Svetlo, osvetlenie akvária - pojmy a jednotky

Svetlo je elektromagnetické žiarenie schopné bezprostredne vyvolať zrakový vnem -  je hodnotené meradlom ľudského zraku. Používanie svetla na dosiahnutie viditeľnosti sa volá osvetlenieSvetelný zdroj je všetko čo svieti. Podľa pôvodu rozoznávame prirodzené svetlo  ( svetlo slnka,mesiaca ,hviezd) a umelé svetlo( svetlo sviečky, žiarovky, výbojky, LED, atď).

Ak dopadne svetlo na nejakú plochu, je táto plocha osvetlená. Aby sme mohli porovnávať jednotlivé zdroje svetla a posudzovať kvalitu osvetlenia, boli dohodnuté jednotky používané vo svetelnej technike.

Svetelné zdroje majú rôznu svietivosť. Jednotka svietivosti je kandela (cd). Pomenovanie jednotky svietivosti je odvodené od latinského názvu sviečky(candela).

Jedna kandela (cd) je svietivosť čierneho telesa v kolmom smere ku jeho povrchu, ktorého plocha je 1 / 600 000 m2 = 1 / 60 cm2, pri teplote tuhnúcej platiny (Pt) asi 1796 oC a pri tlaku 101 323 Pa.

Jeden pascal (Pa) je tlak, ktorý vyvolá sila 1 newton (N) rovnomerne rozložená na rovinnej ploche s obsahom 1 m2, kolmej ku smeru sily.  :)

Svetelný zdroj vyžaruje do celého okolitého priestoru svetelný tok. Jednotkov svetelného toku je lumen (lm). Jeden lumen je svetelný tok vyžarovaný do priestorového uhlu 1 steradianu (sr) , bodovým zdrojom svetla o svietivosti 1 kandely.

Jeden steradian je priestorový uhol, ktorý má kužeľ s vrcholom v strede gule o polomere 1 m, a vytína na obvode tejto gule plochu 1 m2.

Osvetlenie plochy je podiel svetelného toku a plochy, na ktorú svetelný tok dopadá. Jednotkou osvetlenia je lux (lx). Jeden lux je osvetlenie svetelným tokom jedného lumenu, dopadajúcim kolmo na plochu 1 m2.

   lx = lm / m2

svetlo-led-1   svetlo-led-2

                                                               

                                Osvetlenie sa zmenšuje s druhou mocninou vzdialenosti od zdroja svetla.

 

Jas plochy v určitom smere je podiel svietivosti tejto plochy a priemetu tejto plochy do roviny, kolmej k ose pozorovania. Jednotkou jasu je kandela na m2 ( cd / m2). Je to jas plošného zdroja, ktorého svietivosť na 1 m2 priemetu plochy zdroja do roviny kolmej k smeru pozorovania je 1 cd.

Množstvo svetla je súčin svetelného toku a doby jeho trvania. Základnou jednotkou je lumensekundalm s ). Používanejšou jednotkou je lumenhodina  ( lm h).

Merný svetelný výkon elektrického svetelného zdroja je podiel svetelného toku a elektrického príkonu. Udáva sa v lumenoch na wattlm / W ).

Prevrátená hodnota merného výkonu je merný príkon elektrického svetelného zdroja. Jednotkou je watt na lumen ( W / lm ).

 

Optické prostredie

Optické prostredie je akékoľvek prostredie, v ktorom sa šíri svetlo.

 Z hľadiska šírenia elektromagnetického vlnenia (napr. svetla) v danom optickom prostredí sa prostredie označuje ako

 Priehľadné - v optickom prostredí nedochádza k rozptylu svetla. Hovorí sa o transparentnosti.                                                            Priesvitné- svetlo prostredím čiastočne prechádza a čiastočne sa v ňom rozptyľuje. Býva tiež označované ako matné.                      Nepriehľadné - svetlo je v prostredí pohlcované alebo sa odráža od povrchu prostredia späť. Hovorí sa o netransparentnosti.

 Podľa toho, ktoré frekvencie prostredím prechádzajú možno rozdeliť optické prostredie na

 Farebné (sfarbené) - v prostredí sú pohlcované iba určité frekvencie alebo intervaly frekvencií. Príkladom môže byť sfarbená voda.

 Číre - prostredím prechádza všetky frekvencie vlnenia. Čírym prostredím je napr. Vzduch alebo sklo.


 Homogénne (čiže rovnorodé) optické prostredie - optické prostredie má vo všetkých miestach rovnaké vlastnosti
 Nehomogénne (heterogénne) optické prostredie - optické prostredie má v rôznych miestach rozdielne vlastnosti.

 V optickom prostredí je rýchlosť šírenia svetla, menšia ako rýchlosť svetla vo vákuu.

 Pri prechode svetla z jedného optického prostredia do druhého dochádza k zmene rýchlosti, ale vlna si zachováva frekvenciu.                  Ide o lom svetla.

 Dve optická prostredia možno porovnávať podľa ich indexov lomu. Prostredie s väčším indexom lomu sa označuje ako opticky  hustejšie prostredie. Prostredie s menším indexom lomu je potom označované ako opticky redšie prostredie.

 Absolútny index lomu ( N )                  N = c / v     

 Snelov zákon lomu         sin1  /  sin2    =    N1  /  N2

 c - rýchlosť svetla vo vákuu, v- rýchlosť svetla v prostredí, a - uhol lomu svetelného lúča   

  index lomu N (589,4 nm) :  Vzduch - 1,00028    Voda - 1,3330    Sklo - 1,4589

 


 Farebná teplota ( teplota chromatickosti) charakterizuje spektum bieleho svetla. Svetlo určitej farebnej teploty, má farbu tepelného  žiarenia vydávaného čiernym telesom, zahriatym na túto teplotu. Udáva sa v Kelvinoch ( K ).

  • 1900 K: oranžové svetlo sviečky
  • 2700 K: žiarovka,slnko pri východe a západe, žiarivka teplá biela štandardná
  • 3400 K: halogénová žiarovka
  • 4200 K: žiarivka studená biela štandardná
  • 5000 K: bežné denné svetlo
  • 5500 K: fotografické blesky a výbojky
  • 5780 K: povrchová teplota Slnka 
  • 6000 K: jasné letné svetlo na poludnie
  • 6500 K: štandardizované denné svetlo
  • 7000 K: ľahko zamračená obloha
  • 8000 K: oblačno, mlhavo, svetlo bleskov pri búrke
  • 10 000 K: silno zamračená obloha, alebo len modré nebo bez slnka
  • 12 000 K: letná  obloha v zenite, svetlo zváracieho elektrického oblúka
  • 14 000 K: svetlo UV trubíc v soláriu
  • 20 000 K: svetlo sterilizačnej UV-C lampy

 

 Index farebného podania Ra (Color rendering index CRI) je hodnotenie vernosti farebného vnemu, který vznikne osvetlením z nejakého svetelného zdroja, v porovnaní s tím, aký farebný vnem by vznikol jeho osvatlením ,v slnečnom svetle. Hodnota Ra může byť od 0 do 100. Hodnota Ra=0 znamená, že pri tomto osvětlení nie je možné rozoznať farby. Naproti tomu Ra=100 znamená, že je to svetelný zdroj, ktorý umožňuje 100 %  prirozené podanie farieb. U žiariviek  je hodnota Ra  súčasťou ich typového označenia. V typovom označení prvá číslica za lomítkom, určuje veľkost indexu podania farieb, v desiatkach percent.

Príklad: L 18W / 840 je Lineárna žiarivka s príkonom 18W, indexom podania farieb 80% (tzv. trojpásmová žiarivka) a farbou svetla (= teplota chromatickosti ) 4000 K, tj studená biela.

Tento web používa súbory cookie. Ďalším prechádzaním tohto webu vyjadrujete súhlas s ich používaním.