Солнце, светящийся планктон. К искусственным – различные виды ламп, осветительные диоды и т.д.
Основные параметры и единицы измерения источников света
Световое излучение характеризуется многими параметрами:
- Яркость (L). Измеряется в кд/м 2 – кандела на квадратный метр. Это основной фактор светоощущения.
- Освещенность (E). Измеряется в лк – люкс. 1лк равнозначен потоку излучения в 1 люмен, равномерно распределенному по площади 1м 2 .
- Световой поток (Ф). Измеряется в лм – люмен. Характеризует мощность излучения, оценивается по световому ощущению глазом человека. В системе единиц СИ обозначается именно буквой Ф и рассчитывается по формуле:
- Сила света (I). Измеряется в кд – кандела. Характеризует интенсивность светового потока. Рассчитывается по формуле:
для изотропного источника:
для не изотропного источника:
- Световая отдача. Измеряется в лм/Вт – люмен на Ватт. Эта величина может характеризовать экономичность искусственного источника света, грубо говоря, сколько электрической мощности преобразуется в свет.
Для искусственных источников света важна цветопередача. Цвета у предметов будут различаться лучше, если он освещается сплошным равномерным спектром. В идеале чем ближе излучение ламп к солнечному свету, тем она лучше и дороже. При индексе цветопередачи свыше 90 предметы будут казаться необычайно насыщенными.
Тёмное изображение / Нет подсветки на телевизоре BBK 32LEM-3081/T2C (РЕМОНТ)
При малом индексе будет затруднительно определить цвет предмета, однако контуры будут видны. От яркости это практически не зависит.
Виды и классификации источников света
Все искусственные электрические световые излучатели можно разделить по физическим принципам работы:
Тепловые источники света. Это различные классические лампы накаливания. Принцип действия основан на разогреве рабочего тела (обычно – проволочная нить, изготовленная из вольфрама) до температур, при которых появляется и ИК-излучение, и видимый свет. Они обладают достаточно хорошей цветопередачей, но крайне низким КПД. Не более трех процентов.
Энергия расходуется на разогрев и поддержание рабочей температуры вольфрамовой проволоки. Срок службы редко превышает две тысячи часов. На работоспособность внешняя среда не оказывает существенного влияния. Сейчас уже признаны морально устаревшими, но до сих пор производятся. Цена низка.
Сюда ж можно отнести и галогеновые лампы, и угольные дуги, и инфракрасные излучатели. Им не требуется дополнительных устройств для запуска.
Подробнее о лампе накаливания-тут
Люминесцентные. Сюда можно отнести все газоразрядные лампы. Это и лампы с тлеющим разрядом (в результате разряда в парах ртути возникает свечение люминофорного покрытия), ртутные дуговые осветители, лампы с дуговым разрядом (низкого и высокого давления). Этому типу ламп требуется специальная схема для запуска.
Например, у лампы дневного света напряжение горения ниже напряжения зажигания. Т.е. недостаточно просто подать напряжение. Этот тип освещения имеет уже более чем полувековую историю. До сих пор имеется востребованность. Примечательно, что многим осветителям данного типа можно придать практически любую форму колбы. Дизайнерам есть поле для творчества.
Энергопотребление существенно ниже, чем у лам накаливания. Срок службы продолжителен.
Подробнее о люминесцентных лампы вы можете прочесть- тут
Смешанного излучения. В основу положена дуга высокой интенсивности. Это дорогие специализированные излучатели, сочетающие одновременно и тепловой физический принцип, и мощную электрическую дугу. В основном они применяются в прожекторных установках (например, авиационных и корабельных). В производстве весьма сложны.
В свободной продаже отсутствуют. Требуется сложная схема на мощных элементах, в ее задачу входит розжиг и поддержание разряда. Среда эксплуатации накладывает свои сложности на инженерные решения. Энергопотребление высокое.
Светодиодные. Сюда можно отнести все источники света, построенные на светодиодах. Принцип действия заключается в появлении светового потока в точке соприкосновения двух разных материалов. Через них пропускается постоянный ток. Причем оба материала – полупроводники. Они пропускают ток в одну сторону. Обратный ток тоже есть, но он ничтожно мал, что им можно пренебречь.
Экспериментальным путем были получены материалы, способные испускать фотоны при смене электроном энергетического уровня. Первые светодиоды имели малую яркость и ограниченный набор цветов. Поэтому использовались только в основном как индикаторы. Сейчас синтезированы материалы, которые позволяют дать большую яркость, охватить почти весь спектр.
Но тем не менее в определенных участках спектра может наблюдаться завал, либо преобладание свечения. Современные светодиоды успешно применяются в качестве осветительных приборов, характеризуются наибольшей энергоэффективностью (потребляемая мощность очень низка в сравнении с другими источниками света) и длительным сроком службы. Их относят к холодным источникам света. В большинстве случаев они все низковольтные, не более 12 В нужно для диода.
К сожалению, большинство не совсем честных производителей преднамеренно снижает срок службы таких осветителей, за счет повышения номинального тока. Работа на предельном токе весьма негативно сказывается на сроке службы осветительного диода.
В составе ламп всегда находится схема – блок питания (или драйвер). Его задача строго поддерживать параметры питания – напряжение и силу тока. Применительно к автомобилестроению, светодиоды показывают хорошие результаты, но просто менять галогеновую лампу на светодиод не стоит, без драйвера срок службы будет минимален в виду нестабильности питания в бортовой сети автомобиля.
Более подробная информация о led лампах-тут
Лазеры. Оптический квантовый генератор. Лазер расшифровывается light amplification by stimulated emission of radiation. В переводе с английского – усиление света с помощью вынужденного излучения. Смысл процесса состоит в том, что атом рабочего тела в возбужденном состоянии может излучит фотон под действием другого фотона. Поглощения в этом случае не произойдет.
При этом фотоны когерентны. Фотон излученный – это точная копия фотона, который вынудил его появление. Это и есть явление усиления света. Идентичность фотонов обуславливает и монохроматичность излучения. Лазер не используется в качестве осветителя.
Он активно используется для считывания компакт-диска до лазерной резки металлов. Применяется он и в медицине, в качестве лучевого скальпеля. А ведь это тоже свет! В качестве рабочего тела может применятся углекислый газ, моно-галогениды, и так далее.
Вполне возможно, что со временем появятся источники света, основанные и на других физических принципах.
Источник: vamfaza.ru
Виды источников света
Разобраться в особенностях источников света несложно, так как по сути есть всего два варианта. Причем один из них хорошо знаком всем, а второй не сложно классифицировать по видам и разобрать основные характеристики.
Что такое источник света
Источник света – это объект, излучающий электромагнитную энергию в той области спектра, которая воспринимается человеческим зрением. Согласно законам физики, если отдельные объекты нагреваются до определенной температуры, то начинают светиться.
По сути, источником света можно назвать любой светящийся объект – будь то солнце, жуки-светлячки или разнообразное осветительное оборудование, производимое современными заводами.
Виды и классификации источников света
Все варианты можно разделить на два основных типа – естественные и искусственные источники. Исходить из этого при рассмотрении вопроса проще всего, так как информацию легко систематизировать.
Естественные источники света
К этой группе можно отнести все явления природы и объекты, которые могут испускать свет, видимый человеком. Причем, излучение может быть как первичным, так и вторичным свойством объекта или явления. Все варианты в этом разделе возникли без вмешательства людей и деятельности других существ. Основные естественные источники:
- Солнце. Хорошо знакомый всем объект, который не только излучает свет благодаря раскаленной структуре, но и является источником жизни на Земле.
- Звезды, Луна и другие объекты из космоса. Огромное количество светящихся точек появляется на небе каждый день после захода солнца. И при этом природа свечения бывает разной. Если у Луны это отраженный свет, то другие объекты могут светиться самостоятельно. Также свечение может исходить от межгалактического газа, его также видно на некоторых участках неба.
- Полярное сияние – еще один естественный источник.
- Атмосферные электрические разряды также относятся сюда, хоть и вспыхивают на короткий промежуток времени.
- Минералы и органические продукты могут светиться при окислении, то есть при горении.
- Биолюминесценция живых организмов, яркий пример – известные всем светлячки.
Все эти варианты встречаются в естественной среде и никак не зависят от человека. Он не может регулировать их яркость и влиять на нее.
Искусственные источники света
В этом случае источником выступает любой элемент, который дает излучение в результате преобразования энергии. Практически все варианты искусственного происхождения работают от электричества. То есть, первичной энергией, которая используется для получения света, является ток.
Если исходить из физических категорий, то можно разделить все искусственные варианты на три основные разновидности. У каждой из них есть свои особенности:
- Тепловые источники — самые распространенные на сегодня. Принцип работы в том, что определенный объект (чаще всего вольфрамовая нить накала), нагревается до температуры, когда начинает излучать не только тепло, но и видимый свет. Этот вариант широко использовался первым, но сейчас его вытесняют более прогрессивные и безопасные, ведь нагревание до высоких температур – не лучшее решение во многих ситуациях.
- Люминесцентные варианты работают за счет явления люминесценции. В этом случае энергия преобразуется в оптическое излучение. Широко используются в разных отраслях, главное достоинство в том, что они не нагреваются в процессе. Еще один плюс – низкий расход электричества. Но из-за содержания ртути их следует правильно утилизировать, а при поломке проветривать помещение.
- Светодиодные источники появились недавно, но используются все больше с каждым годом. Основным рабочим элементом является полупроводниковый кристалл. В нем, когда электроны под действием электроэнергии переходят с одного энергетического уровня на другой, начинается излучение фотонов. Очень производительная и безопасная система, которая обеспечивает отличное качество освещения.
Рекомендуем к просмотру: Видеоуроки по физике
Все выпускаемые на данный момент лампы можно разделить на несколько категорий в зависимости от принципа работы и конструктивных особенностей. Виды источников света:
- Лампы накаливания. Используются более 100 лет, главным элементом является вольфрамовая нить накала, которая при нагревании дает свет. Чтобы при сильном нагревании вольфрам не так быстро распылялся, а спираль служила как можно дольше, колба делается герметичной и наполняется инертным газом. Главное преимущество – низкая цена, но качество света не самое высокое, а срок службы самый малый среди всех вариантов. При работе колба очень сильно нагревается, поэтому плафон должен располагаться как минимум в 3 см от нее.
- Галогенные лампы наполнены специальным составом, что в комплекте с применением кварцевого стекла позволило получить качественный свет с хорошим индексом цветопередачи. За счет отражателей можно четко направлять свет. Но по энергоэффективности и сроку службы это решение не сильно отличается от первого варианта, так как тут тоже основным рабочим элементом является нить накала.
- Люминесцентные лампы представляют собой трубку, заполненную инертным газом с парами ртути, в которой есть 2 электрода. При подаче электроэнергии между электродами возникает дуговой разряд и пары ртути начинают светиться. Но основную часть света дает люминофор – состав, нанесенный на внутреннюю поверхность трубки, за его счет получается равномерное освещение. Используют в основном в офисах, для подключения нужны автоматы, срок службы – до 20 000 часов.
- Компактные люминесцентные варианты. Их изготавливают под стандартные цоколи, что позволяет использовать вместо ламп накаливания. Качество света намного выше, при этом расход электричества меньше. У этого решения те же достоинства, что и у обычных люминесцентных ламп.
- Светодиодные лампочки работают за счет полупроводников, что отличает их от аналогов. Эта технология позволяет добиться разной цветовой температуры и яркости, поэтому использовать светодиоды можно во всех помещениях. Энергопотребление самое низкое среди всех вариантов, а срок службы самый большой, обычно он составляет от 50 000 часов.
Кстати! Светодиодные лампы самые безопасные, они не нагреваются при работе, в изделиях нет стекла и паров вредных веществ.
Источник: svetilov.ru
Телевизор это источник света какой
Привет Лёва Середнячок
ПОМОГИТЕ ПО ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ
Назвать предметы, температура которых отличается от остальных. Узнать, что нужно сделать, что бы их температура стала комнатной.
Вопрос 1
К искусственным источникам света относятся:
• Солнце, Звезды, Светлячки
• Солнце, Фонарик, Огонь
• Фонарик, Фары, Телевизор
Вопрос 2
К естественным источникам света относятся:
• Солнце, Светлячки, Гнилушки
• Факел, Фары, Люстра
• Звезды, Фонарик, Луна
Вопрос 3
Костёр является искусственным источником света?
• Да
• Нет
Вопрос 4
Пламя костра относится к естественным источникам света?
• Нет
• Да
Вопрос 5
Темнота — это.
• . отсутствие света
• . отсутствие естественных источников света
• . отсутствие искусственных источников света
Вопрос 6
Искусскуственные источники звука — это.
• Гул самолета, телевизор, ручей
• Пение птиц, шум дождя, стук молотка
• Гул Самолета, шум автомобилей, звонок телефона
Вопрос 7
Естественные источники звука — это.
• Шум дождя, пение птиц, гул самолета
• Журчание ручья, шелест листьев, смех детей
• стук молотка, гул самолета, звонок телефона
4 (4 оценки)
bumazkaobnimaska 2 года назад
Светило науки — 8 ответов — 0 раз оказано помощи
Источник: vashurok.com