|
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: 
Ee - 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 veľkého 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 ... Ek elektrónov na zohriatie vlákna...
vlákno žiarovky optické žiarenie - spojité spektrum
Výbojové svetelné zdroje
- ... princíp elektrický výboj v plynoch a parách kovov...
| (el. energie na Ek 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 |
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
Pre
podrobnejšie štúdium pozri literatúru v sylaboch k prednáške.
|
