Содержание
Светом назыается электромагнитное излучение с длиной волны от 440 до 700 нм.
Только в этом диапазоне глаз может воспринимать электромагнитные волны. Меньшие значения соответствуют синей части спектра, а большие значения красной части спектра. Волны за пределами этого диапазона называются инфракрасными (ИК) и ультрафиолетовыми (УФ).
Белым светом человек считает суммарную составляющую всех волн видимого спектра. Так например в цветных телевизорах белый свет образуется смешением трех лучей имеющих разный цвет, и наоборот радуга в небе является разложением белого света на составляющие.
Качественное состояние света принято называть цветовой температурой.
Цветовая температура — это эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цветовая температура (CCT — Correlated Colour Temperature) измеряется в Кельвинах (K). Чем выше значение K, тем холоднее свет.
- Очень тёплый свет: 2500-2800 K
- Тёплый свет: 2800-3500 K
- Нейтральный свет: 3500-5000 K
- Дневной свет: 6000 К
- Холодный свет: 5000 K и выше
Изменения цветовой температуры являются результатом изменения в относительных количествах излучений в сине-фиолетовой или оранжево-красной областях спектра.
Человеческий глаз имеет особенность приспосабливаться к изменению цветовой температуры в диапазоне 3000 К — 10000 К.
Шкала цветовых температур распространённых источников света:
| 800 К | начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел; |
| 1500—2000 К | свет пламени свечи; |
| 2000 К | натриевая лампа высокого давления; |
| 2200 К | лампа накаливания 40 Вт; |
| 2680 К | лампа накаливания 60 Вт; |
| 2800 К | лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа); |
| 2800—2854 К | газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью; |
| 3000 К | лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа; |
| 3200—3250 К | типичные киносъёмочные лампы; |
| 3400 К | Солнце у горизонта; |
| 3800 К | лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре); |
| 4200 К | лампа дневного света (тёплый белый свет); |
| 4500—5000 К | ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга; |
| 5000 К | утреннее Солнце; |
| 5500 К | прямой солнечный дневной свет в полдень, облака; |
| 5500—5600 К | фотовспышка; |
| 5600—7000 К | лампа дневного света; |
| 6200 К | близкий к дневному свет; |
| 6500 К | стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету; |
| 6500—7500 К | облачность; |
| 7500 К | дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба; |
| 7500—8500 К | туман; |
| 9000—12000 К | синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца; |
| 10000 К | источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета); |
| 15000—27000 К | ясное голубое небо на северной стороне света; |
Люминесцентные лампы. Типовые диапазоны цветовой температуры при максимальной светоотдаче современных люминесцентных ламп с многослойным люминофором:
Практические примеры применения:
В салонах мебели лучше всего использовать тёплый свет. Для сохранения спокойной и приятной атмосферы прекрасно подходят лампы с цветовой температурой равной 2500 — 3500 K с индексом цветопередачи Ra равным 85.
Краски, шторы, ткани и обои требуют чёткой видимости. Здесь следует остановить выбор на источнике света с индексом цветопередачи Ra 90-100 и температурой цвета от 5000 K и выше.
Комната с жёлтыми стенами, освещённая жёлтым светом (2500-2800 K) создаёт тяжёлое безжизненное впечатление. Гораздо лучше здесь подойдёт нейтральный белый свет (3500 — 5000 K).
Деревянная мебель + тёплый свет = прекрасная сочетаемость. Наилучший выбор источника света: индекс цветопередачи равен Ra 80-85, цветовая температура равна 2500-3500 K.
Мебель из металла, наоборот, требует холодного освещения (5000 K).
Для освещения изделий из кожи (кресел, стульев, обуви и т.д.) лучше подходит тёплый свет с хорошей цветопередачей (Ra 80-90 и 2500-3500 K)
Летом освещение витрин магазинов требует яркости и прохлады (5000-6000K).
Зимой освещение витрин нуждается в приглушённости и тепле. Зимой цветовой температуры в 2500-3500 K будет более чем достаточно.
Цветовая температура по формуле немецкого физика Планка, это температура абсолютно чёрного тела, при которой данное тело выдаёт излучение такого же точно тона (цветового), как и измеряемое излучение. Цветовая температура измеряется в Кельвинах.
Цветовая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым «черным телом» и отображается «линией черного тела». Если температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 К, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 К
Понятие коррелированной цветовой температуры
Говоря техническим языком, слово «температура» в понятии коррелированной цветовой температуры характеризует излучение абсолютно черного тела – твердого тела, обладающего определенными свойствами и находящегося в раскаленном состоянии. Она измеряется в градусах Кельвина (К), в которых обычно измеряется абсолютная температура. При повышении температуры черного тела цвет испускаемого им светового излучения изменяется следующим образом: красный – оранжевый – желтый – белый – голубой. Это напоминает кусок железа, который нагревается в кузнечном горне. Последовательность изменения цвета соответствует кривой в цветовом пространстве.
Лампа накаливания излучает свет с цветовой температурой приблизительно 2700 K, которая находится в теплой или красноватой области цветового пространства. Так как в лампе накаливания используется нить, которая накаляется при излучении света, температура нити является также цветовой температурой светового излучения.
Спектральный анализ видимого света позволяет определить цветовую температуру источников света, отличных от ламп накаливания, таких как люминесцентные лампы и светодиоды. Фактическая температура светодиода, излучающего свет с цветовой температурой 2700 K, обычно равна приблизительно 80°С, хотя светодиод излучает свет того же цвета, что и нить, нагретая до температуры 2700 K.
Цветность света
Разные люди воспринимают один и тот же цвет по-разному. Образно говоря, понятие того или иного цвета — это всего лишь результат неписанного соглашения между людьми называть определённое ощущение зрительного нерва конкретным цветом, к примеру, «красным». Также известно, что с возрастом хрусталик желтеет, что приводит к нарушениям в идентификации цветов. То есть можно сказать, что адекватное цветовое восприятие — это результат скорее психологического процесса, чем физического.
Если цвет поверхности не нагретого неизлучающего предмета, то есть одну из его отражательных (а значит и фильтрующих) характеристик, можно описать длиной волны или обратной ей величиной — частотой, то с нагретыми и излучающими телами мы поступим по-другому. Представим себе абсолютно чёрное тело, то есть тело, которое не отражает никакие световые лучи. Для примитивного эксперимента пусть это будет спираль из вольфрама в электрической лампочке. Соединим эту несчастную лампочку с электрической цепью через реостат (изменяемое сопротивление), выгоним всех из ванной комнаты, выключим освещение, подадим ток и будем наблюдать за цветом спирали, постепенно понижая сопротивление реостата. В один прекрасный момент наше абсолютно чёрное тело начнёт светиться еле заметным красным цветом. Если замерить в этот момент его температуру, то окажется, что она будет примерно равна 900 градусам по Цельсию. Поскольку все излучения происходят от скорости движения атомов, которая равна нулю при нуле градусов Кельвина (-273 °С) (на чём и основан принцип сверхпроводимости), то в дальнейшем забудем про шкалу Цельсия, и будем пользоваться шкалой Кельвина.
Таким образом, начало видимого излучения абсолютно чёрного тела наблюдается уже при 1200К, и соответствует красной границе спектра. То есть, попросту говоря, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжая нагревать нашу спираль, замеряя при этом температуру, мы увидим, что при 2000К её цвет станет оранжевым, а затем, при 3000К — жёлтым. При 3500К наша спираль перегорит, так как будет достигнута температура плавления вольфрама. Однако если бы этого не произошло, то мы увидели бы, что при достижении температуры 5500К цвет излучения был бы белым, становясь при 6000К голубоватым, и при дальнейшем нагревании вплоть до 18000К всё более голубым, что соответствует фиолетовой границе спектра.
Эти цифры и назвали «цветовой температурой» излучения. Каждому цвету соответствует его цветовая температура. Психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) в десять раз ниже (холоднее) цветовой температуры морозного зимнего неба (12000К). Тем не менее, это так, цветовая температура отличается от обычной температуры.
В быту распространено мнение, что искусственный свет может быть «тёплым» и «холодным». Речь идёт, прежде всего, об оттенках излучения. Понятие «температура света» (или «цветовая температура») действительно имеет важное значение для светодизайна в интерьере. Но так ли на самом деле холодны «холодные» оттенки света? И как выбрать температуру света для конкретного помещения? Давайте разбираться.
В чем измеряют цветовую температуру?
Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).
- Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
- Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
- Оранжевый цвет — 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
- Жёлтый цвет — 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
- Белый цвет — 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
- Голубой цвет — 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.
Факт № 1. Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел.
Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах — сравнительный условный показатель.
Как это работает в обычной жизни?
Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.
При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.
