Geekly articles weekly

Kisah tentang bagaimana karakteristik spektral pencahayaan memengaruhi kehidupan kita

Pembaca warga, teknisi dan humaniora, Anda dalam bahaya, segera pindah ke jalan di bawah matahari musim panas yang hangat (jika cuaca memungkinkan), ini bukan alarm pendidikan! Saya ulangi ini bukan peringatan pelatihan! Nah, jika orang lain tidak menghargai upaya Anda untuk mengungsi, maka menetaplah dan mari kita bicara dengan Anda tentang pencahayaan. Singkatnya, sebuah artikel tentang dampak pencahayaan domestik (internal) pada tubuh kita. Saya akan mencoba untuk tidak membebani artikel dengan informasi teknis, untuk semua rekan yang ingin tahu saya akan meninggalkan tautan yang sesuai. Namun, kami tidak dapat melakukannya tanpa jadwal (saya sangat menyukainya). Artikel itu ternyata panjang, jadi pada akhirnya saya memutuskan bahwa kita akan mempertimbangkan pertama-tama karakteristik spektral pencahayaan (di sini lebih lanjut ).

Jadi, bayangkan, teman-teman, bahwa rata-rata orang tinggal di suatu tempat di dunia, sebut saja dia dengan mudah. Maka Vasily hidup selama 20 tahun, tinggal di tepi hutan di jalur tengah tanah air kami yang tak ada habisnya, tetapi ia menginginkan "kopi dari barista terbaik", kaus, dan "iPhone" mengkilap, dan Vasily memutuskan untuk pergi ke kota. Dan agar dia tidak memiliki kehidupan yang manis sama sekali, dia memutuskan untuk pergi ke kantor di lantai dasar di kota Murmansk yang mulia, yah, secara umum, ke "kotak kantor beton", sehingga dia akan bekerja keras untuk tidak melihat cahaya Tuhan.

Tapi apa yang menunggu di sana dengan mudah, tersembunyi di bawah potongan, kami meminta semua rahmat ingin tahu.

Artikel akan besar dan, dalam arti, akan dibagi menjadi tiga bagian
1 - Karakteristik spektral sumber cahaya
2 - Bagaimana mengukur spektrum menggunakan tangan lurus dan "pita listrik biru"
3 - Secara singkat tentang efek cahaya pada manusia




* Catatan yang disajikan dalam spektrum artikel karena keterbatasan teknis mungkin berbeda dari sumber cahaya yang sebenarnya, jika Anda mau, periksa sendiri.

Bagian 1 - karakteristik spektral sumber cahaya


Sebagai permulaan, pertimbangkan poin-poin utama

1. Sebelum diperkenalkannya sumber cahaya listrik secara massal ke dalam kehidupan sehari-hari, umat manusia dengan berbagai cara menyesuaikan aktivitas kehidupannya (siklus harian) dengan pencahayaan alami.
2. Pencahayaan alami berubah sepanjang hari, spektrum radiasi terus-menerus, matahari bersinar dalam rentang ultraviolet, tampak, dan inframerah. cahaya alami bukanlah riak.
3. Orang modern biasanya menghabiskan 90% waktunya di dalam ruangan (transportasi juga akan dianggap sebagai lingkungan buatan).
4. Di tempat itu orang sering menggunakan pencahayaan buatan (atau gabungan), bahkan pada hari musim panas tidak semua orang memiliki kesempatan untuk menggunakan hanya pencahayaan alami.
5. Cahaya memengaruhi proses biologis dalam tubuh manusia

Ini adalah bagaimana spektrum matahari terlihat dengan "pelangi" dan grafik. Seseorang dengan setia memotret langit Moskow.



Masih ada sesuatu.

Mari kita kembali ke Vasily. Seperti yang kita ingat, dia menghabiskan hampir seluruh hidupnya di alam sadar, mari kita lihat bagaimana matahari bersinar untuknya, dan mengapa duri cepat tumbuh darinya di landak.

Laki-laki yang bertanggung jawab yang terlibat dalam teknologi pencahayaan membuatkan kami model siang hari bersyarat dari suhu warna yang berbeda (ini adalah xls di mana Anda dapat mensimulasikan jangan takut), kita akan membayangkan bahwa di pagi hari matahari bersinar dengan suhu 4000K di pagi hari, pada 5500K pada siang hari dan 7000K pada sore hari, yah dan pada malam hari bergerak dalam urutan yang berlawanan (perkiraan suhu warna sumber cahayadi sini ).

Tapi matahari yang begitu rapi bersinar untuk waktu yang sangat, sangat lama, apa yang bisa menunggu pahlawan kita yang telah jatuh ke dalam "kotak beton"?
Mempertimbangkan bahwa sebagian besar orang yang dipekerjakan dalam pekerjaan yang tidak berhubungan dengan produksi tidak mungkin duduk di ruangan yang mirip dengan kantor kategori "A", banyak (dan saya khususnya) sedang menunggunya.



Lampu neon murah dengan ballast elektromagnetik, misalnya LB-40 dengan indeks rendering warna (kemampuan untuk mereproduksi warna dengan benar) CRI <70.

Mungkin mereka akan lebih mahal terong di luar negeri , lampu dari Osram atau Philips dengan CRI> 80, well, dan karena jadwal di ujung jari saya juga penuh untuk lampu neon CFL kompak, kami juga menyebutkannya.



Gambar dengan "pelangi" di bawah spoiler, saya sarankan untuk melihat, dan bandingkan dengan langit Moskow di atas, akan sangat jelas.

Lihat




Jadi, apa yang kita lihat, kita melihat mimpi pendaki dan metode memeriksa teman sesuai dengan metode V. Vysotsky, yaitu gunung dan puncak, dan semakin murah lampu, semakin banyak "Himalaya" yang kita amati.

Apa yang dikatakan di sini kepada kita? Ini memberitahu kita pertama-tama bahwa cahaya sama sekali tidak alami. Dan ketika Anda menganggap bahwa percobaan kami dengan mudah dipaksa untuk duduk di bawah cahaya yang sama sekali tidak berubah selama 8 jam kerjanya. Ingat grafik di atas? Cahaya alami berubah sepanjang hari, tetapi yang ini tidak sama sekali. Dengan demikian, tubuh kita menderita penerangan yang tidak biasa. Apa yang terkait dengan kemunduran kesehatan, penurunan kapasitas kerja visual dan produktivitas tenaga kerja. Jangan percaya padaku? Tanyakan pada Julian Borisovich Eisenberg yang paling bijak ( buku rujukan tentang teknologi pencahayaan hal. 889 ).

Di mana pintu keluar, mungkin pencahayaan LED?

Yah, mungkin tidak cukup. Meskipun, ini sudah jauh lebih baik.
Kami melihat grafik dan masih "spektrum Anda tidak terlihat seperti ibumu sama sekali." Bagaimanapun, ada puncak di wilayah biru, kegagalan di wilayah biru, dan sekali lagi, saya ingatkan Anda bahwa sebagian besar lampu LED bersinar dalam warna yang sama sepanjang hari.
Saya tidak punya gambar untuk LED RGB, tapi percayalah bahwa situasinya tidak ada yang lebih baik (dan mungkin biasanya lebih buruk).

pengukuran dengan apa yang ada di tangan

gambar dari Internet


Spektrum LED putih hangat di bawah spoiler.

Lihat


Jadi, Vasily membajak 8 jam, kembali ke rumah dan, bosan dengan lampu resmi, pulang untuk duduk di sofa dan terjun ke cahaya lampu yang hangat.

Dan omong-omong, ini tidak terlalu buruk untuk penerangan rumah malam, lampu pijar tetap merupakan pilihan yang baik. Spektrum lampu pijar sebagian besar konsisten dengan spektrum matahari sore, dan tidak banyak menghambat produksi melatonin (lebih lanjut tentang ini nanti), sekali lagi satu minus tidak diatur pada siang hari.

Rentang umbi di bawah spoiler:

Menonton


Dengan mudah duduk di rumah berpikir, berpikir, dan memutuskan bahwa dia tidak akan lagi membahayakan kesehatannya, dia akan menjadi pekerja lepas pilar bangsawan dan akan mengendalikan cahaya putih seperti yang dia inginkan saat bekerja di rumah.
Dan ini, omong-omong, bukan pilihan terburuk, meskipun fakta bahwa lampu LED dimmable modern masih tidak memberikan identitas lengkap untuk pencahayaan alami, itu masih lebih baik daripada LB-40 yang disebutkan di atas dan bahkan bisa sedikit lebih baik daripada hanya lampu LED. Selain itu, jika lampu RGBW lebih memanjakan, maka lampu berbasis LED yang berwarna putih hangat dan dingin putih sangat cocok untuk penerangan. Jika tertarik, Anda bisa melihatnya dengan cara ini

Setidaknya lampu semacam itu bisa meniru cahaya putih hangat, putih netral, dan putih dingin. (di bawah spoiler) Yang, kurang cocok dengan siklus matahari alami.

Spektrum lampu ML-19 Dual White E27 ball 9W (suhu warna berdasarkan data pabrikan)

Lihat





Bagian 2 - bagaimana mengukur spektrum dengan tangan lurus dan pita listrik biru


Entah bagaimana saya sudah mengangkat topik ini tentang Habré . Tapi, saya pikir, ada baiknya menceritakan secara singkat.
Jadi, kami bersemangat dengan gambar pelangi dan memutuskan untuk mulai mengukur spektrum di mana-mana. Karena spektrometer termurah di Federasi Rusia harganya lebih dari 70 tr. (pada saat penulisan), maka kita akan pergi ke arah lain.

Ada orang-orang hebat dari portal http://publiclab.org/ , mereka memiliki banyak ilmu terbuka yang menarik di sana, dan seterusnya. Tapi kami tertarik pada spektrometer buatan sendiri.

Ngomong-ngomong, ada beberapa jenis spektrometer, dan Anda dapat membeli kit yang sudah jadi untuk perakitan (saya sarankan jenis tangan melengkung saya), dan merakitnya sendiri dari alat yang tersedia.

Karena saya yakin bahwa jika Anda telah membaca ke tempat ini, maka mata Anda sudah terbakar, tangan Anda gatal dan menunggu parsel karena lautan yang tidak ramah, Anda tidak mau dan Anda tidak akan.

Jadi, apa yang akan kita butuhkan dan apa yang akan kita lakukan:

1. Kita lebih baik mengambil kertas gambar tebal A4 (Whatman) atau kertas foto tebal matte, secara umum, kertas tebal semakin padat semakin baik, tapi saya pikir jika Anda sangat gigih Anda dapat mencoba membuatnya dari kebenaran yang sederhana tipis, (pada prinsipnya, jika Anda berteman dengan menggambar, Anda bahkan dapat membuat dari kardus sepatu setidaknya textolite, tetapi saya seorang krivoruk dan memberi tahu cara saya dengan kertas tebal.

2. Diagram printer dan perakitan, cetak diagram dan instruksipada lembaran dan kemudian dengan gembira memotong, memotong lubang yang diperlukan (lebih baik memotong celah dengan pisau bedah atau pisau tajam, Anda perlu akurasi).
Kami mengambil DVD (Anda juga dapat memiliki CD, tetapi kisi difraksi lebih buruk di sana), potong menjadi dua dengan gunting, ambil satu setengah dan hati-hati membaginya menjadi dua lapisan, kita perlu lapisan transparan photoresist, kita perlu memotong persegi dari diff dari itu. Kisi untuk kertas kami kosong. Anda dapat melihat detail lebih lanjut di sini .

3. Selanjutnya, kami mengumpulkan semua bagian bersama-sama, saya menggunakan pensil berperekat sederhana, dan diferensial. mengencangkan kisi dengan pita listrik (meskipun pita dua sisi lebih disukai), kami melihat apa yang terjadi, dan ternyata menjadi struktur tembus yang rapuh, jadi jika kertas itu awalnya padat, kami dapat dengan senang hati memperkuatnya dengan pita listrik sampai kami mendapatkan kotak biru atau hitam Malevich, sebagai hasilnya, kami Spektroskop tidak boleh mentransmisikan cahaya apa pun kecuali cahaya melalui celah.

4. Kami lebih suka mengambil telepon lama yang tidak perlu (tidak, pada prinsipnya, Anda dapat mengambilnya). Dan kami merekatkan desain kami ke badannya, setelah sebelumnya menentukan di mana kami akan menempelkannya, sehingga spektrum biasanya masuk ke kamera. Tentu saja, Anda tidak dapat menempel dan menerapkannya setiap waktu, tetapi ini merepotkan dan spektrum akan sering berpindah. Ngomong-ngomong, sama sekali tidak perlu untuk melampirkannya ke telepon, Anda juga dapat menghubungkannya ke kamera web, seperti yang Anda inginkan. Dalam foto ada spektrometer buatan (terpaku), dan dua bundel, yang pertama adalah sama tetapi dari kit, yang kedua pada prinsipnya sama dengan plastik (kualitas lebih baik):



5. Pastikan untuk mengambil spektrum lampu fluorescent kompak (CFL)atau paling buruk lampu fluorescent yang biasa, dan kemudian segala sesuatu yang sesuai dengan jiwamu Setelah kita memotret semua spektrum yang kita inginkan. Mereka perlu diproses, dimungkinkan di semua editor grafis. Saya biasanya memotong dan memusat jika perlu. Karena metode kalibrasi (lihat di bawah) memberikan perbandingan dengan standar, perlu bahwa semua garis spektrum di semua gambar berada di tempat yang sama (sejauh mungkin) atau pada akhirnya Anda mendapatkan bahwa komputer akan menganggap gambar yang dipindahkan sebagai cahaya dari yang lain. panjang gelombang.

6. Mendaftar di portal, klik ambil spektra unggah dan pertama-tama kami unggah gambar spektrum CFL kami di sana, kami membutuhkannya untuk kalibrasi setelah gambar dimuat dan gambar spektrum dibuka, kami mungkin perlu melakukan sejumlah manipulasi

6.1 Jika gambar tidak terletak horizontal jika zona violet-blue tidak berbohong di sebelah kiri, dan merah-jingga di sebelah kanan berarti Anda perlu mengklik lebih banyak alat dan menggunakan alat rotasi dan refleksi untuk memutar spektrum seperti yang kita butuhkan. setelah itu saya sarankan Menekan tombol "ekstrak kembali dari foto (sama di alat) setelah itu, komputer akan membangun kurva untuk kita yang akan konsisten dengan gambar spektrum, meskipun kita tidak memiliki cukup panjang gelombang.
6.2 Anda dapat menyesuaikan grafik spektrum dengan secara otomatis memilih spektrum paling terang (di menu lebih banyak alat) atau secara manual dengan memilih kumpulan sampel yang disetel dan mengklik bagian paling sukses dari spektrum pada gambar.
6.3 Klik tombol kalibrasi, klik mulai dan pada bagan klik di atas spektrum biru tengah (seperti pada contoh dalam instruksi), kemudian pilih juga maksimum hijau. Sekarang kami memiliki standar yang dikalibrasi. Standar ini dapat diterapkan untuk gambar yang diunggah dan diproses sesuai dengan klausa 6.1. setelah itu mereka juga akan memiliki skala panjang gelombang.
6.4 Anda dapat menerapkan kalibrasi untuk gambar apa pun dengan mengklik kalibrasi-> menggunakan kalibrasi yang ada dan memilih standar Anda, tetapi ingat bahwa jika Anda memiliki spektrometer yang direkatkan ke kamera yang telah terkelupas misalnya, maka kesalahannya mungkin besar dan Anda perlu mengkalibrasi ulang.
6.5 Data lebih lanjut dan lebih lanjut dapat diambil dalam format yang berbeda dan diplot, misalnya, di Excel, ini jelas bukan metode yang paling akurat, tetapi jauh lebih baik daripada tidak sama sekali karena keterampilan Anda bisa mendapatkan gambar yang berkorelasi dengan kenyataan.

Bagian 3 - Secara singkat tentang efek cahaya pada manusia


Untuk hidangan penutup, sangat singkat tentang efek cahaya pada seseorang.

Cahaya bertindak pada ritme sirkadian seseorang.
Cahaya, terutama di daerah biru, mampu menekan produksi melatonin, hormon yang bertanggung jawab untuk pemulihan kita yang tenang, semakin sedikit melatonin yang kita alami, semakin baik, di satu sisi itu akan menghibur, di sisi lain larut malam dan sebelum tidur akan merusak bioritme Anda dan akan lebih sulit bagi Anda untuk tertidur dan efisiensi tidur Anda akan lebih rendah. Perlu dicatat bahwa kekuatan sumber cahaya (fluks bercahaya), waktu yang dihabiskan di bawahnya, serta usia (anak-anak lebih rentan, orang tua jauh lebih sedikit) tentu saja penting.

Gambar menunjukkan salah satu ketergantungan rata-rata dari tingkat penekanan melatonin pada panjang gelombang radiasi, ada variasi lain pada topik fungsi ini, Anda dapat mencari di sumber yang sesuai.
Majalah Pencahayaan No. 3 untuk 2012 .
Singkatnya, untuk menenangkan diri, lebih baik menggunakan warna-warna hangat (lampu pijar, lampu LED dengan fosfor jarak jauh).

Untuk menghibur, lebih baik menggunakan lampu neon:



Selain paparan sirkadian. cahaya juga memiliki efek negatif pada organ penglihatan, cahaya biru berlebih menyebabkan kerusakan mata, sekali lagi, anak-anak sangat rentan (artikel tentang ini dalam masalah pencahayaan yang sama), jadi Anda tidak harus melihat lampu LED atau lampu neon untuk cahaya putih dingin untuk waktu yang lama.

Juga merupakan faktor penting, cahaya alami mengandung radiasi ultraviolet,
yang berkontribusi pada produksi vitamin D, efek anti-rachitic, dan mengaktifkan proses fotobiologis rahasia dalam tubuh manusia.
Perlu dicatat bahwa hanya UV-A yang melewati kaca jendela, dan sumber cahaya buatan biasanya tidak dirancang untuk menutupi defisit radiasi UV dan tidak memancarkan UV sama sekali atau itu adalah produk sampingan yang tidak dirancang untuk menghilangkan kelaparan cahaya.
Jadi, jika Anda banyak duduk di "kotak beton", kadang-kadang akan berguna untuk disinari dengan lampu UV yang sesuai, atau hanya berjalan-jalan.
Baca lebih lanjut tentang efek cahaya di sini .

Ya, seperti itu saja, artikelnya ternyata besar, saya pikir saya tidak akan segera menguasai sesuatu, jadi terima kasih kepada semua orang yang membaca, jaga kesehatan Anda.

Tentang Ripple * Bonus
( , , ), ( ), , , , ( , ).
, ( , ).
, , .

Source: https://habr.com/ru/post/id380377/

More articles:


All Articles