关于照明的光谱特性如何影响我们生活的故事

公民读者,技术人员和人文科学处于危险之中,请在温暖的夏日阳光下(如果天气允许)立即搬到街上,这不是教育性的警报!我再说一遍,这不是训练警报!好吧,如果其他人不喜欢您撤离的尝试,那就安顿下来,让我们与您谈谈照明。简而言之,是一篇有关家用(内部)照明对人体的影响的文章。我将尽量避免在文章中充斥技术信息,对于所有好奇的同事,我将保留相应的链接。但是,我们不能没有时间表(我很喜欢他们)。这篇文章篇幅很长,所以最后我决定首先考虑照明的光谱特性(在这里有更多详细信息)。

因此,想象一下,朋友,一个普通人生活在世界上某个地方,我们称他为瓦西里。因此,瓦西里(Vasily)生活了20年,住在我们无尽家园中间小巷的森林边缘,但他想让“来自最好咖啡师的咖啡”,运动衫和“ iPhone”变得光亮,瓦西里决定去镇上。为了使他不再过上甜蜜的生活,他决定去光荣的摩尔曼斯克市一楼的办公室,一般来说,去“混凝土办公室”,以便他努力工作以免看见上帝的光。

但是,等待在瓦西里那里的,隐藏在伤口下的是什么,我们要求所有好奇的恩典。

本文将很大,从意义上讲,它将分为三个部分
1-光源的光谱特性
2-如何使用直手和“蓝色胶带”测量光谱
3-简要介绍光对人类的影响




*由于技术限制,本文光谱中显示的注释可能与实际光源有所不同,如果您愿意,请自行检查。

第1部分-光源的光谱特性


首先,请考虑以下要点:

1.在将电光源大量引入日常生活之前,人类以多种方式将其生命活动(每日周期)调整为自然采光。
2.自然采光全天变化,其辐射光谱是连续的,太阳在紫外线,可见光和红外线范围内发光。自然光线不会产生涟漪。
3.现代人通常将90%的时间都花在室内(运输也将被视为人造环境)
。4.在该场所,人们经常使用人造照明(或结合使用),即使在夏季,并不是每个人都有机会仅使用自然照明
5.光会影响人体的生物过程,

这就是用“彩虹”和一张图看太阳的光谱的样子,有人忠实地拍摄了莫斯科的天空,



还有东西,

让我们回到瓦西里。我们记得,他几乎整个有意识的生活都在大自然中度过,让我们看看阳光对他的照耀如何,为什么刺猬会从他身上迅速刺出刺。

从事照明技术的负责人为我们制作了不同色温的有条件日光模型(这是您可以模拟的xls,请不要害怕),我们可以想象,在清晨,太阳以4000K的温度发光,中午5500K,下午以7000K发光。到了晚上又以相反的顺序移动(光源的大约色温在这里)。

但是,如此整洁的阳光照耀了很长很长的时间,我们还能等到掉入“混凝土盒子”的英雄吗?
考虑到从事与生产无关的工作的大多数人不太可能坐在类似于“ A”类办公室的房间里,因此许多人(尤其是我)正在等待它



,例如带电磁镇流器的廉价荧光灯,例如LB-40显色指数(正确再现颜色的能力)CRI <70。

也许它们将是更昂贵的海外茄子,欧司朗(Osram)或飞利浦(Philips)的CRI> 80的灯,而且,由于我的指尖时间表对于CFL紧凑型荧光灯来说太小了,我们也将提及它们。



我建议看一下扰流板下方带有“彩虹”的图片,并将其与上面的莫斯科天空进行比较,这将非常清晰。





因此,我们所看到的,我们看到的是任何登山者的梦想,以及按照V.Vysotsky的方法检查朋友的方法,即山脉和山峰,而灯越便宜,我们观察到的“喜马拉雅山”就越多。

这告诉我们什么?这首先告诉我们,光线根本不那么自然。而且,当您考虑到我们的实验性瓦西里(Vasily)在整个8个工作小时内都被迫坐在完全不变的光线下。还记得上面的图表吗?自然光全天都在变化,但是这一点根本没有。因此,我们的身体遭受异常照明。与健康状况恶化,视觉工作能力和劳动生产率下降有关。不相信我?问问最聪明的朱利安·鲍里索维奇·艾森伯格(照明技术参考书,第889页)。

出口在哪里,也许是LED照明?

好吧,也许不是。虽然,已经好多了。
我们看一下图表,仍然“您的频谱看起来根本不像您母亲的频谱。” 无论如何,在蓝色区域有一个峰值,在蓝色区域有一个故障,我再次提醒您,大多数LED灯全天以相同的颜色发光。
我手边没有用于RGB LED的图片,但请相信我,这种情况没有更好(甚至可能更糟)。 互联网上



图片进行的测量


扰流板下方的暖白LED光谱。



因此,瓦西里(Vasily)耕种了8个小时,回到家中,厌倦了官方照明,回到家中坐在沙发上,陷入了温暖的电灯中。

顺便说一下,这对于晚上的家庭照明来说还算不错,白炽灯仍然是一个不错的选择。白炽灯的光谱在很大程度上与傍晚太阳的光谱相对应,并且不会很大程度地抑制褪黑激素的产生(稍后会详细介绍),白天也不会调节负值。

扰流板下方的灯泡范围:

观看


瓦西里坐在家里思考着,思考着,决定不再伤害自己的健康,他将成为贵族的支柱自由职业者,并在家里工作时根据自己意愿控制白光。
顺便说一句,这并不是最坏的选择,尽管事实上现代可调光LED灯仍无法完全体现自然光,但它仍然比上述LB-40更好,甚至比LED灯还要好。此外,如果RGBW灯更能满足需要,那么暖白和冷白光的LED灯非常适合照明。如果有兴趣,你可以看看这种方式

至少这种灯可以逐步模仿暖白,中性白和冷白光。(在扰流板下方),它很不适合自然太阳周期。

灯ML-19 9W双白E27球的光谱(色温基于制造商数据)






第2部分-如何用直手和蓝色电工胶带测量频谱


我已经以某种方式在Habré上提出了这个话题。但是,我认为,值得一说。
因此,我们使用了彩虹图片,并决定在任何地方开始测量光谱。由于俄罗斯联邦最便宜的光谱仪的价格超过70 tr。 (在撰写本文时),我们将另辟go径。

门户网站http://publiclab.org/中有很多很棒的人,他们那里有很多有趣的开放科学,依此类推。但是我们对自制光谱仪感兴趣。

顺便说一下,光谱仪有几种类型,您既可以购买现成的套件进行组装(我建议使用弯形的我),也可以通过手头的工具自行组装。

既然可以肯定,如果您已经读到这个地方,那么由于海洋不友好,您的眼睛已经在灼烧,手在发痒,正在等待包裹,您不想也不会。

因此,我们需要什么,我们将做什么:

1.我们最好使用A4厚绘图纸(Whatman)或厚磨砂相纸,通常,较厚的纸越密越好,但是我认为如果您坚持不懈,可以尝试做到这一点,而事实将是简单的脆弱,(原则上,如果您是绘图的朋友,您甚至可以至少用鞋硬纸板制成textolite,但我是krivoruk,用厚纸告诉我

。2.打印机和装配图,打印出图和说明在纸张上切开,然后高兴地切出,切出必要的孔(最好用锋利的手术刀或刀片切开间隙,这需要精度)。
我们拿DVD(您也可以有CD,但那里的衍射光栅更糟),我们用剪刀将其切成两半,然后将其切成两半,小心地分成两层,我们需要一个透明的光致抗蚀剂层,我们需要从中切出一个差异正方形。我们的纸空白的格子。您可以在此处查看更多详细信息

3.接下来,我们将所有零件收集在一起,我使用了一支简单的橡皮铅笔和一个微分器。用电气胶带固定光栅(尽管最好使用双面胶带),我们看看发生了什么,结果证明它是一个脆弱的半透明结构,因此,如果纸张原本是致密的,我们可以用电气胶带高兴地加固它,直到得到马列维奇的蓝色或黑色正方形,结果,我们的分光镜除透过缝隙外,不得透射其他任何光。

4.我们最好使用旧的不必要的电话(不,好的,原则上您可以接任何电话)。然后,我们已经将设计粘贴到其主体上,事先确定了将其粘贴到何处,以便光谱通常进入相机。当然,您不能每次都粘贴并应用它,但这很不方便,并且光谱经常会移出。顺便说一句,根本不需要将其连接到手机,也可以根据需要将其连接到网络摄像头。照片中有一个自制的光谱仪(胶合),其中两套,第一个是相同的,但从套装来看,第二套在原理上与塑料相似(质量更好):



5 .确保拍摄紧凑型荧光灯(CFL)的光谱或者最坏的情况是普通的荧光灯,然后是所有适合您灵魂的东西。在我们拍摄了所有想要的光谱之后。它们需要进行处理,可以在任何图形编辑器中进行处理。我通常会根据需要裁剪并居中。由于校准方法(如下所示)与标准进行了比较,因此有必要将所有图片中的所有光谱带都放在同一位置(尽可能),否则最终您将使计算机将移位后的图像感知为来自另一个位置的光。波长。

6.在门户上注册,单击捕获光谱上传,然后首先将CFL光谱图像上传到此处,在图像加载并打开光谱图像后需要进行校准,我们可能需要执行许多操作

6.1如果图像没有水平放置(如果紫蓝色区域不位于水平位置)在左侧,在右侧的红橙色表示您需要单击更多工具,并根据需要使用旋转和反射工具旋转光谱。在此之后,我建议您按下“从foto(在同一工具中)提取”按钮,然后,尽管我们缺少波长,计算机将为我们绘制一条与光谱图一致的曲线。
6.2您可以通过自动选择最亮的光谱(在更多工具菜单中)或选择集样本行并单击图像中光谱中最成功的部分来手动调整光谱图。
6.3单击校准按钮,单击开始,然后在图表上单击中间蓝色光谱的顶部(如说明中的示例所示),然后还选择绿色最大值。现在我们有一个校准的标准。本标准适用于根据6.1条款上传和处理的图纸。之后它们还将具有波长范围。
6.4您可以通过单击校准->使用现有的校准并选择标准来对任何图像应用校准,但是请记住,例如,如果您已经将一台光谱仪粘合到剥离的相机上,那么误差可能会很大并且您需要重新校准。
6.5。越来越多的数据可以采用不同的格式进行采集和绘制,例如在Excel中,这当然不是最准确的方法,但是由于您可以获得与现实相关的图片的技巧,它总比没有好。

第3部分-简要介绍光对人类的影响


对于甜点,非常简短地讨论光对人的影响,光会影响人

的昼夜节律。
光线(尤其是在蓝色区域)能够抑制褪黑激素的产生,褪黑激素是使我们安静恢复的激素,我们所经历的褪黑激素越少越好,一方面它可以使人振奋,另一方面可以在傍晚和就寝前振作起来,您很难入睡,睡眠效率也会降低。应该注意的是,光源的功率(光通量),在其下花费的时间以及年龄(儿童更容易受到影响,老年人要少得多)当然很重要。

该图显示了褪黑激素抑制程度对辐射波长的平均依赖性之一,此功能的主题还有其他变化,您可以在相应的源中进行搜索。
《照明杂志》 2012年第3期
简而言之,要镇定下来,最好使用暖色(白炽灯,带有远程荧光粉的LED灯)。

要振作起来,最好使用荧光灯:



除了昼夜节律照射。光线还会对视觉器官产生负面影响,过多的蓝光会损害眼睛,同样,儿童特别容易受到伤害(关于照明的同一篇文章),因此请勿长时间将LED或荧光灯用于冷白光。

同样重要的因素是,自然光包含紫外线,紫外线
有利于维生素D的产生,抗树突作用,并且可以简单地激活人体中秘密的光生物学过程。
应该注意的是,只有UV-A穿过窗户玻璃,人造光源通常不设计为覆盖UV辐射的不足,或者根本不发射UV,或者它不是设计用于消除饥饿的副产品。
因此,如果您经常坐在“混凝土盒子”中,有时用适当的紫外线灯照射或出去散步会很有用。在此处
阅读有关光的影响的更多信息

好吧,这就是全部,这篇文章证明是一篇大文章,我认为我不会很快掌握一些东西,因此感谢所有阅读并照顾您的健康。

关于纹波*奖金
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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN380377/


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