Technika świetlna

1. Co to jest długość fali?

Światłem potocznie nazywamy widzialną część promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie elektromagnetyczne objawia się w postaci fal elektromagnetycznych. Długością fali elektromagnetycznej nazywamy odległość pomiędzy dwoma punktami fali, będącymi w tej samej fazie drgań, na przykład pomiędzy dwoma szczytami fali. Wartość ta oznaczana jest symbolem λ. Jednostką jest nanometr [nm], czyli 10-6m. Długość poszczególnych fal elektromagnetycznych z zakresu widzialnego jest przez ludzki mózg odbierana jako barwa światła.

2. Co to jest barwa światła?

Zakres długości fal dla promieniowania widzialnego określa się w granicach 380-780 nm. Barwę światła można określić jako specyficzną reakcję ludzkiego mózgu na odbiór fali elektromagnetycznej o określonej długości fali. Na przykład fale elektromagnetyczne z przedziału 520nm - 565nm postrzegane są jako kolor zielony.

3. Co to jest temperatura barwowa?

Definicja: temperaturę barwową określa się jako temperaturę ciała doskonale czarnego, w jakiej wysyła ono promieniowanie o takiej samej barwie jak obserwowane białe światło. Jednostką temperatury barwowej jest °K.

4. Co oznacza, że temperatura barwowa białego światła jest ciepła? chłodna? naturalna?

Subiektywne określenie poszczególnych wartości temperatury barwowej promieniowania. Potocznie oznacza to „odcień” białego światła emitowanego przez dane źródło światła. Barwa ciepła odpowiada przedziałowi wartości do ok. 3500K, barwa naturalna mieści się w przedziale od ok. 3500K do ok. 6000K, barwą chłodną określa się promieniowanie o temperaturze powyżej 6000K.

5. Z czym można porównać następujące temperatury barwowe?

Najczęstsze porównania są następujące:

- barwa ciepła - barwa światła żarowego, z odcieniem koloru żółtego,

- barwa naturalna - barwa światła dziennego, najbliższa "czystej" bieli,

- barwa chłodna - barwa lamp wyładowczych, wpadająca w kolor niebieski

6. Co to jest współczynnik oddawania barw (CRI lub Ra)?

Współczynnik oddawania barw określa, jak wiernie są oddawane barwy powierzchni oświetlanej przez dane źródło światła. Najwyższy współczynnik oddawania barw (o wartości 100) mają źródła światła, które emitują jednolite widmo promieniowania. Najlepszym źródłem światła pod względem współczynnika oddawania barw jest słońce.

7. Jaki współczynnik oddawania barw mają diody LED firmy Epistar i Edison?

Typowy współczynnik oddawania barw dla temperatur barwowych z zakresu 3.700 - 10.000K wynosi 75.

Typowy współczynnik oddawania barw dla temperatur barwowych z zakresu 2.600 - 3.700K wynosi 80.

8. Kiedy współczynnik oddawania barw jest istotny?

Współczynnik oddawania barw jest istotny w aplikacjach, w których ważne jest, aby kolor przedmiotu lub powierzchni nie został zniekształcony. W szczególności, kiedy chcemy aby kolory przedmiotów były jak najbliższe prawdzie, na przykład przy ekspozycji towarów oraz pożywienia. Odpowiednie oświetlenie artykułów spożywczych ma duży wpływ na ich „apetyczność” - np. podświetlenie mięsa czy wędlin bardzo chłodną bielą może budzić negatywne wrażenie.

9. Co to jest skuteczność świetlna?

Wielkość ta określa stosunek emitowanego przez źródło światła strumienia świetlnego do pobieranej energii elektrycznej.

Jednostka skuteczności świetlnej: lumen/wat [lm/W]

10. Co to jest strumień świetlny?

Strumień świetlny, jest to najbardziej obiektywny parametr określający moc świetlną źródła światła. Wielkość ta jest przekształcona w taki sposób, aby oddać stopień oddziaływania oświetlenia na ludzkie oko, które w warunkach dziennych jest najbardziej czułe na widzenie fal o długości 555nm.

Symbolem strumienia świetlnego jest: Φ.

Jednostką strumienia świetlnego jest lumen [lm].

11. Co to jest światłość?

Światłość jest to parametr określający źródło światła. Wielkość ta stanowi stosunek strumienia świetlnego emitowanego przez źródło światła lub jego element w zadanym stożku do kąta bryłowego tego stożka.

Symbolem światłości jest: I.

Jednostką światłości jest kandela [cd].

12. Co to jest natężenie oświetlenia?

Jest to jedyny parametr w fotometrii, który nie charakteryzuje samego źródła światła, lecz stopień oświetlenia powierzchni. Wielkość ta, w uproszczeniu, jest równa ilorazowi wartości strumienia świetlnego padającego na daną powierzchnię do jej pola. Gdy znana jest światłość określająca dane źródło światła, natężenie oświetlenia na danej powierzchni określane jest wzorem:

E = I·cosα/r2,

gdzie:

I - światłość,

α - kąt między normalną do powierzchni a wektorem skierowanym na źródło światła,

r - odległość powierzchni od źródła światła

Wartość natężenia oświetlenia maleje (kwadratowo), wraz ze wzrostem odległości źródła światła od oświetlanej powierzchni.

Symbolem natężenia oświetlenia jest: E.

Jednostką natężenia oświetlenia jest luks [lx].

13. Co to jest: lumen, luks, kandela?

Są to jednostki wielkości fotometrycznych określających zadane źródło światła.

Lumen [lm] jest jednostką strumienia świetlnego.

Kandela [cd] jest jednostką światłości.

Luks [lx] jest jednostką natężenia oświetlenia.

14. Co to jest zjawisko odbicia światła?

Zjawiskiem odbicia światła nazywamy zjawisko zmiany kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej na granicy dwóch ośrodków, przy czym fala elektromagnetyczna pozostaje w ośrodku, w którym się pierwotnie rozchodziła.

15. Co to jest zjawisko załamania światła?

Zjawiskiem załamania światła na granicy ośrodków, nazywamy zmianę kierunku rozchodzenia się światła przy przejściu do ośrodka o innym współczynniku załamania. Zmiana kierunku rozchodzenia się fali związana jest ze zmianą jej prędkości, która powoduje zmianę długości fali przy zachowaniu stałej częstości.

16. Co to jest współczynnik odbicia światła?

Współczynnik odbicia fali świetlnej jest określany jako stosunek natężenia fali odbitej do natężenia fali padającej na daną powierzchnię. Innymi słowy można powiedzieć, że określa ile światła zostanie odbite od danej powierzchni.

17. Co to jest współczynnik transmisji światła?

Współczynnik transmisji fali świetlnej jest określany jako stosunek natężenia fali przepuszczonej przez ośrodek do natężenia fali na niego padającej. Innymi słowy można powiedzieć, że określa, ile światła zostanie przepuszczonego przez dany ośrodek.

18. Co to jest współczynnik absorpcji światła?

Współczynnik absorpcji światła jest to odwrotność grubości warstwy, po przejściu której światło ma e-krotnie mniejsze natężenie. Jednostką jego jest odwrotność metra (m-1). Duża wartość tego współczynnika oznacza silne pochłanianie światła. Ośrodek doskonale przezroczysty ma zerowy współczynnik absorpcji. Współczynnik absorbcji zależy od długości fali, na przykład ośrodek może być przezroczysty dla światła niebieskiego, natomiast światło czerwone będzie silnie pochłaniane.

19. Co to jest współczynnik załamania światła?

Współczynnik załamania światła określa zmianę prędkości rozchodzenia się światła w danym ośrodku, w stosunku do prędkości w ośrodku odniesienia. W przypadku fal elektromagnetycznych ośrodkiem odniesienia jest próźnia.

20. Co to jest widzenie fotopowe, skotopowe, mezopowe?

 W zależności od natężenia oświetlenia oko ludzkie widzi za pomocą czopków (w warunkach dostatecznej ilości światła) lub pręcików (w warunkach niskiego natężenia oświetlenia). Widzenie fotopowe odpowiada widzeniu w warunkach dziennych. W miarę spadku natężenia oświetlenia otoczenia, widzenie fotopowe przechodzi w fazę przejściową zwaną widzeniem mezopowym (częściowa utrata postrzegania barw), by wreszcie osiągnąć minimalny stan pracy ludzkiego oka zwany widzeniem skotopowym (świat w skali szarości).

21. Co to są pliki IES i EULUMDAT oraz do czego służą?

Skrót IES oznacza Illuminating Engineering Society, nazwę amerykańskiej organizacji, która w 1986 roku wprowadziła standard plików zawierających dane fotometryczne danej oprawy. Celem tego ujednolicenia zapisu informacji było umożliwienie elektronicznego transferu danych. W pliku IES zawarta jest informacja o kątowym rozkładzie natężenia oświetlania zapisana w formacie ASCII.

EULUMDAT jest europejskim odpowiednikiem pliku o formacie IES. Zapis formatu jest następuujący: *.LDT.

22. Co oznaczają skróty FWHM i HWHM?

FWHM - ang. Full Width at Half Maximum - całkowity kąt emitowanej wiązki, dla którego natężenie oświetlenia spada do 50%.

HWHM - ang. Half Width at Half Maximum - połowiczny kąt emitowanej wiązki, dla którego natężenie oświetlenia spada do 50%.

23. Co to jest przestrzeń barw i współrzędne chromatyczne?

Przestrzeń barw CIE XYZ jest specjalną paletą barw skonstruowaną przede wszystkim pod kątem postrzegania barw przez ludzkie oko (fotoreceptory). Barwę w sposób jednoznaczny opisuje się we współrzędnych trójchromatycznych X, Y, Z, przy czym współrzędne te zależne są od składowych, zwanych również względnymi sprawnościami wizualnymi czopków. Te trzy współrzędne trójchromatyczne odpowiadają procentowemu udziałowi trzech podstawowych barw R (czerwonej), G (zielonej) i B (niebieskiej). Współrzędne te nakładając się odwzorowywane są w przestrzeni barw przedstawionej z pomocą wykresu chromatyczności jako tzw. trójkąt barw: obszar zamknięty dwiema liniami - krzywą i prostą.

Źródło: www.wikipedia.pl

24. Co to jest RGB?

RGB - jeden z modeli przestrzeni barw, opisywanej współrzędnymi RGB. Jego nazwa powstała ze złożenia pierwszych liter angielskich nazw barw: R – red (czerwonej), G – green (zielonej) i B – blue (niebieskiej), z których model ten się składa. Jest to model wynikający z właściwości odbiorczych ludzkiego oka, w którym wrażenie widzenia dowolnej barwy można wywołać przez zmieszanie w ustalonych proporcjach trzech wiązek światła o barwie czerwonej, zielonej i niebieskiej (zob. promieniowanie elektromagnetyczne). Z połączenia barw RGB w dowolnych kombinacjach ilościowych można otrzymać szeroki zakres barw pochodnych, np. z połączenia barwy zielonej i czerwonej powstaje barwa żółta. Do przestrzeni RGB ma zastosowanie synteza addytywna, w której wartości najniższe oznaczają barwę czarną, najwyższe zaś białą. Model RGB jest jednak modelem teoretycznym a jego odwzorowanie zależy od urządzenia (ang. device dependent), co oznacza, że w każdym urządzeniu każda ze składowych RGB może posiadać nieco inną charakterystykę widmową, a co za tym idzie, każde z urządzeń może posiadać własny zakres barw możliwych do uzyskania.

Źródło: www.wikipedia.pl

25. Co to jest oświetlenie ogólne, miejscowe, mieszane (złożone)?

Ze względu na sposób rozmieszczania opraw oświetleniowych we wnętrzu wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje oświetlenia:

- oświetlenie ogólne - równomierne oświetlenie pewnego obszaru bez uwzględnienia szczególnych wymagań dotyczących oświetlenia niektórych jego części,

- oświetlenie miejscowe - dodatkowe oświetlenie przedmiotu pracy wzrokowej, z uwzględnieniem szczególnych potrzeb oświetleniowych, w celu zwiększenia natężenia oświetlenia, uwidocznienia szczegółów itp., załączane niezależnie od oświetlenia ogólnego,

- oświetlenie złożone - oświetlenie składające się z oświetlenia ogólnego i oświetlenia miejscowego