Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цветовая температура

Цветовая температура

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.

Цветовая температура1.jpg

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.

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.

Читайте так же:
Как подключить беспроводную видеокамеру

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.

Цветовая температура2.jpg

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 комфорта – что нужно знать

Как часто у вас возникала ситуация, когда, купив в магазине лампу, вы ощущаете визуальный дискомфорт во время её включения в доме? Особенно часто пользователи жалуются на экономные светодиодные лампы. Бытует информация, что такое освещение имеет множество недостатков и вредно. Давайте развеем этот миф, так как на самом деле дело не в самой лампе, а в её определенных характеристиках, которые и влияют на чувство комфорта, и даже внутреннее эмоциональное состояние. Рассмотрим подробнее.

К примеру, знаете ли вы, что для того, чтобы создать нужную, благоприятную атмосферу, необходимо обращать внимание на направленность света и углы освещения. Так, освещение может быть точечным, либо его еще называют акцентным. В этом случае угол распространения света составляет около 40 градусов и меньше. Равномерное освещение соответствует углу рассеивания света в диапазоне от 60 до 120 градусов. Для правильного освещения большого и очень большого помещения можно использовать источники света, где угол распространения составляет и 360 градусов.

Читайте так же:
Как определить годность батарейки

Любой источник света характеризуется таким показателем, как яркость. Но есть еще одна немаловажная делать: это спектр светового потока, либо так называемая цветовая температура. Так, у данного показателя есть свои критерии и нормирование, ведь именно правильный подбор цветовой температуры дает тот конечный результат комфорта или дискомфорта для человека.

Что такое цветовая температура

Энергосберегающая лампа

В данном случае используется шкала температур, но не по Цельсию, а по Кельвину. Здесь 0 по Кельвину (абсолютный ноль) составляет -273 по Цельсию. Далее проведем небольшой эксперимент. Представьте, что находитесь в темной комнате, куда вообще не проникает свет. Помещаем в темную комнату вольфрамовую нить. Вольфрамовая нить подключена к источнику напряжения, которое постепенно увеличивается. Через какое-то время такого увеличения нить начинает краснеть. В той точке, где начинается накаливание нити, нужно измерить температуру. Приблизительно она составит около 900 градусов по Цельсию, либо 1200 градусов по Кельвину. Вот эта точка и есть началом красной границы спектра.
Продолжаем увеличивать ток. Параллельно измеряем температуру. Так отмечаем что, когда температура станет около 2000 градусов по Кельвину, вольфрамовая нить станет оранжевого цвета. Выше – около 3 000 градусов по Кельвину – желтого. При продолжении данного эксперимента, нить из вольфрама просто бы перегорела. Но, если бы эксперимент продолжился, цвет нити при 5500 градусах стал бы белым, выше 6000 – голубоватого цвета, а уже приблизительно к 18 000 градусов по Кельвину – сине-фиолетового.

Вот так и выглядит сегодня шкала цветовой температуры свечения. Она заметно отличается от шкалы обычных температур. Поэтому, понятие «холодного света» и «теплого света» – это скорее сугубо субъективное восприятие, личное для каждого человека. К примеру, 6000-6500 градусов по Кельвину дают свечение лампы бело-синего цвета, что ассоциируется с холодным светом; бело-желтые 3000-4000 градусов по Кельвину ассоциируются с тёплым цветом.

Шкала цветовых теператур по КельвинуСолнечный свет, как норма

Конечно, для восприятия нашими органами зрения именно дневной, рассеянный, с оранжевым оттенком свет самый приятный. Если измерить по шкале температур, то в дневное время, летом, в солнечную погоду спектр света составляет около 6 тыс. Кельвинов. И это практически для всех людей эталон комфорта. Исключение составляют некоторые нарушения световосприятия и заболевания, где присутствует повышенная или пониженная чувствительность.

Интересен тот факт, что если тот же эталон, такой приятный на улице, взять и переместить в помещение, то мы получим неожиданный результат: свет приобретет немного сиреневый либо фиолетовый оттенок. Согласитесь, уже не так комфортно. Почему так произошло? Тут присутствует оптический, физиологический и экологический моменты. Именно их корректировка отвечает за ощущение комфорта для глаз.

Искусственные источники света и их характеристики в зависимости от температуры цвета

Лампы накаливания. В данном случае, независимо от того, какая мощность лампы, либо размеры её отдельных частей, это никак не влияет на цветовую температуру. Так, при нормальном напряжении в сети температурное свечение обычной лампочки около 2700 градусов по Кельвину (плюс /минус 100 К). Так, иногда становится заметным, когда напряжение в сети прыгает вверх (240-250 В), как более белым становится свет. При низком напряжении (180-200 В) – наоборот, становится тусклым. При высоком напряжении нить накаливания лампы перегревается и попросту разрывается.

Читайте так же:
Как правильно сделать выписку из протокола образец

Галогенные лампы. Довольно распространенный источник света. Не самый экономный вариант, но при этом их цветовой диапазон температур один из самых комфортных для глаза человека. Показатели составляют 3000-3500 градусов по Кельвину. Это теплый, белый цвет, как у солнечного света.

Люминесцентные лампы. Ниша товаров, где представлен большой выбор ламп, комфортных по цветовому спектру (от 2700 до 6500 градусов по Кельвину).

Светодиодные LED лампы. Сегодня становятся всё популярнее. Нагреваются незначительно в процессе эксплуатации. Не особо чувствительны к перепадам напряжения, конечно, в рамках разумного. При этом, выдают свой стандарт цветовой температуры, который зависит от материалов, использованных при изготовлении и от полупроводника.

Шкала цветовых температур

Еще раз, уточняем, что цифры по сути не будут совпадать с восприятием. Главное – ощущение комфорта. Вот классификация:
— Глубокий белый цвет — Warm white или WW. Диапазон 2700-3500 К. Теплый белый цвет.
— Природный белый — Natural white или NW. Диапазон 3500-5000 К. Нейтральный, естественный цвет.
— Холодный белый цвет — Cool white или СW. Диапазон 5000-7000 К. «Дневной» свет.

Шкала цветовых температур

Правильный выбор цветовой температуры – на что влияет

Как мы уже выяснили, свет – это немаловажный фактор, который для многих людей создает ощущение дискомфорта или, наоборот, комфорта, влияет на внутреннее состояние, формирует настроение. Не секрет, что любая система освещения может как успокаивать, так и раздражать человека, изменить восприятие обстановки, предметов, находящихся в ней и так далее.
Итак, стоит знать, что при использовании правильной цветовой температуры, в офисе наладится рабочий процесс, повысится работоспособность сотрудников, снизятся стрессы и повысится порог усталости, конфликтных ситуаций будет гораздо меньше. Для домов, гостиниц, и квартир цветовая температура комфорта – это залог уюта, спокойствия, расслабления. Торговые центры пользуются данным фактором для того, чтобы расставить акценты на тех или иных товарах, рекламных площадях и так далее. Замечали, как в торговом центре и настроение появляется соответствующее покупкам? А вот в ресторанах, кафе и столовых необходимо также, как и дома, создавать атмосферу доверительного комфорта, уюта и полного спокойствия, чтобы настроение способствовало приятному время препровождению и общению.

Конечно, вся вышеперечисленная информация – всего лишь общее руководство к действию. Поэтому, стоит опираться на сугубо личные ощущения и подбирать тот вариант, который подойдет именно Вам. У нас представлен большой ассортимент источников освещения, где можно выбрать качественную продукцию на любой вкус. Также, не забывайте о кабеле и проводе для внутренней проводки – всегда только качество ГОСТ.

ПОЧЕМУ рекомендуют КСЕНОН 4300К?

О цветовой температуре источников света
Цветовая температура — термин, заслуживающий подробного рассмотрения. Она измеряется в Кельвинах (К) и используется, когда нужно описать цвет предмета, излучающего тепло и свет (например, свечка или спираль лампы накаливания). Цвет обычных предметов (например, фруктов или одежды) характеризуют длиной волны или частотой (например красный 625 — 740 нм, оранжевый 590 — 625 нм и т.д.). Отметим также, что 1 Кельвин = 1 градусу Цельсия, а градусы Цельсия переводятся в Кельвины по формуле K = °C + 273,15. Проведем эксперимент — возьмем обычную электрическую лампочку и комнатный выключатель с регулятором освещенности. Плавно включаем свет, и в определенный момент спираль лампочки начнёт светиться еле заметным красным цветом. Если в этот момент измерить температуру спирали, то она будет равна примерно 1200 К. Говорят, что красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжаем уменьшать сопротивление выключателя, спираль нагреется до температуры 2000 К, и ее цвет будет оранжевым, далее при 3000 К — желтым. При 3683 K достигается температура плавления вольфрама и спираль перегорает, но если бы этого не произошло, то при температуре 4000-5500 К цвет излучения был бы белым, а при 6000 К голубоватым и далее ближе к фиолетовому. Эти цифры и есть цветовая температура нагретого излучающего тела. Цветовая температура ксенона. Ксенон разных цветов получают изменением состава газовой смеси в колбе лампы, от тепло-белого ближе к желтому (www.photo-element.ru)

Читайте так же:
Как подключить пусковой и рабочий конденсатор

Факты из области фото и видеосъемки, например об использовании осветительных приборов и вспышек с температурой 5000-5500К, приводят сторонники мнения о том, что ксенон 5000К имеет самый что ни есть белый цвет. Но вся эта информация актуальна и полезна для фотографии и полиграфии. Если говорить об автомобильном свете, то наиболее предпочтительный – яркий и комфортный в условиях дорожного движения в темное время суток – ксенон с цветовой температурой 4300К (цвет прямого солнечного излучения). В подтверждение этому мнению есть следующие факты.

— штатный (заводской) ксенон на абсолютном большинстве автомобилей имеет цветовую температуру 4300К;
— контрастность предметов на дороге в свете ксенона 5000К ниже, чем в свете ксенона 4300К;
— чем выше цветовая температура, тем хуже воспринимаются объекты ночью на дороге и тем быстрее устают глаза водителя;
— в течение срока эксплуатации ксеноновых ламп меняется спектр их излучения в сторону повышения цветовой температуры, т.е. со временем они "синеют" (4300К перейдет в 5000К, 5000К — в 6000К и т.д.);
— при включении галогенного дальнего света (в сравнении с любым ксеноном он имеет желтый цвет) наблюдается контраст цветов, т.е. вы видите все предметы сначала в желтоватом дальнем свете, а затем по мере приближения к ним в холодно-белом или синеватом. Чем ниже цветовая температура ксенона, тем меньше контраст с дальним светом
— чем ниже цветовая температура ксеноновой лампы, тем выше ее светоотдача, т.е. лампы 4300К светят заметно ярче ламп 5000-6000К.

Цветовая температура

Основными источниками света в природе являются нагретые тела. Для абсолютно черного тела спектр видимого излучения, который зависит от температуры нагрева, измеряемой в Кельвинах (К), называют термином цветовая температура (рис. 1).

Абсолютно черное тело — физически идеализированный объект, который поглощает все излучения, ничего не отражает, но при этом может испускать свое излучение.

Излучение абсолютно черного тела

Рис. 1 — Излучение абсолютно черного тела

Подобный эффект можно наблюдать при нагревании металла, который при различных температурах имеет разный цвет свечения. Вначале он будет темно-красным, затем красным, потом оранжевым, затем белым. Так кузнец может визуально довести нагрев определенного металла до необходимой температуры (рис. 2).

Читайте так же:
Как правильно паять паяльником ютуб

Свечение нагретого металла

Рис. 2 — Свечение нагретого металла

На использовании этого свойства построен принцип работы электрической лампы накаливания: по тонкой вольфрамовой проволоке пропускается электрический ток, в результате чего она нагревается и испускает излучение в видимом спектре. Причем цвет свечения может быть довольно точно оценен в зависимости от температуры нагрева:

600 К — темно-красный оттенок, 1000 К — оранжевый, 2000 К — желтый. Излучение поверхности Солнца, обусловленное термоядерными реакциями, имеет температуру около 6500 К, что воспринимается нами уже как белое. Звезда Вега имеет цветовую температуру от 8000 К до 1000 К и воспринимается как бело-синяя (рис. 3).

Цветовая температура абсолютно черного тела

Рис.3 — Цветовая температура абсолютно черного тела

Так как для разных тел, в зависимости от химического состава и физических свойств, нагревание до заданной температуры дает несколько различный спектр излучения или вообще может отличаться (например, флюоресцентные лампы), то используют коррелированную цветовую температуру. Она соответствует цветовой температуре окраса абсолютно черного тела, аналогичного цвету рассматриваемого источника света. При этом состав излучения и физическая температура, как правило, различаются.

В фотографии как раз и подразумевают коррелированную цветовую температуру, что позволяет довольно точно описать цвет любого источника освещения.

Причины изменения цветовой температуры

Цветовая температура зависит от физических свойств и спектра излучения источника освещения: для ламп накаливания — от режима эксплуатации, конструкции, рабочего напряжения (табл. 1); для солнца — от географического положения, времени суток, состояния атмосферы (рис. 5).

Таблица 1. — Коррелированная цветовая температура некоторых естественных
и искусственных источников света (рис. 4)

Естественные источники света

Искусственные источники света

Как видно из графика (рис. 4), наиболее равномерное распределение светового потока по спектру наблюдается при солнечном свете в полдень (кривая 3). Свет от безоблачного неба смещен в синюю сторону спектра (кривая 1), а свет солнца за час до заката в красную сторону (кривая 4). Нарастание цветовой температуры приводит к смещению цветов к более холодным. Это происходит из-за того, что более короткие длины волн несут более высокую энергию (рис. 5).

Распределение источников света на шкале цветовой температуры

Рис. 5 — Распределение источников света на шкале цветовой температуры

Цветовая температура в фотографии

Зрение человека легко подстраивается под цвет источника освещения и потому белый листок бумаги выглядит нейтральным на солнце, под открытым небом либо при свете настольной лампы. В фотоаппарате же адаптация цветов производиться установкой правильной цветовой температуры — настройкой баланса белого. Широкая вариативность цветовой температуры различных источников света объясняет, почему кроме экспозиции, выдержки, диафрагмы и ISO необходимо настраивать и баланс белого для каждой конкретной сцены с определенными условиями освещения.

При увеличении физической температуры цветовая температура большинства источников освещения смещается от красной части спектра к синей.
Корреляционная цветовая температура источников освещения соответствует температуре абсолютно черного тела с аналогичным цветом излучения.
Цветовая температура искусственного источника изменяется в зависимости от физических и химических свойств; для природного — зависит от географической широты, облачности, прозрачности атмосферы, расположения солнца.
Для различных источников освещения в фотографии используется корреляционная цветовая температура, с помощью которой настраивается правильный баланс белого — воспроизведение естественных цветов, которые видит человеческий глаз при данном освещении.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector