1. Care sunt termenii de bază utilizați pentru a descrie parametrii optici ai unei surse de lumină?
În general, parametrii care descriu lumina emisă de o sursă de lumină includ luminanța, fluxul luminos, intensitatea luminoasă și iluminanța, așa cum se arată în diagrama de mai jos.
Fluxul luminos este cantitatea de lumină emisă de o sursă de lumină pe unitatea de timp, măsurată în lumeni (lm). Această mărime descrie cantitatea totală de lumină emisă de sursa de lumină; cu cât fluxul luminos este mai mare, cu atât emite mai multă lumină. Este direct proporțional cu puterea luminoasă.
Fluxul luminos emis de o sursă de lumină pe unitatea de unghi solid într-o direcție dată este definit ca intensitatea luminoasă a sursei de lumină în direcția respectivă, măsurată în candele (cd). Intensitatea luminoasă se referă la o sursă de lumină punctuală și descrie cât de luminoasă este sursa de lumină. Cu cât intensitatea luminoasă este mai mare, cu atât sursa de lumină pare mai luminoasă și, în aceleași condiții, obiectele iluminate de acea sursă de lumină vor apărea, de asemenea, mai luminoase.
Luminanța se referă la mărimea fizică care descrie intensitatea luminii emise de suprafața unei surse de lumină. Când ochiul uman observă o sursă de lumină dintr-o anumită direcție, raportul dintre intensitatea luminoasă din acea direcție și aria sursei de lumină percepută de ochi este definit ca luminanța pe unitatea de suprafață proiectată, adică intensitatea luminoasă pe unitatea de suprafață proiectată. Unitatea de măsură a luminanței este candela pe metru pătrat (cd/m²). Luminanța este percepția umană a intensității luminii.
Iluminanța se referă la fluxul luminos primit pe unitatea de suprafață a unei suprafețe iluminate, măsurat în lux. Iluminanța este un indicator important al condițiilor de mediu. Într-o noapte cu lună, iluminanța este de obicei de 0,02–0,3 lux; într-o zi înnorată, iluminanța exterioară este de obicei de 50–500 lux; iar într-o zi însorită, iluminanța interioară este de obicei de 100–1000 lux. Iluminanța necesară pentru citire este în general de 50–60 lux.
2. Ce este o curbă de distribuție a luminii? De ce este necesară distribuția luminii?
O curbă de distribuție a luminii este o curbă care descrie distribuția spațială a intensității luminoase a unei surse de lumină sau a unui corp de iluminat. Aceasta înregistrează informații precum fluxul luminos, numărul de surse de lumină și puterea corpului de iluminat. Ne putem imagina plasarea unei lămpi sau a unei surse de lumină în centrul unei sfere în spațiu și apoi măsurarea intensității luminoase la o secțiune transversală care trece prin centru pentru a obține curba de distribuție a luminii. Desigur, pentru a înțelege mai bine distribuția spațială a luminii emise de sursa de lumină sau lampă, putem măsura datele privind intensitatea luminoasă la mai multe unghiuri spațiale.
(Curba de distribuție a luminii reflectă distribuția spațială a intensității luminoase a sursei de lumină sau a lămpii.)
Când o sursă de lumină emite lumină, razele de lumină călătoresc în toate direcțiile. Pentru a utiliza o sursă de lumină pentru iluminarea dorită, sunt necesare mecanisme specifice pentru a controla lumina, reajustând distribuția spațială a acesteia pentru a obține efectul dorit. Acest control se numește distribuție a luminii.
3. Cum diferă spectrul unui LED de spectrul altor corpuri de iluminat?
Un spectru este modelul de lumină monocromatică dispersată de un sistem dispersiv (cum ar fi o prismă sau o rețea de radiații) și aranjată secvențial în funcție de lungimea de undă (sau frecvență). Se mai numește și spectru optic. Întregul spectru electromagnetic include unde radio, radiații infraroșii, radiații ultraviolete și raze X. Acestea diferă în lungime de undă. Cea mai mare parte a spectrului, spectrul vizibil, este porțiunea spectrului electromagnetic vizibilă ochiului uman, cu lungimi de undă cuprinse între 400 și 760 nanometri care constituie lumina vizibilă tipică.
În prezent, majoritatea LED-urilor utilizează un cip LED albastru pentru a excita unul sau mai mulți fosfori, amestecând în cele din urmă lumina albastră cu lumina emisă de fosfor pentru a produce lumină albă. Prin urmare, spectrul unui LED tipic are de obicei mai mult de două vârfuri, în timp ce alte intervale de lungimi de undă au o intensitate radiantă relativ scăzută.
(Diferențe între spectrele LED-urilor și cele ale altor corpuri de iluminat)
4. Ce este temperatura de culoare? Ce senzații evocă diferite temperaturi de culoare?
Temperatura de culoare este o măsură a culorii (suprafeței de culoare) a unei surse de lumină. Atunci când culoarea emisă de o sursă de lumină este aceeași cu culoarea emisă de un corp negru la o anumită temperatură, temperatura corpului negru la acea temperatură este definită ca temperatura de culoare a sursei de lumină, exprimată în Kelvin (K). Deoarece majoritatea surselor de iluminare emit lumină denumită în mod obișnuit lumină albă, temperatura suprafeței de culoare sau temperatura de culoare corelată a unei surse de lumină este utilizată pentru a indica gradul în care culoarea luminii sale este relativ albă, cuantificând performanța culorii luminii sursei de lumină. Locusul corpului negru din sistemul de coordonate de culoare CIE arată procesul de schimbare a unui corp negru de la roșu la roșu-portocaliu la galben la alb-gălbui la alb și apoi la alb-albăstrui, așa cum se arată în diagrama de mai jos.
(Temperaturi de culoare diferite evocă sentimente diferite.)
Diferite temperaturi de culoare ale surselor de lumină au ca rezultat culori diferite ale luminii: temperaturile de culoare mai ridicate produc o lumină mai albăstruie, cunoscută în mod obișnuit sub numele de lumină albă rece; în timp ce temperaturile de culoare mai scăzute produc o lumină mai roșiatică, cunoscută în mod obișnuit sub numele de lumină albă caldă. Temperaturile de culoare sub 3300K creează o atmosferă stabilă și caldă; temperaturile de culoare între 3000 și 5000K sunt considerate intermediare și oferă o senzație de prospețime; temperaturile de culoare peste 5000K creează o senzație de răcoare. Culori diferite ale luminii de la diferite surse de lumină creează mediul optim.