SVETLO A OSVETLENIE

SVETLO A OSVETLENIE

Svetlo - .... 390 nm (fialové) do 790 nm (eervené) ... v oku vyvoláva vnem ....

7,7.10¹⁴ Hz .... 3,8.10¹⁴ Hz

Optika - ....podľa prístupu k svet. javom a metód:

Vlnová optika - ... javy potvrdzujúce vln. povahu svetla (disperzia, interferencia, ohyb a polarizácia...),

Geometrická optika - založená na 3 zák.: zákon priam. šírenia svetla, zákon odrazu a lomu ..... zobrazovanie optickými sústavami,

Kvantová optika - .... javy kde sa prejavuje kvantový char. elmag. žiarenia (vzájomné pôsobenie svetla s látkou - pohlcovanie a vyžarovanie).

Rýchlosť svetla (vo vákuu): c = 3.10⁸ m.s^-1 ... univerzálna fyz. konšt. ....

Svetelný zdroj - teleso vyžarujúce svetlo (S vzniká premenami energie v elektron. obaloch atómov).

Optické prostredie - .....prostredie, ktorým sa šíri S: ... Homogénne ....

Priehľadné (nenastáva podstatné pohltenie svetla)

Nepriehľadné (svetlo sa pohcuje alebo odráža)

Priesvitné (svetlo prechádza ale sa rozptyľuje)

Svetlo sa šíri zo zdroja: ...

, f -nezávisí na prostredí ( - zdrojom).

V inom opt. prostredí: v < c vo vode 225 000 km/s

Fotometria: ... svetelné zdroje a osvetlenie plôch z h3adiska vnímania 3udským okom.

Tok energie žiarenia: E_e - energia žiarenia

(F _e - Watt - výkon prenášaný žiarením)

Intenzita vyžarovania: ..... W.m^-2

^{Svetelný tok:
... lm

Svietivosť zdroja: ...
cd

Osvetlenie meriame luxmetrom - na
princípe fotoelektrického javu

Biofyzikálna funkcia oka

Prierez oka: 1-dúhovka, 2- šošovka, 3- predná komora, 4- rohovka, 5-cievnatka,
6- oený sval, 7- sietnica, 8- sklovec, 9- ústredná jamka, 10- nerv.

Bielko - vonkajší obal oka

Zrenieka - otvor, ktorého šírka sa mení... asi 7 až 2,2 mm

Dúhovka - zakalenie, škvrny svedčia, že sa zaeal chorobný proces...

Šošovka - mení lomivosť svet. lúeov - akomodácia

Sklovec - rôsolovitá tekutina

Sietnica - receptoty svet. vzruchov... Plocha - asi 3 cm².

Rozliš. schopnosť: Obraz Mesiaca zaberie 0,02 mm² -asi 800 čapíkov

Žltá škvrna - najcitlivejšie miesto...

Receptory: (podľa tvaru)

Tyčinky -120 až 130 mil.... ...skopické videnie - v noci a za súmraku,
rozoznáv. intenzitu, (jas < 0,001 cd.m^-2)

Čapíky - 4 až 7 mil. ... tzv. fotopické videnie -farebné, reagujú pri dennom
svetle, (jas > 10 cd.m^-2 )

Vnem - Sveto podráždi svetlocitivé bunky ...

Očný nerv - asi milión nervových vlákien

Farby: 150 farebných odtieňov

Tri druhy eapíkov: citlivé na E, Z, M svetlo

Rovnomerné podráždenie - dojem B svetla

Adapptácia zraku:

1. rýchlo - rozširovanie, zužovanie zreníc

2. pomalšie - biochem. reakcie v rodopsíne

(na tmu pomalšie ako na svetlo)

Neuveriteľné rozdiely osvetlenia:

Mesačná noc - 0,5 luxa

Jasný slnečný deo - 100 000 luxov

Nad 150 000 lux - poškodenie, slepota

Prevrátený obraz na sietnici - v kôre ve3kého mozgu sa otoeí.

Zrak nepracuje staticky - oei sa stále pohybujú, 5 obr. za sekundu ...

Zrakový vnem vzniká s oneskorením za podnetom...,

Asi do 300 cd.m^-2 rastie s jasom predmetu ...
Pri 0,15 cd.m^-2 ... oneskorenie 1 s
Pri 1 cd.m^-2 ... oneskorenie 0,5 s

Spektrálna citlivosť
oka pri fotopickom (plná čiara)
a skopickom (prerušovaná čiara)
videní.}
Citlivosť troch fotoreceptorov na vnem farby, M modrá, Z- zelená, E-červená

Zrakový vnem má zotrvačnosť: Napr. blesk trvá niekoľko m s .... vnem 0,3 s .

Význam svetla pre človeka

80 až 90 % informácii zrakom .... spotrebuje 1/4 energie z potravy
vplýva na fyziologické funkcie a psychiku ....

Väčšina biologických pochodov ... 24 hodinový rytmus, ... striedanie doa a noci...

Riadi sa tým: krvný tlak, telesná teplota, látkový metabolizmus....

1988 WHO .... 90% života v krytých priestoroch

New York - asi 10 % obyv. trpí sezónnou depresiou ...
Nesprávne osvetlenie oslabuje zrakový výkon.
Nespávne osvetlenie ... aj pálenie očí, bolesti hlavy...
Nesprávne osvetlenie ... strata koloritu...

Včely - vidia v ultrafialovom svetle.... Napr.: červený mak odráža aj ultrafialovú... včely ho vidia ako modrý... umožňuje včelám sa orientovať ... ak je zamračené.

Ratliny - fotosyntéza

Svetelné zdroje

A: (kde?)

Prírodné - slnko, blesk, ...

Umelé - sviečka, žiarovka , výbojka ..

B: (ako?)

Primárne (prvotné) - S vzniklo v oom samotnom premenou energie ...

Druhotné (sekundárne) - S čiastočne odráža alebo prepúšťa ....

Elektrické svetelné zdroje (podľa vzniku svetla):

Tepelné - napr. žiarovky ...

Výbojové - nízkotlaké - žiarivky, sodíkové výbojky

vysokotlaké - ortutové či sodíkové

Vznik svetla - vybudením elementárnych eastíc - elektrónov

Tepelné zdroje - ...prechod el. prúdu v kove ... E_k elektrónov na zohriatie vlákna...

vlákno žiarovky optické žiarenie - spojité spektrum

Výbojové svetelné zdroje - ... princíp elektrický výboj v plynoch a parách kovov...

(el. energie na E_k elektrónov),...

pri zrážke el. s at. plynu sa ich energia mení na optické žiarenie

spektrum je čiarové (plyn)

využíva sa aj luminiscencie pevných látok ....(elektro...)

Parametre svetelných zdrojov:

technické - konštrukcia (rozmery, hmotnosť, tvar baňky, pätica ...

užitočný život - fyziký život ...
parametre charakt. žiarenie... svetelný tok, jas, svietivosť, spektrálne zloženie ...
elektrický režim ....príkon svetelného zdroja, napätie na zdroji, prúd a jeho druh I₌, I» ...

merný výkon - lm/W (svetelný tok na príkon) ...efektívnosť premeny E.E. na S.E.

Hygiena - neohrozovať organizmus ... (jedovaté pary ...)

Cena -

Tepelné svetelné zdroje (...zahrievanie telies)

Všetky druhy plameňa - oheň, sviečky, pertolejové lampy ...

(....rozžeravené častice uhlíku v dôsledku chem. Reakcií)

žiarovky - wolframové vlákno rozžeravené prúdom na vysokú teplotu

Obyčajná žiarovka

Baňka - mäkké sodno-vápenaté sklo, číre ...

Fixácia vlákna - mäkké olovnaté sklo ...

Náplň žiaroviek - vyeerpaný, Ar, Kr + N

Pätica - mosadz alebo Al

Vlastný zdroj S - jednoducho, dvojité zvinuté W vlákno na Mo háčkoch

W - teplota topenia 3380 ⁰C

Vyparovanie W -

Stenčuje sa vlákno ...

usadzovanie na banke ...

(omedzuje halogenová prímes !)

Energetická bilancia žiarovky:

Žiarenie vo viditeľnej oblasti spektra

Žiarenie v neviditeľnej oblasti spektra

Odvod energie prívodmi

Odvod energie plynom

6 až 10 %

60 až 85 %

3 až 8 %

8 až 20 %

z celk. príkonu

Na menovité napätie 230 V, život 1000 h, pätica E27

Príkon Žiarovky (W)	25	40	60	75	100
Svetelný tok (lm)	230	430	730	960	1380
Merný výkon (lm/W)	9,2	10,75	12,2	12,8	13,8

Svetelno technické parametre obyčajných žiaroviek

Výrobci: Tesla, Philips, OSRAM, General Electric ...

Halogenové žiarovky

1959 pridávanie jódu (halových prvkov) na potlačenie vyparovanie at. W...

Dve základné konštrukcie:

jednopäticové - oba konce vyvedené na jednej strane banky

dvojpäticové - banka štíhly valec, vlákno na podperách

SVETLO9.jpg (92879 bytes)

PRINCIP.jpg (89786 bytes)

SVET5.jpg (84947 bytes)

Prierez žiarovkou a zjednodušené schéma halogenového cyklu

tam T₁

W + 2Br WBr₂

späť T₂

Banka - kremenné sklo “vycor” (SiO₂)

Obsah banky: krypton a zluč. halogenidu

Vlákno - volfrám

Výsledok:

čistá banka, dlhšia životnosť 2x...

Rast svetelného toku o 30 %

Najčastejšie sa stretávame H.ž. v autách: H4 - dvojvláknová pre hlavný svetlomet

Klasická žiarovka: pruh 8m široký do vzdialenosti 165 m

Halogenová žiarovka: 13,5 m 200 m

Energetická bilancia:

Na viditeľné svetlo 7,7 % čo je o 50 % viac ako u žiarovky

Výbojové svetelné zdroje

... prechodom el. prúdu prostredím obsahujúcim plyny alebo pary

Podľa typu výboja: (oblúkový, tlejivý, impulzný )

Podľa miesta vzniku žiarenia:

Výbojky plynové (s parami): z. ž. je vybudené atómy, molekuly rekombinujúce ióny,

Výbojky luminiscenčné: z. ž. luminofory vybudené žiarením výboja,

Výbojky: z. ž. sú elektródy nažhavené v plynovom výboji na vysokú T

2, 3 - zmiešané zdroje - zakl. žiarenie + žiarenie výboja

Podľa tlaku pracovnej náplne: (nízkotlaké a vysokotlaké):

Pre všeobecné osvetlenie:

nízkotlaké výbojové zdroje: žiarivky (lineárne, kompaktné)

indukené výbojky, nízkotlaké sodíkové výbojky

vysokotlaké výbojové zdroje: vysokotlaké ortuťové výbojky

zmesové výbojky, halogenidové výbojky

vysokotlaké sodíkové výbojky

Žiarivky - UV-ž sa transformuje vrstvou luminoforu na viditeľné svetlo

účinný a hospodárny zdroj - merný výkon 100 lm/W

dobrá kvalita vyžarovaného svetla

Príčina: .. nové materiály a rozvoj elektroniky - tzv. kompaktné žiarivky

Lineárne žiarivky:



Kompaktné žiarivky



Konštrukcia kompaktnej žiarivky so zabudovaným tlejivkovým zapaľovačom a päticou G24 d.



Osvetlenie