Цветовая температура светодиодных ламп таблица соответствия гаммы, измерение цвета к кельвинах, как

Цветовая температура — Энциклопедия журнала За рулем

Прежде, чем разобраться в том, что такое цветовая температура, имеет смысл для начала вспомнить, что такое температура вообще, отчего тела бывают горячие и холодные.
Температура – это движение атомов, из которых состоят все тела. Чем подвижнее атомы, чем сильнее они колеблются – тем больше и будет температура тела. Цельсий придумал шкалу температуры, взяв за точки отсчета воду. При нуле градусов она должна превращаться в лед, а при ста – кипеть (при оговоренном атмосферном давлении). Кельвин выяснил, что бывает предел холода – состояние, когда все атомы тела неподвижны, и назвал такую температуру «абсолютный ноль», потому что ниже температуры во Вселенной быть не может (в самом деле – нельзя же еще замедлять и без того неподвижные атомы).
Кельвин воспользовался шкалой Цельсия, при которой абсолютный ноль составил –273С. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия как раз на эти 273 градуса, то есть температура замерзания воды по Кельвину — это 273К, а температура кипения – это 373К. Все просто. Нужна эта шкала нам только потому, что цветовую температуру измеряют именно в Кельвинах.

Представим себе тело, вроде сажи, которое совсем не отражает свет, и назовем его «абсолютно черным телом». Для простоты опыта возьмем в качестве такого тела спираль из вольфрама в электрической лампочке. И приступим к эксперименту. Для начала запремся в темной комнате и выключим свет. После того, как глаза привыкнут к темноте, начнем через блок питания подавать ток на лампочку, потихоньку поднимая напряжение.

Рано или поздно спираль начнет светиться еле заметным малиновым цветом. Это значит, что она разогрелась примерно до 900 градусов по Цельсию. Значит, абсолютно черное тело начинает светиться при 1200К. Это и будет красная граница спектра видимого света. Иными словами, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжим увеличивать напряжение. При 2000К спираль станет оранжевой, при 3000К — желтой, при 5500К – белой, при 6000К – голубой, а потом – фиолетовой. 18000К – это верхняя, фиолетовая граница спектра видимого света (Разумеется, это опыт умозрительный, потому что в реальности спираль перегорит гораздо раньше, вольфрам расплавится уже при 3500К).

Итак, цветовая температура желтого цвета примерно 3000К. Это значит, что для того, чтобы получить точно такой же желтый цвет, нагревая спираль, ее надо разогреть как раз до 3000 градусов по Кельвину. Что, конечно же, ни в коем случае не будет означать, что предмет синего цвета окажется горячее желтого. Человеку чисто психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) ниже цветовой температуры чистого неба (12000К). Отсюда вытекает вывод: цветовую температуру источника света можно менять. Для этого сгодится самый обыкновенный светофильтр, крашеное стекло. Цветовую температуру лампы накаливания можно легко довести до тех же 12000К, воткнув в прожектор светофильтр. При этом реальная тепловая температура нити накаливания как была 2700К, так и останется.

Читайте также:  Плохой запуск двигателя или запуск со второго раза

Лампы и фары

Поначалу автомобили оборудовали ацетиленовыми лампами, очень быстро их сменили лампы накаливания. Со временем они совершенствовались, лучше становились рассеиватель и прожектор, но источником света неизменно служила вольфрамовая нить. У обычной лампы накаливания колба из силикатного стекла. Воздух из нее выкачан, а к электродам прикреплена вольфрамовая спираль. Недостатков у таких ламп хватает: вольфрам понемногу испаряется, оседает на стенках колбы, и стекло теряет прозрачность. Спираль истончается, растет ее сопротивление, и она в конце концов перегорает. Вольфрам нельзя раскалять беспредельно – расплавится нить. Значит, свечение будет желтоватым. Чтобы увеличить силу света и яркость, приходится удлинять и утолщать нить, а чем она длиннее, тем труднее фокусируется фарой. Наконец, КПД лампы накаливания всего-то 3% – львиная доля электроэнергии бесполезно превращается в тепло.

Во второй половине двадцатого века появилось новое поколение ламп накаливания: галогеновые. У такой лампы колба заполнена газами из группы галогенов. Особенность ее в том, что галоген возвращает частицы испарившегося вольфрама с колбы на спираль. Значит, ее можно разогреть до большей температуры, реально до 2700–3000°С. Светоотдача «галогенок» достигает 22–25 лм/Вт – в два раза больше, чем у классических ламп. Простой пример: световой поток обычной автомобильной 45-ваттной лампы – 600 люменов, а 55-ваттной «галогенки» – более полутора тысяч! Стекло «галогенок» не загрязняется со временем, а срок службы ощутимо больше. Колба из жаростойкого кварцевого стекла и повышенные требования к точности сборки спирали сказались на цене: «галогенка» дороже обычной лампы в несколько раз.

А в начале 90-х годов на автомобилях появились газоразрядные лампы, которые и называют в обиходе «ксеноновыми» или просто «ксеноном». В такой лампе нет раскаленной нити. Свет дает крошечная сфера из газов (один из них – ксенон, откуда и пошло название). Газы нагреты электрической дугой почти до солнечной температуры, более 4000°К. 35-ваттная газоразрядная лампа дает световой поток в 3000 люменов! В продаже есть лампы с разной цветовой температурой, от 3500К до 8000К.

3500К желтый – годится только для противотуманок
4300К бело-желтый, такие лампы идут в заводской комплектации автомобиля
5000К белый
6000К холодный белый с легким голубым
7000К голубой, яркость лампы значительно ниже, ездить с голубым светом плохо
8000К синий – легкий фиолетовый, яркость еще хуже

Разумеется, такой разбег цветовых температур достигается не разным разогревом газа, а всего-навсего подкраской – в смесь газа вводятся добавки, которые и окрашивают световой поток. Интересно, что самый лучший, самый приятный для глаза свет дают лампы без красителей.
Свет ксеноновой лампы легко сформировать в точный световой пучок, а это значит, он он будет отчетливее. Такие лампы долговечны, не боятся вибраций. Ехать с ксеноном – одно удовольствие, видимость просто изумительная. Даже создается впечатление, что дальний свет и не нужен.

Цветовая температура

Цветовая температура характеризует спектральный состав излучаемого света, то есть является функцией длины волны. По формуле немецкого физика Макса Планка, цветовая температура источника света равна температуре абсолютно чёрного тела, когда оно излучает свет того же видимого тона. Цветовая температура измеряется в Кельвинах (К).

Цветовая температура редко ощущается нами непосредственно, но влияет на то, как мы воспринимаем цвет окружающих нас объектов. Например, тёплое пламя горящей свечи (1800 К) бросает на лица сидящих вокруг людей красные отсветы, а в холодный ясный зимний день (10000 К) те же лица могут показаться нам ослепительно белыми с голубоватым оттенком.

Читайте также:  Колёсный вездеход пневматик АБ-1 фото, видео

Цветовая температура большинства искусственных источников света колеблется в пределах от 2000 К до 8000 К. Чем ниже цветовая температура лампы, тем больше красно-жёлтых тонов в спектре её излучения. У источников с высокой цветовой температурой в спектре преобладают короткие волны и, соответственно, синий цвет.

Строго говоря, понятие цветовой температуры применимо только к тепловым источникам света (к тем, которые светятся за счёт нагревания). Но для удобства по этой шкале оценивают и излучение светодиодных приборов. Обычно различают три диапазона белого света:

    Тёплый белый (2600-3500 К),
    нейтральный белый (3500-5500 К) и
    холодный белый (5500 К и выше).

Цветовая температура ламп для аквариума

Для описания цветовой температуры света используется шкала Кельвина. Шкала Кельвина представляет собой абсолютную термодинамическую температурную шкалу. Единицей её является 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды (значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз). В качестве абсолютного нуля выступает значение — –273.15 °C или 0 °K, когда энергия теплового движения молекул и атомов равна нулю, то есть хаотическое движение частиц прекращается.

Абсолютный ноль — –273.15 °C

Температура замерзания воды — 273.15 °C

Температура закипания воды — 373.1339 °K или 100 °C

При создании осветительных систем шкала Кельвина применяется для обозначения температуры цвета лампы. Высокая температура ламп (выше 5500 °K) характеризуется как холодный (зелено-синий) цвет, а низкая температура (3000 °K) как теплый (желто-красный) цвет.

Температура высчитывается от нулевой точки, за которую принято излучение от абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело поглощает все электромагнитное излучение и ничего не отражает. Оно способно испускать электромагнитное излучение, которое определяется его температурой.

Лампа накаливание имеет температуру цвета 3200 °K, однако это справедливо лишь, когда она работает на полную мощность. Если потребляется меньшая мощность, нагревательный элемент светит менее ярко. Температура нагревательного элемента определяет его цветовую температуру. Свечение элемента, сниженное до 10% мощности, выглядит более красным по сравнению с тем же элементом, работающим на 100%.

Цветовая температура не учитывает спектральное распределение видимого источника света. В случаях, где в качестве источника выступают люминесцентные, дуговые, газовые лампы и лазеры, спектральное распределение не соответствует спектру излучения абсолютно черного тела.

1. Хлорофилл растений улавливает свет в диапазоне длин волн 300-700 нм (шкала Кельвина на отметке 6400 является оптимальным значением для пресноводных растений и симбиотических зооксантелл кораллов);

2. Нижняя граница шкалы Кельвина проявляется в лампах в виде более желтого, чем красного цвета. Например, лампы 4500 °K;

3. Высокая граница шкалы соответствует лазурному свечению, например, как у ламп – 20000 °K;

4. Излучение в верхней границе шкалы проникает глубже в воду, однако также имеет более узкий инфракрасный ФАР (см. фотосинтетически активная радиация) пик;

Читайте также:  Все о запрещающем дорожном знаке «Ограничение высоты»

5. Человеческий глаз воспринимает свет около 5500 °K;

6. Огонь свечи 1850 – 1900 °K;

7. Солнечный свет (через 1 час после рассвета) 3500 °K;

8. Летний солнечный день (солнце + небо) 6500 °K;

9. Холодное белое люминесцентное свечение 4200 °K.

Что привносит шкала Кельвина в вопрос содержания растений и кораллов?

В данном разделе приведены результаты некоторых наблюдений, приведенных аквариумистами.

Лампы 6500 °K приводят к наилучшему росту растений, потому что данная разновидность имеет наибольший инфракрасный пик (в нм), необходимый для растений верхней зоны, однако также включает и некоторую долю 420-500 нм излучения.

Данная лампа может использоваться для мелких и крупных полипов, которые населяют верхние слои аквариума (около света) для обеспечения потребностей симбиотических водорослей, обитающих в них. Для более глубокого проникновения света и попадения в область первого синего пика ФАР вводятся синие актиничные, 50000 °K/актиничные или настраиваемые/множественные LED, которые дополняют люминесцентные лампы 6500 °K в рифовом аквариуме.

Лампы 10000 °K способствуют высокому темпу роста растений, хотя в меньшей степени, чем 6500 °K в невысоких аквариумах. Они также обеспечивают великолепный рост мягких кораллов и крупных полипов, но ослабляют рост мелких полипов. Образцы 10000 °K подойдут при содержании крупных полипов, благодаря их большей проникающей способности по сравнению с экземплярами 6500 °K (глубина от 50 см и выше).

Излучение от ламп 14000 °K (часто используются совместно с металлогалогенными и LED) проникает ещё глубже, чем от 10000 °K, при этом обеспечивается должный уровень ФАР (освещение соответствует наиболее высокому дневному свету по шкале Кельвина) для развития кораллов.

Лампы 20000 °K самые синие и в полной мере раскрывают красоту флуоресцентной пигментации многих кораллов. Тем не менее, наблюдения и эксперименты показали, что использование только этих ламп в аквариумах высотой до 60 см приводит к полной остановке роста кораллов. Поэтому при глубине менее 60 см необходимо использовать комплексное освещение.

Лампы с цветовой температурой 50000 °K соответствуют синему актиничному свету, который попадает на первый пик кривой ФАР. Данный тип освещения также как и лампы 20000 °K должен использоваться в комплексе с лампами невысокой температуры (6500, 10000 и 14000 °K), но он более предпочтителен, чем образец 20000 °K.

В заключении хочется отметить, что цветовая температура ламп по шкале Кельвина совершенно не связана с их мощностью и является одним из множества факторов, который рассматривается при анализе качества аквариумного освещения. В большинстве случаях нельзя считать одинаково пригодными для освещения аналогичные по цветовой температуре лампы. Например, T8 6400 °K не сопоставима с металлогалогенной лампой 6400 °K, потому что у последней гораздо выше светоотдача.

Тем не менее, компактная люминесцентная лампа (это касается любых типов ламп) 6400 °K обладает большей светоодачей, чем аналогичная лампа 3500 °K. Нить накаливания излучает свет 2300—3200 °K и располагается очень низко в шкале Кельвина, поэтому её свет кажется более желто-красным и обладает низкой светоотдачей.

Ссылка на основную публикацию
Хрустит ШРУС — как определить какой
Шрус наружный и внутренний ШРУС, шарнир равных угловых скоростей или гомокинетический шарнир — устройство, пришедшее на смену карданному шарниру и...
Хендай Туссан или Мицубиси Аутлендер — что лучше, сравнение, что выбрать, отзывы 2020
Honda CR-V, Hyundai Tucson, Mitsubishi Outlander,Toyota RAV4 Тест на выживание Tucson – один из самых молодых автомобилей в классе «паркетников»:...
Химические свойства алюминия
Степень окисления алюминия физические свойства и сферы использования Степень окисления алюминия характеризует валентность химического элемента, отражает его способность образовывать соединения....
Х-Трейл не заводится причины, плохо запускается, стартер крутит
Не заводится Ниссан Икстрейл причины, как исправить Современный Nissan x-trail является высоко проходимым внедорожником, который свободно себя чувствует в условиях...
Adblock detector