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A história de como as características espectrais da iluminação afetam nossas vidas

Cidadãos leitores, técnicos e humanidades, você está em perigo, sair imediatamente para a rua sob o sol quente do verão (se o tempo permitir), este não é um alarme educacional! Repito que este não é um alerta de treinamento! Bem, se outras pessoas não apreciam sua tentativa de evacuar, então se acomode e vamos conversar com você sobre iluminação. Em poucas palavras, um artigo sobre o impacto da iluminação doméstica (interna) em nosso corpo. Vou tentar não sobrecarregar o artigo com informações técnicas; para todos os colegas curiosos, deixarei os links apropriados. No entanto, não podemos ficar sem horários (eu os amo simplesmente). O artigo acabou sendo longo, então, no final, decidi que consideraríamos primeiro as características espectrais da iluminação ( mais detalhes aqui ).

Então, imagine amigos, que uma pessoa comum mora em algum lugar do mundo, vamos chamá-lo de Vasily. E assim Vasily viveu por 20 anos, morou na beira da floresta, na pista do meio de nossa terra sem fim, mas ele queria “café do melhor barista”, moletons e “iPhones” lustrosos, e Vasily decidiu ir para a cidade. E para que ele não tivesse uma vida agradável, ele decidiu ir ao escritório no térreo da gloriosa cidade de Murmansk, bem, em geral, à "caixa de concreto do escritório", para que ele trabalhasse duro para não ver a luz de Deus.

Mas o que estava esperando Vasily lá, escondido sob o corte, pedimos a todas as graças inquisitivas.

O artigo será grande e, em termos de significado, será dividido em três partes
1 - Características espectrais das fontes de luz
2 - Como medir o espectro usando mãos retas e uma "fita elétrica azul"
3 - Brevemente sobre os efeitos da luz nos seres humanos




* As notas apresentadas nos espectros do artigo devido a limitações técnicas podem diferir das fontes de luz reais, se desejar, verifique você mesmo.

Parte 1 - características espectrais das fontes de luz


Para começar, considere os pontos principais

1. Antes da introdução em massa de fontes elétricas de luz na vida cotidiana, a humanidade de várias maneiras ajustou sua atividade vital (ciclo diário) à iluminação natural.
2. A iluminação natural muda ao longo do dia, seu espectro de radiação é contínuo, o sol brilha nas faixas ultravioleta, visível e infravermelha. luz natural não é ondulação.
3. Uma pessoa moderna geralmente gasta 90% de seu tempo em ambientes fechados (o transporte também será considerado um ambiente artificial)
4. Nas instalações, as pessoas costumam usar iluminação artificial (ou combinada), mesmo em um dia de verão, nem todos têm a oportunidade de usar apenas iluminação natural
5. A luz afeta os processos biológicos no corpo humano.

É assim que o espectro do sol se parece com um "arco-íris" e um gráfico. Alguém fotografou fielmente o céu de Moscou.



Ainda há algo.

Vamos voltar para Vasily. Como lembramos, ele passou quase toda a sua vida consciente na natureza, vamos ver como o sol estava brilhando para ele e por que os espinhos cresceram rapidamente dele em ouriços.

Homens responsáveis ​​engajados em tecnologia de iluminação fizeram para nós um modelo de luz do dia condicional de diferentes temperaturas de cor (isto é, xls nas quais você pode simular, não tenha medo), imaginaremos que de manhã cedo o sol brilhava com uma temperatura de 4000K no início da manhã, a uma temperatura de 5500K ao meio-dia e 7000K à tarde, bem e à noite movidos na ordem oposta (temperatura de cor aproximada das fontes de luzaqui ).

Mas um sol tão limpo brilhou por muito, muito tempo, o que pode esperar de nosso herói que caiu na "caixa de concreto"?
Considerando que é improvável que a maioria das pessoas empregadas em trabalhos não relacionados à produção esteja em salas semelhantes aos escritórios da categoria "A", muitas pessoas (e eu em particular) o aguardam.



Lâmpadas fluorescentes baratas com reatores eletromagnéticos, por exemplo LB-40 com um índice de reprodução de cores (a capacidade de reproduzir cores corretamente) CRI <70.

Talvez elas sejam berinjelas no exterior mais caras , lâmpadas da Osram ou Philips com CRI> 80, bem, e como o cronograma na ponta dos meus dedos era muito pequeno para as lâmpadas fluorescentes compactas CFL, também as mencionaremos.



Fotos com um "arco-íris" embaixo do spoiler, recomendo ver e comparar com o céu de Moscou acima, serão muito claras.

Veja




Então, o que vemos, vemos o sonho de qualquer alpinista e o método de procurar amigos de acordo com o método de V. Vysotsky, ou seja, montanhas e picos, e quanto mais barata a lâmpada, mais "Himalaia" observamos.

O que isso nos diz? Isso nos diz antes de tudo que a luz não é tão natural. E quando você considera que o nosso Vasily experimental é forçado a permanecer sob uma luz completamente inalterada por todas as suas 8 horas de trabalho. Lembra da tabela acima? A luz natural muda ao longo do dia, mas essa não é de todo. Assim, nosso corpo sofre por estar sob uma iluminação incomum. O que está associado a uma deterioração da saúde, uma diminuição da capacidade visual de trabalho e produtividade do trabalho. Não acredite em mim? Pergunte ao mais sábio Julian Borisovich Eisenberg ( livro de referência sobre tecnologia de iluminação, p. 889 ).

Onde fica a saída, talvez a iluminação LED?

Bem, talvez não exatamente. Embora já seja muito melhor.
Observamos os gráficos e ainda "seu espectro não se parece com o de sua mãe". De qualquer forma, há um pico na região azul, uma falha na região azul e, novamente, lembro que a maioria das lâmpadas LED brilha nas mesmas cores ao longo do dia.
Não tenho fotos de LEDs RGB em mãos, mas acredite que a situação não é melhor (e talvez até pior).

medições pelo que estava à mão uma

foto da Internet Um


espectro de LEDs brancos e quentes sob o spoiler.

Veja


Então Vasily passou as 8 horas, voltou para casa e, cansado das lâmpadas oficiais, volta para casa para sentar no sofá e mergulha na quente luz da lâmpada.

E, a propósito, isso não é tão ruim para a iluminação doméstica à noite, uma lâmpada incandescente continua sendo uma boa opção. O espectro de uma lâmpada incandescente corresponde em grande parte ao espectro do sol da tarde e não inibe grandemente a produção de melatonina (mais sobre isso mais tarde), mais uma vez não é regulado durante o dia.

Gama de lâmpadas sob o spoiler:

Assistindo


Vasily ficou em casa pensando, pensando e decidiu que não mais prejudicaria sua saúde, se tornaria um freelancer de pilar da nobre mulher e controlaria a luz branca como desejava enquanto trabalhava em casa.
E essa, a propósito, não é a pior opção, apesar do fato de que as modernas lâmpadas LED reguláveis ​​ainda não dão identidade completa à iluminação natural, ainda é melhor que o mencionado LB-40 e pode até ser um pouco melhor do que apenas lâmpadas LED. Além disso, se as lâmpadas RGBW são mais mimadas, as lâmpadas baseadas em LED de luz branca quente e branca fria são bastante adequadas para iluminação. Se estiver interessado, você pode olhar desta maneira

Pelo menos uma lâmpada desse tipo pode imitar passo a passo branco quente, branco neutro e branco frio. (sob o spoiler) O que, mal, se encaixa bem no ciclo solar natural.

Espectros da lâmpada ML-19 Dual White E27 ball 9W (temperatura de cor com base nos dados do fabricante)

Veja





Parte 2 - como medir o espectro com mãos retas e fita isolante azul


De alguma forma, eu já levantei esse tópico sobre Habré . Mas acho que vale a pena dizer em breve.
Então, nós criamos imagens de arco-íris e decidimos começar a medir o espectro em todos os lugares. Como o espectrômetro mais barato da Federação Russa custa mais de 70 tr. (no momento da redação), seguiremos o outro caminho.

Existem caras maravilhosos no portal http://publiclab.org/ , eles têm muita ciência aberta interessante por aí e assim por diante. Mas estamos interessados ​​em espectrômetros caseiros.

A propósito, existem vários tipos de espectrômetros, e você pode comprar um kit pronto para montagem (eu recomendo um tipo de mão curvada) e montá-lo você mesmo dos meios disponíveis.

Como tenho certeza de que se você leu esse lugar, seus olhos já estão ardendo, suas mãos estão coçando e aguardando a parcela devido ao oceano hostil, você não quer e não quer.

Então, do que precisamos e do que faremos:

1. Nós tomamos preferencialmente papel de desenho A4 grosso (Whatman) ou papel fotográfico fosco grosso, em geral, papel mais grosso quanto mais denso, melhor, mas acho que se você for muito persistente, tente fazê-lo e a verdade será simples frágil (em princípio, se você é amigo do desenho, pode até fazer papelão para sapatos pelo menos textolite, mas eu sou um krivoruk e falo com papel grosso.

2. Diagrama da impressora e montagem, imprima o diagrama e as instruçõesna folha e, em seguida, corte com alegria, cortando os furos necessários (é melhor cortar a lacuna com um bisturi ou lâmina afiada, você precisa de precisão).
Nós pegamos um DVD (você também pode ter um CD, mas a grade de difração é pior lá), cortamos ao meio com tesoura, pegamos um meio e dividimos cuidadosamente em duas camadas, precisamos de uma camada transparente de fotorresistente, precisamos cortar um quadrado de diferença. Estrutura para o nosso papel em branco. Você pode ver mais detalhes aqui .

3. Em seguida, reunimos todas as peças, usei um simples lápis adesivo e o diferencial. fixamos a grade com fita isolante (embora seja preferível fita dupla face), olhamos o que aconteceu e acabou sendo uma estrutura translúcida frágil; portanto, se o papel era originalmente denso, podemos alegremente reforçá-lo com fita isolante até obter o quadrado azul ou preto de Malevich, como resultado, nossa O espectroscópio não deve transmitir nenhuma luz, exceto a luz através do espaço.

4. Nós preferimos o telefone desnecessário antigo (não, bem, em princípio, você pode pegar qualquer). E colamos nosso design em seu corpo, tendo previamente determinado onde vamos colocá-lo, para que o espectro normalmente entre na câmera. Obviamente, você não pode colocá-lo e aplicá-lo sempre, mas isso é inconveniente e os espectros geralmente mudam. A propósito, não é necessário conectá-lo ao telefone, você também pode conectá-lo a uma câmera da web, como preferir. Na foto, há um espectrômetro caseiro (colado) e dois dos aparelhos, o primeiro é o mesmo, mas do aparelho, o segundo é semelhante em princípio ao plástico (a qualidade é melhor):



5. Certifique-se de usar um espectro de uma lâmpada fluorescente compacta (CFL)ou, na pior das hipóteses, a lâmpada fluorescente usual e, depois, tudo o que combina com sua alma. Depois de fotografarmos todos os espectros que queríamos. Eles precisam ser processados, é possível em qualquer editor de gráficos. Eu costumo cortar e centralizar, se necessário. Como o método de calibração (sobre isso abaixo) fornece uma comparação com o padrão, é necessário que todas as tiras do espectro em todas as imagens estejam no mesmo local (na medida do possível) ou, no final, você percebe que o computador perceberá a imagem deslocada como luz de outro Comprimento de onda.

6. Registre-se no portal, clique em fazer upload de espectros de captura e a primeira coisa que carregarmos é a nossa imagem de espectro CFL, precisamos dela para calibrar depois que a imagem foi carregada e a imagem de espectro foi aberta, talvez seja necessário realizar várias manipulações

6.1 Se a imagem não estiver na horizontal, se a zona azul violeta não estiver à esquerda e vermelho-laranja à direita significa que você precisa clicar em mais ferramentas e usar as ferramentas de rotação e reflexão para girar o espectro conforme necessário. após o que eu recomendo Pressionar o botão “extrair da foto (o mesmo nas ferramentas) depois disso, o computador criará uma curva para nós que seja consistente com a imagem do espectro, embora não tenhamos comprimentos de onda suficientes.
6.2 Você pode ajustar o gráfico de espectro selecionando automaticamente o espectro mais brilhante (no menu mais ferramentas) ou manualmente selecionando a linha de amostra definida e clicando na seção de maior sucesso do espectro na imagem.
6.3 Clique no botão calibrar, clique em Iniciar e, no gráfico, clique na parte superior do espectro azul médio (como no exemplo nas instruções) e selecione também o máximo verde. Agora, temos um padrão calibrado. Esta norma pode ser aplicada aos desenhos carregados e processados ​​de acordo com a cláusula 6.1. após o que eles também terão uma escala de comprimento de onda.
6.4 Você pode aplicar a calibração a qualquer imagem clicando em calibrar-> use a calibração existente e selecionando seu padrão, mas lembre-se de que, se você tiver um espectrômetro colado na câmera que foi descolada, por exemplo, talvez o erro seja grande e você precisará recalibrar.
6.5 Dados adicionais podem ser obtidos em diferentes formatos e plotados, por exemplo, no Excel, este certamente não é o método mais preciso, mas muito melhor do que nada devido à habilidade de obter imagens que se correlacionam com a realidade.

Parte 3 - Brevemente sobre os efeitos da luz nos seres humanos


Para a sobremesa, muito brevemente sobre o efeito da luz em uma pessoa: a

luz atua nos ritmos circadianos de uma pessoa.
A luz, especialmente na região azul, pode suprimir a produção de melatonina, o hormônio responsável por nossa recuperação tranquila, quanto menos melatonina tivermos, mais estresse sentimos, por um lado é bom, durante o dia em que nos animamos, por outro lado, ele interrompe seus biorritmos e tarde da noite e antes de dormir será mais difícil adormecer e sua eficiência do sono será menor. Deve-se notar que o poder da fonte de luz (fluxo luminoso), o tempo gasto sob ela e a idade (as crianças são mais suscetíveis, os idosos são muito menos) são certamente importantes.

A imagem mostra uma das dependências médias do grau de supressão da melatonina no comprimento de onda da radiação; existem outras variações no tópico desta função, você pode procurar nas fontes correspondentes.
Revista de Iluminação Nº 3 de 2012 .
Em resumo, para se acalmar, é melhor usar cores quentes (lâmpadas incandescentes, lâmpadas LED com fósforo remoto).

Para animar, é melhor usar lâmpadas fluorescentes:



além da exposição circadiana. a luz também tem um efeito negativo sobre os órgãos da visão, o excesso de luz azul causa danos aos olhos; novamente, as crianças são especialmente suscetíveis (um artigo sobre isso no mesmo problema de iluminação); portanto, você não deve olhar lâmpadas LED ou fluorescentes para luz branca fria por um longo tempo.

Também um fator importante, a luz natural contém radiação ultravioleta,
que contribui para a produção de vitamina D, efeito anti-raquítico e também ativa simplesmente processos fotobiológicos secretos no corpo humano.
Deve-se notar que apenas o UV-A passa pelo vidro da janela, e as fontes de luz artificiais geralmente não são projetadas para cobrir o déficit da radiação UV e nem emitem UV ou são um subproduto não projetado para eliminar a falta de luz.
Portanto, se você se sentar muito em "caixas de concreto", às vezes será útil irradiar-se com lâmpadas UV apropriadas ou simplesmente sair para uma caminhada.
Leia mais sobre os efeitos da luz aqui .

Bem, isso é tudo, o artigo acabou sendo grande, acho que não vou dominar algo em breve, então, obrigado a todos que lêem, cuidem da sua saúde.

Sobre o Ripple * Bonus
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Source: https://habr.com/ru/post/pt380377/

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