Geekly articles weekly

قصة كيف تؤثر الخصائص الطيفية للإضاءة على حياتنا

أيها المواطنون أيها القراء والتقنيون والإنسانيون ، أنت في خطر ، وانتقل فورًا إلى الشارع تحت شمس الصيف الدافئة (إذا سمح الطقس) ، فهذا ليس إنذارًا تعليميًا! أكرر هذا ليس تنبيهًا تدريبيًا! حسنًا ، إذا لم يقدر الآخرون محاولتك للإخلاء ، فاستقر ودعنا نتحدث معك عن الإضاءة. باختصار ، مقال حول تأثير الإضاءة الداخلية (الداخلية) على أجسامنا. سأحاول ألا أفرط في تحميل المقالة بالمعلومات التقنية ، لجميع الزملاء الفضوليين سأترك الروابط المناسبة. ومع ذلك ، لا يمكننا الاستغناء عن الجداول الزمنية (أحبها ببساطة). تبين أن المقالة طويلة ، لذلك قررت في النهاية أن نفكر أولاً في الخصائص الطيفية للإضاءة ( هنا المزيد ).

لذا ، تخيل ، أيها الأصدقاء ، أن الشخص العادي يعيش في مكان ما من العالم ، فلنطلق عليه اسم فاسيلي. وهكذا عاش فاسيلي لمدة 20 عامًا ، وعاش على حافة الغابة في الممر الأوسط لوطننا اللامتناهي ، لكنه أراد "قهوة من أفضل باريستا" ، بلوزات ، و "آيفون" لامعة ، وقرر فاسيلي الذهاب إلى المدينة. ولكي لا يعيش حياة جميلة على الإطلاق ، قرر الذهاب إلى المكتب في الطابق الأرضي في مدينة مورمانسك المجيدة ، بشكل عام ، إلى "صندوق المكتب الملموس" ، حتى يعمل بجد حتى لا يرى نور الله.

ولكن ما كان ينتظر فاسيلي هناك ، مخفيًا تحت القطع ، نسأل كل النعم الفضولي.

سيكون المقال كبيرًا ، ومن حيث المعنى ، سيتم تقسيمه إلى ثلاثة أجزاء
1 - الخصائص الطيفية لمصادر الضوء
2 - كيفية قياس الطيف باستخدام الأيدي المستقيمة و "شريط كهربائي أزرق"
3 - بإيجاز عن تأثيرات الضوء على الإنسان




* قد تختلف الملاحظات المقدمة في أطياف المقالة بسبب القيود التقنية عن مصادر الضوء الفعلية ، إذا كنت ترغب في ذلك ، تحقق من ذلك بنفسك.

الجزء 1 - الخصائص الطيفية لمصادر الضوء


للبدء ، ضع في اعتبارك النقاط الرئيسية

1. قبل الإدخال الشامل للمصادر الكهربائية للضوء في الحياة اليومية ، قامت البشرية من نواح عديدة بتعديل نشاط حياتها (الدورة اليومية) للإضاءة الطبيعية.
2. تتغير الإضاءة الطبيعية على مدار اليوم ، وطيف إشعاعها مستمر ، وتشرق الشمس في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية ، المرئية ، والأشعة تحت الحمراء. الضوء الطبيعي ليس متموجًا.
3. يقضي الشخص العصري عادةً 90٪ من وقته في الداخل (سيُعتبر النقل أيضًا بيئة اصطناعية)
4. في المبنى ، غالبًا ما يستخدم الأشخاص الإضاءة الاصطناعية (أو مجتمعة) ، حتى في يوم صيفي لا تتاح الفرصة للجميع لاستخدام الإضاءة الطبيعية فقط
5. الضوء يؤثر على العمليات البيولوجية في جسم الإنسان ،

هكذا يبدو طيف الشمس مع "قوس قزح" ورسم بياني ، شخص ما صور السماء موسكو بأمانة ،



لا يزال هناك شيء ،

دعنا نعود إلى فاسيلي. كما نتذكر ، أمضى تقريبًا كامل حياته الواعية في الطبيعة ، فلنرى كيف كانت الشمس مشرقة بالنسبة له ، ولماذا نما الشوك بسرعة منه في القنافذ.

لقد صنع الرجال المسؤولون عن تكنولوجيا الإضاءة لنا نموذجًا لضوء النهار المشروط بدرجات حرارة ألوان مختلفة (هذا هو xls يمكنك محاكاة لا تخاف فيه) ، سنتخيل أنه في الصباح الباكر أشرقت الشمس بدرجة حرارة 4000K في الصباح الباكر ، عند درجة حرارة 5500K عند الظهر و 7000K بعد الظهر ، جيد وبحلول الليل تحرك بالترتيب المعاكس (درجة حرارة اللون التقريبية لمصادر الضوءهنا ).

لكن مثل هذه الشمس المشرقة أشرقت لوقت طويل جداً ، ما الذي يمكن أن ينتظر بطلنا الذي سقط في "الصندوق الخرساني"؟
وبالنظر إلى أنه من غير المرجح أن يجلس غالبية الأشخاص العاملين في عمل لا يتعلق بالإنتاج في غرف مشابهة لمكاتب الفئة "أ" ، فإن العديد منهم (وأنا على وجه الخصوص) ينتظرون ذلك.



مصابيح الفلورسنت الرخيصة مع كوابح كهرومغناطيسية ، على سبيل المثال LB-40 باستخدام مؤشر تجسيد اللون (القدرة على إعادة إنتاج الألوان بشكل صحيح) CRI <70.

ربما ستكون أكثر تكلفة الباذنجان في الخارج ، ومصابيح من Osram أو Philips مع CRI> 80 ، حسنًا ، وبما أن الجدول الزمني في متناول يدي كان صغيرًا جدًا لمصابيح الفلورسنت المدمجة CFL ، فسنذكرها أيضًا.



الصور مع "قوس قزح" تحت المفسد ، أوصي برؤية ومقارنة مع سماء موسكو أعلاه ، ستكون واضحة للغاية.

نظرة




لذا ، ما نراه ، نرى حلم أي متسلق وطريقة فحص الأصدقاء وفقًا لطريقة V. Vysotsky ، وهي الجبال والقمم ، وكلما كان المصباح أرخص ، كلما لاحظنا "جبال الهملايا".

ما يخبرنا هذا الكلام؟ يخبرنا هذا أولاً أن الضوء ليس طبيعيًا على الإطلاق. وعندما تفكر في أن Vasily التجريبي لدينا مضطر للجلوس تحت ضوء ثابت تمامًا طوال ساعات العمل الثماني. تذكر الرسم البياني أعلاه؟ يتغير الضوء الطبيعي على مدار اليوم ، ولكن هذا لا يتغير على الإطلاق. وبالتالي ، يعاني جسمنا من كونه تحت إضاءة غير عادية. ما يرتبط بسوء الصحة ، وانخفاض القدرة على العمل البصري وإنتاجية العمل. لا تصدقني؟ اسأل أحكم جوليان بوريسوفيتش أيزنبرغ ( كتاب مرجعي عن تكنولوجيا الإضاءة ص 889 ).

أين المخرج ، ربما إضاءة LED؟

حسنًا ، ربما ليس تمامًا. على الرغم من أنه أفضل بالفعل.
نحن ننظر إلى الرسوم البيانية وما زلنا "لا يبدو طيفك مثل والدتك على الإطلاق". على أي حال ، هناك ذروة في المنطقة الزرقاء ، وفشل في المنطقة الزرقاء ، ومرة ​​أخرى ، أذكرك أن معظم مصابيح LED تلمع بنفس الألوان طوال اليوم.
ليس لدي صور لمصابيح RGB في متناول اليد ، ولكن صدقوني أن الوضع ليس هناك أفضل (وربما أسوأ).

قياسات ما هو في متناول اليد

صورة من الإنترنت


مجموعة من المصابيح البيضاء الدافئة تحت المفسد.

نظرة


لذلك ، حرث فاسيلي ساعاته الثماني ، وعاد إلى المنزل ، وتعب من المصابيح الرسمية ، عاد إلى المنزل ليجلس على الأريكة ويغرق في ضوء المصباح الدافئ.

وبالمناسبة ، هذا ليس سيئًا جدًا لإضاءة المنازل المسائية ، يظل المصباح المتوهج خيارًا جيدًا. يتوافق طيف المصباح المتوهج إلى حد كبير مع طيف شمس المساء ، ولا يمنع بشكل كبير إنتاج الميلاتونين (المزيد في هذا لاحقًا) ، مرة أخرى لا يتم تنظيم ناقص واحد خلال النهار.

مجموعة المصابيح تحت المفسد:

مشاهدة


جلس فاسيلي في المنزل يفكر ، يفكر ، وقرر أنه لن يضر بصحته بعد الآن ، سيصبح عاملاً مستقلاً لأعمدة النبيلة وسيسيطر على الضوء الأبيض كما يريد أثناء العمل في المنزل.
وهذا ، بالمناسبة ، ليس الخيار الأسوأ ، على الرغم من حقيقة أن مصابيح LED الحديثة الخافتة للضوء لا تعطي هوية كاملة للإضاءة الطبيعية ، فهي لا تزال أفضل من LB-40 المذكورة أعلاه ويمكن أن تكون أفضل قليلاً من مصابيح LED فقط. علاوة على ذلك ، إذا كانت مصابيح RGBW أكثر تدليلًا ، فإن المصابيح المستندة إلى LED من الضوء الأبيض الدافئ والأبيض البارد مناسبة تمامًا للإضاءة. إذا كنت مهتمًا ، يمكنك النظر بهذه الطريقة

على الأقل يمكن لمثل هذا المصباح أن يقلد الضوء الأبيض الدافئ والأبيض المحايد والضوء الأبيض البارد بشكل تدريجي. (تحت المفسد) الذي يتناسب بشكل جيد مع الدورة الشمسية الطبيعية.

أطياف المصباح ML-19 Dual White E27 ball 9W (درجة حرارة اللون بناءً على بيانات الشركة المصنعة)

نظرة





الجزء 2 - كيفية قياس الطيف بأيد مستقيمة وشريط كهربائي أزرق


بطريقة ما ، لقد أثرت هذا الموضوع بالفعل على حبري . ولكن أعتقد أنه يجدر بنا أن نقول باختصار.
لذا ، أطلقنا صور قوس قزح وقررنا البدء بقياس الطيف في كل مكان. نظرًا لأن أرخص مطياف في الاتحاد الروسي يكلف أكثر من 70 تريليونًا. (في وقت كتابة هذا التقرير) ، سنذهب في الاتجاه الآخر.

هناك مثل هؤلاء الرجال الرائعين من البوابة http://publiclab.org/ ، ولديهم الكثير من العلوم المفتوحة المثيرة للاهتمام ، وما إلى ذلك. لكننا مهتمون بمطياف محلية الصنع.

بالمناسبة ، هناك عدة أنواع من مقاييس الطيف ، ويمكنك إما شراء مجموعة جاهزة للتجميع (أوصي بنوع منحني مني) ، وتجميعها بنفسك من الأدوات المتاحة.

بما أنني متأكد من أنك إذا قرأت إلى هذا المكان ، فإن عينيك تحترق بالفعل ، ويديك تشعر بالحكة وتنتظر الطرد بسبب المحيط غير الودود ، فأنت لا تريد ولن تفعل ذلك.

لذا ، ما الذي سنحتاجه وماذا سنفعل:

1. نفضل أن نأخذ ورق رسم سميك A4 (Whatman) أو ورق صور سميك غير لامع ، بشكل عام ، الورق السميك أكثر كثافة ، ولكن أعتقد أنه إذا كنت مثابرًا جدًا ، فيمكنك محاولة جعله من الحقيقة الواضحة واهن ، (من حيث المبدأ ، إذا كنت صديقًا للرسم ، يمكنك حتى أن تصنع من كرتون الحذاء على الأقل من القماش ، ولكن أنا krivoruk وأخبر طريقي باستخدام ورق سميك.

2. مخطط الطابعة والتجميع ، اطبع الرسم البياني والتعليماتعلى الورقة ثم قطعها بفرح ، وقطع الثقوب اللازمة (من الأفضل قطع الفجوة باستخدام مشرط حاد أو شفرة ، تحتاج إلى الدقة).
نأخذ قرص DVD (يمكنك أيضًا الحصول على قرص مضغوط ، ولكن صريف الحيود أسوأ هناك) نقطعه إلى النصف بالمقص ، ونأخذ نصفًا ونقسمه بعناية إلى طبقتين ، نحتاج إلى طبقة شفافة من مقاوم الضوء ، نحتاج إلى قطع مربع من الاختلافات منه. المشابك لورقنا فارغ. يمكنك مشاهدة المزيد من التفاصيل هنا .

3. بعد ذلك ، نقوم بجمع جميع الأجزاء معًا ، واستخدمت قلمًا لاصقًا بسيطًا والفرق. ربط الصريف بشريط كهربائي (على الرغم من أن الشريط مزدوج الوجه هو الأفضل) ، ننظر إلى ما حدث ، وتبين أنه هيكل شفاف هش ، لذلك إذا كان الورق في الأصل كثيفًا ، يمكننا تعزيزه بسلاسة بشريط كهربائي حتى نحصل على مربع Malevich الأزرق أو الأسود ، ونتيجة لذلك ، لدينا يجب ألا يرسل المطياف أي ضوء باستثناء الضوء عبر الفجوة.

4. نفضل أن نأخذ الهاتف القديم غير الضروري (لا ، حسنًا ، من حيث المبدأ ، يمكنك أن تأخذ أيًا). ونلصق تصميمنا على جسمه ، بعد أن حددنا مسبقًا مكان التمسك به ، بحيث يدخل الطيف عادةً في الكاميرا. بالطبع ، لا يمكنك التمسك به وتطبيقه في كل مرة ، ولكن هذا غير مريح وغالبًا ما ينتقل الأطياف. بالمناسبة ، ليس من الضروري على الإطلاق إرفاقه بالهاتف ، يمكنك أيضًا توصيله بكاميرا ويب ، كما تفضل. يوجد في الصورة مقياس طيفي منزلي الصنع (لاصق) ، واثنتان من الحزم ، الأولى هي نفسها ولكن من المجموعة ، والثانية مماثلة من حيث المبدأ للبلاستيك (الجودة أفضل):



5. تأكد من استخدام طيف من مصباح الفلورسنت المدمج (CFL)أو في أسوأ الأحوال مصباح الفلورسنت المعتاد ، ثم كل ما يناسب روحك بعد أن قمنا بتصوير كل الأطياف التي أردناها. يجب معالجتها ، فمن الممكن في أي محرر رسومات. عادة ما أقوم بالزراعة والتوسيط إذا لزم الأمر. نظرًا لأن طريقة المعايرة (حول هذا أدناه) توفر مقارنة بالمعيار ، فمن الضروري أن تكون جميع شرائح الطيف في جميع الصور في نفس المكان (بقدر الإمكان) أو في النهاية ستكتشف أن الكمبيوتر سوف ينظر إلى الصورة المحولة كضوء من آخر الطول الموجي.

6. التسجيل على البوابة، انقر فوق تحميل أطياف الالتقاط وقبل كل شيء نقوم بتحميل صورة طيف CFL هناك ، نحتاجها للمعايرة بعد تحميل الصورة وفتح صورة الطيف ، قد نحتاج إلى تنفيذ عدد من التلاعبات

6.1 إذا لم تكن الصورة أفقياً إذا لم تكمن المنطقة الزرقاء البنفسجية على اليسار ، والبرتقالي الأحمر على اليمين يعني أنك بحاجة إلى النقر على المزيد من الأدوات واستخدام أدوات التدوير والانعكاس لتدوير الطيف كما نحتاج. بعد ذلك أوصي بالضغط على زر "إعادة الاستخلاص من الصور (نفس الشيء في الأدوات) بعد ذلك ، سيقوم الكمبيوتر ببناء منحنى بالنسبة لنا يكون متسقًا مع صورة الطيف ، على الرغم من أنه ليس لدينا أطوال موجية كافية.
6.2 يمكنك ضبط الرسم البياني للطيف من خلال تحديد الطيف الأكثر سطوعًا تلقائيًا (في قائمة المزيد من الأدوات) أو يدويًا من خلال تحديد مجموعة نماذج الصف والنقر على القسم الأكثر نجاحًا من الطيف في الصورة.
6.3 انقر فوق زر المعايرة ، وانقر فوق ابدأ ، وانقر فوق الرسم البياني أعلى الطيف الأزرق الأوسط (كما هو موضح في المثال في التعليمات) ، ثم حدد أيضًا الحد الأقصى الأخضر. الآن لدينا معيار معايرة. يمكن تطبيق هذا المعيار على الرسومات التي تم تحميلها ومعالجتها وفقًا للفقرة 6.1. وبعد ذلك سيكون لديهم أيضًا مقياس طول الموجة.
6.4 يمكنك تطبيق المعايرة على أي صورة بالنقر فوق معايرة-> استخدام المعايرة الحالية وتحديد المعيار الخاص بك ، ولكن تذكر أنه إذا كان لديك مطياف ملتصق بالكاميرا تم تقشيره على سبيل المثال ، فقد يكون الخطأ كبيرًا وستحتاج إلى إعادة المعايرة.
6.5. يمكن أخذ المزيد والمزيد من البيانات بتنسيقات مختلفة ورسمها ، على سبيل المثال ، في Excel ، هذه بالتأكيد ليست الطريقة الأكثر دقة ، ولكنها أفضل بكثير من لا شيء على الإطلاق بسبب المهارة التي يمكنك الحصول عليها من الصور التي ترتبط بالواقع.

الجزء 3 - بإيجاز عن تأثيرات الضوء على البشر


للحلوى ، بإيجاز شديد حول تأثير الضوء على الشخص ،

يعمل الضوء على الإيقاعات اليومية للشخص.
الضوء ، خاصة في المنطقة الزرقاء ، قادر على قمع إنتاج الميلاتونين ، الهرمون المسؤول عن تعافينا الهادئ ، كلما قل الميلاتونين الذي نختبره ، كلما كان أفضل ، من ناحية سيبتهج ، من ناحية أخرى سيبتهج في وقت متأخر من المساء وقبل وقت النوم و سيكون من الصعب عليك أن تغفو وستنخفض كفاءة نومك. وتجدر الإشارة إلى أن قوة مصدر الضوء (التدفق الضوئي) ، والوقت الذي يقضيه ، وكذلك العمر (الأطفال أكثر عرضة ، وكبار السن أقل بكثير) مهم بالتأكيد.

تظهر الصورة واحدة من متوسط ​​الاعتماد على درجة قمع الميلاتونين على الطول الموجي للإشعاع ، وهناك اختلافات أخرى حول موضوع هذه الوظيفة ، يمكنك البحث في المصادر المقابلة.
مجلة اضاءة رقم 3 لسنة 2012 .
باختصار ، لتهدئة من الأفضل استخدام الألوان الدافئة (المصابيح المتوهجة ، ومصابيح LED مع الفوسفور البعيد).

للتعبير عن فرحتهم ، من الأفضل استخدام مصابيح الفلورسنت:



بالإضافة إلى التعرض اليومي. للضوء أيضًا تأثير سلبي على أجهزة الرؤية ، فالضوء الأزرق الزائد يسبب تلفًا للعينين ، ومرة ​​أخرى ، يكون الأطفال عرضة بشكل خاص (مقالة عن هذا في نفس قضية الإضاءة) ، لذلك لا يجب أن تنظر إلى مصابيح LED أو مصابيح الفلورسنت للضوء الأبيض البارد لفترة طويلة.

من العوامل المهمة أيضًا ، يحتوي الضوء الطبيعي على الأشعة فوق البنفسجية ،
مما يساهم في إنتاج فيتامين D ، وتأثير مضاد للالتهاب ، جيدًا ، وينشط ببساطة العمليات الضوئية السرية في جسم الإنسان.
وتجدر الإشارة إلى أن الأشعة فوق البنفسجية - أ فقط هي التي تمر عبر زجاج النوافذ ، ومصادر الضوء الاصطناعي عادة لا يتم تصميمها لتغطية عجز الأشعة فوق البنفسجية وإما أنها لا تنبعث منها على الإطلاق أو أنها منتج ثانوي غير مصمم للقضاء على تجويع الضوء.
لذا إذا كنت تجلس كثيرًا في "الصناديق الخرسانية" ، فسيكون من المفيد أحيانًا أن يتم تعريضها للأشعة فوق البنفسجية بمصابيح مناسبة ، أو مجرد الخروج للنزهة.
اقرأ المزيد عن تأثيرات الضوء هنا .

حسنًا ، هذا كل شيء ، تحولت المقالة إلى مقالة كبيرة ، أعتقد أنني لن أتقن شيئًا قريبًا ، لذلك بفضل كل من قرأ ، اعتني بصحتك.

حول Ripple * Bonus
( , , ), ( ), , , , ( , ).
, ( , ).
, , .

Source: https://habr.com/ru/post/ar380377/

More articles:


All Articles