Vše, co potřebujete vědět o světle a jeho principech vnímání – lidsky a stravitelně

 

 Kupujete-li si světlo nebo nový lustr do svého obýváku, pravděpodobně se po jeho instalaci moc nezaobíráte tím, jak přesně žárovka uvnitř funguje nebo jak dané světlo vlastně vnímá vaše oko. Přitom o hodně přicházíte! V dnešním článku vám proto odhalíme nejen základní principy vnímání světla a barev, ale také fungování žárovky, takže pokud rádi nahlédnete i pod pokličku fungování světel, čtěte dál…

Jak vnímáme světlo?

 

Světlo je druh elektromagnetického vlnění o různých vlnových délkách. Abychom světlo mohli charakterizovat, je třeba na něj pohlížet s ohledem na různé fotometrické faktory, které popisují, jak vlastně světlo působí na lidské oko, jak jej člověk vnímá a rozlišuje. Mezi základní fotometrické veličiny, se kterými se běžně u světel můžete setkat, patří například svítivost, světelný tok zdroje nebo také osvětlení.

Vlnová délka světla

Vlnová délka světla neboli délka vlny popisuje délku jedné elektromagnetické vlny. Udává se v metrech nebo v délkách od ní odvozených – nanometrech (nm) nebo mikrometrech (µm). Vlnové délky světla, které vidíme, leží někde mezi vlnovými délkami infračerveného a ultrafialového záření.

Barevné spektrum

Barevné spektrum je v podstatě část elektromagnetického záření, kterou je lidské oko schopné zachytit. Jednoduše řečeno světlo. Elektromagnetické záření sestává z různých vlnových délek v rozmezí zpravidla 380-750 nm. Ve vodě nebo v jiném prostředí se světlo pochopitelně láme, takže jeho vlnová délka se poté odvíjí od indexace lomu.

Vnímání barev lidským okem

Možná vám teď neodhalíme nic světoborného, nicméně barevné spektrum neobsahuje nám všechny známé barvy. Jak je to možné? Jednoduše proto, že náš mozek je natolik chytrý, a lidské oko tak vnímavé, že když spojí své síly, namíchají pro náš zrak také všechny další barvy. Vidíme-li bílé světlo, kupříkladu sluneční, znamená to, že nám byly namíchány všechny základní barvy z barevného spektra, tedy červená, zelená a modrá. Lidské vidění je proto trichromatické. Za to, že vidíme barevně, vděčíme receptorům neboli čípkům, které se nachází v lidském oku. Oční sítnice jich čítá okolo 6 milionů.

 

Nejdelší vlnovou délku má červená barva, což znamená, že se šíří nejvíce do dálky, a proto se také používá na výstražná značení, na semaforech, laserech apod. Naopak nejkratší má modrá barva, takže ji díky jejímu velkému rozptylu nalezneme třeba ve svítilnách nebo na předních světlech aut.

A co neviditelné záření?

Některá světla se však pro naše oko zdají neviditelná, třeba právě ultrafialové nebo infračervené záření. Ultrafialové záření se nachází pod hranicí zhruba 400 nm a infračervené se potom vyskytuje až nad 700 nm. Infračervené záření se hojně využívá v léčitelství nebo v infrasaunách, kde jej ucítíte jako příjemné teplo. Největším zdrojem infračerveného i ultrafialového záření je samozřejmě slunce. Jako lidé tato záření nevidíme, někteří živočichové (například někteří plazi, ptáci, hmyz) jej ovšem dokážou vnímat.

 

Přenechme tedy neviditelné záření živočichům a pojďme se zaměřit na světelný zdroj, který denně používá téměř každý z nás, na žárovky a zářivky.

Je světlo vycházející ze žárovky vůbec světlo?

Když si pořádně prohlédnete žárovku, všimnete si, že se uvnitř nachází jakési stočené vlákno, tedy topné těleso, které bývá obvykle z wolframu. Jakmile rozsvítíme světlo, těleso se vlivem elektrického proude začne zahřívat a ve výsledku se ohřeje až na neuvěřitelných 2 500 °C.

To, jakou barvu světlo vyzařuje, závisí na teplotě daného tělesa.

Možná si říkáte: Jak to, že žárovka při takové teplotě neshoří? Fígl spočívá v tom, že uvnitř baňky není kyslík, ale směs dusíku a argonu či dalších z inertních plynů. Pokud se teplota ovšem zvýší, sníží se také životnost žárovky. Nicméně existují i žárovky, které vydrží i vyšší teploty, například žárovky halogenové.

Na světlo se přemění pouze 5 % celkové energie

Když má těleso například 600 °C, vnímáme ho jako červené. Jakmile však přesáhne teplotu zhruba 1 300 °C, začne vyzařovat bílé světlo. Bílé světlo ovšem vnímá jen naše oko, jelikož jinak vzniká vyzařováním všech barev spektra, přičemž jeho maximální vyzařování neleží v jeho viditelné části, nýbrž v části infračerveného záření. Infračervené záření ovšem nevnímáme jako světlo, ale jako teplo. Zajímavé ovšem je, že na světlo je celkově přeměněno asi jen 5 % celkové energie.

Průkopník světelného průmyslu - LED žárovky

 

To, že se na světlo přemění zhruba jen 5 % celkové energie, se však děje pouze u klasické wolframové žárovky, jejíž prodej a výroba v Evropě značně upadá, a to právě z důvodu bezvýznamného úniku energie. Aby nedocházelo ke zbytečnému plýtvání energií, používají se LED žárovky nebo jiné zdroje světla, třeba právě zmiňované halogenové žárovky, výbojky nebo zářivky. Kouzlo LED žárovek spočívá především v jejich dlouhé životnosti, průměrně vydrží zhruba 25 let.

Zářivky

Zářivky patří mezi další, velmi často používaný, světelný zdroj. Zářivku tvoří těleso se skleněnou trubicí a žhavícími elektrodami, které jsou naplněné rtutí a argonem. Uvnitř trubice se nachází vakuum, kde dochází k tzv. doutnavému výboji, a následně ke vzniku ultrafialového záření, které je, jak už víme, neviditelné. Aby se tedy UV záření uvnitř trubice přeměnilo na světlo, jsou stěny trubice pokryty luminiscenční vrstvou.

Využití a výhody zářivek

Náběh světla u zářivek je poněkud delší a jeho rozptyl zase širší, takže své využití najdou spíše ve větších prostorách, kde se svítí v delších frekvencích, například v kancelářích, ve školách apod. Z výhod zmíníme určitě delší životnost a až 80% úsporu. Dochází-li u zářivky ke spínání řekněme osmkrát za 24 hodin, její životnost se může vyšplhat až na 12 tisíc hodin.

 

Platobne metody