Цветовая температура светодиодных ламп — один из наиболее важных параметров, относящихся к осветительному оборудованию. Данный параметр следует принимать во внимание не только при решении интерьерных задач, но и при подборе автомобильных ламп. Цветовая температура — комплексное понятие, которое включает в себя такие характеристики, как спектральные свойства, цвет свечения, индекс цветовой передачи и много другое.
Физическая трактовка цветовой температуры
Впервые проблема цветовой температуры упомянута в работах великого физика Макса Планка. В его трудах по квантовой физике затрагивались законы распределения энергии, в результате чего было обособлено значение цветовой температуры. В качестве единицы измерения этого состояния (как и в случае абсолютной температуры) выбраны кельвины. Формула определяет этот показатель как равный температуре абсолютного черного тела, при которой тело производит излучение в цветовом диапазоне, равном измеряемому.
В люминесцентных лампах цветовая температура замеряется методом их сравнения с абсолютно черным телом. Отображается полученный показатель в виде линии черного тела. За абсолютно черное тело принимается всякий твердый объект, обладающий некоторыми свойствами. При этом объект находится в раскаленном состоянии. Когда меняются показатели, происходит смена и спектральных параметров. К примеру, когда на шкале Кельвина пересекается определенная метка, происходит рост синей части и падение красной. Если же температура падает, происходят обратные изменения.
Корреляция цветовой температуры
Когда температура абсолютно черного тела повышается, начинается процесс накаливания. Образно накаливание можно сопоставить с нагревом металла. Происходит смена цветов в определенном порядке: красный, оранжевый, желтый, белый, голубой. В цветовом пространстве процесс накаливания отображается на соответствующей кривой.
Для ламп накаливания цветовая температура примерно равна 2700 кельвинам. Излучение находится в теплой или красной области оттенков. При этом температура нити лампочки накаливании точно расположена на 2700 К.
Благодаря использованию спектрального анализа видимой части спектра, можно определить данные по другим типам источников света. К примеру, температура светодиодов не показывает степени их разогрева: на отметке 2700 К светодиод нагревается лишь до 80 градусов по Цельсию.
Восприятие цветов
Цветовосприятие каждого человека индивидуально. Восприятие каждого цвета — это некий компромиссный результат, полученный на основе обработки сигнала, принятого зрительными нервами. Воспринимаемые оттенки могут значительно отличаться от человека к человеку.
Также следует принимать во внимание и тот факт, что с возрастом происходит искажение цветовосприятия. В частности хрусталик приобретает желтоватый цвет, что вносит коррективы в восприятие приходящей от зрительных нервов информации. Также немалую роль в цветовосприятии имеет фактор психологии.
Общепризнанно, что человеческий глаз может отличать до 10 миллионов оттенков. Причем более четырех сотен из них относятся к разновидностям ахроматического серого цвета. Однако такое количество воспринимаемых оттенков не должно вводить в заблуждение: к примеру, солнечный луч легко искажает цветовосприятие.
Световые цвета
Определение холодного объекта без излучения не создает каких-либо сложностей. Одним из главных отражательных параметров такого объекта является длина волны или обратная ей характеристика — частота. Если же речь идет о разогретом излучающем теле, то дела обстоят по-другому.
Абсолютно черное тело не отражает световые лучи. В качестве примера можно привести спираль из вольфрама в стандартной электрической лампе. Разберемся, как соединяется такая лампочка через реостат с электрической цепочкой.
Ниже представлена последовательность наблюдений:
- Свет включен, электричество передается на клеммы.
- Уровень сопротивления медленно снижается.
- Абсолютно черное тело начинает слегка светиться красным.
Если в этот момент проверить температуру объекта, она будет находиться на уровне 900 градусов выше нуля. Согласно закону о сверхпроводимости, при нулевой температуре по Кельвину скорость атомов также будет равна нулю. Однако именно от скорости и зависит излучение.
Цветовая температура и оттенки
Для начала видимого спектра излучения абсолютно черного тела характерен уровень в 1200 кельвинов. Этот уровень граничит с красным оттенком. Если накаливать спираль и дальше, произойдут значительные цветовые изменения. При 2000 К вместо красного цвета появится ярко-оранжевый, со временем переходящий в желтый. Полное доминирование желтого наступит при 3000 К.
Для спиралей из вольфрама пиком является уровень в 3500 Кельвинов. Далее спирали подвергаются плавлению. Однако источники света других типов можно нагревать и до больших температур. К примеру, светодиоды без проблем разогреваются до 5500 К или даже более высоких температур. На 5500 К светодиоды покажут ярко-белый цвет, на 6000 К — голубоватый, а на 18000 К — фиолетовый.
Цветовая температура оказывает непосредственное влияние на восприятие оттенков. Характеристики холодной и теплой гаммы значительно разнятся. К примеру, температура свечки — 1200 К, а температурный показатель неба в зимнее время года может доходить до 12000 К.
| Цветовая температура | Оттенок | Характеристика |
|---|---|---|
| 2700К | Теплый белый, красновато-белый | Используется в обычных лампах накалывания. Делает интерьер более уютным, по настоящему домашним |
| 3000К | Теплый белый, желто-белый | Является характерным для большенства галогеновых ламп, несколько холоднее, чем свет от лампы накалывания |
| 3500К | Обычный белый | Таким является излучение от флюорисцентных трубок различных размеров |
| 4000К | Холодный белый | Является незаменимым атрибудом стиля хай-тэк, но своей стерильностью ассоциируется с больницей |
| 5000-6000К | Дневной | Используется для имитации дневного света в оранжереях и террариумах |
| 6500К | Холодный дневной | Используется при профессиональной фотосьемке и в кинематографе |
Выбор осветительных приборов нужно делать исходя из поставленных задач. При поиске соответствующего эффекта следует учитывать, что температура и интенсивность свечения могут восприниматься не одинаково в разное время суток.
Светодиодное освещение
Освещение на диодах — один из наиболее распространенных типов осветительных приборов. Цветовая температура диодов характеризуется тремя основными оттенками:
- Белый в теплой гамме (за рубежом обозначается как Warm White) — до 3300 К.
- Натуральный белый (Neutral White) — до 5000 К.
- Белый в холодной гамме (Cool White) — более 5000 К.
Температурные особенности светодиодов в значительной степени определяют сферы их применения. Прежде всего, диоды используются в уличном освещении, на рекламных билбордах, а также в автомобильной светотехнике.
Обратите внимание! Цветовая температура диодов позволяет не только установить контрастность, но и дает возможность определиться с тем, как будет восприниматься свет при смене погоды.
Белый свет в холодной гамме
Самой большой точностью восприятия отличается солнечное освещение. Для прочих же источников света характерны значительно более низкие показатели. К примеру, для большинства светодиодных светильников показатель температуры находится в границах 5000-8000 Кельвинов. Средний показатель передачи по соответствующему индексу не превышает 65 единиц.
К достоинствам источников света в холодной цветовой гамме относится их высокая контрастность, что очень хорошо при освещении затемненных предметов. Светодиоды, благодаря возможности функционирования на больших расстояниях, — лучший выбор для освещения дорожного покрытия.
Нейтральный и теплый свет
Следует учитывать, что холодные оттенки в наибольшей степени искажают восприятие цветов. Для холодного цвета характерна резкость, благодаря чему достигается контрастность, однако для человеческого глаза это вредно.
Теплая гамма менее раздражающе действует на зрение. В диапазоне 2500-6000 К индекс цветопередачи повышается до 75-80 единиц, и подобные осветительные приборы показывают отличные результаты на незначительных расстояниях. Теплые и нейтральные тона демонстрируют явное преимущество при освещении в плохую погоду. К примеру, атмосферные осадки оказывают существенное влияние на качество холодного света, тогда как для теплых оттенков дождь или снег несущественны. Причина в том, что теплые источники позволяют рассмотреть не только сам объект, но и пространство возле него. Кстати говоря, по той же причине теплая гамма более эффективна под водой.
Обратите внимание! Для энергосберегающих лампочек характерен теплый спектр. Это хорошо, так как для освещения жилых помещений малопригодна холодная гамма.
Ксеноновое освещение
Особенности ксеноновых и биксеноновых ламп диктуются не только компаниями-производителями, но и техническими нюансами, находящимися в тесной зависимости от цветовой температуры:
- Ярко-желтый цвет (3000 кельвинов) чаще всего используется в противотуманных фарах. Уровень светового потока приблизительно равен 3300 люмен.
- Бело-желтый (4300 К). Используется в противотуманном и головном освещении. Характеризуется повышенной цветоотдачей (3300-3500 люмен). Не перенапрягает зрительные нервы, хорошо заметен на сыром асфальте. Важная особенность — не угнетает зрение водителям попутных автомобилей.
- Стандартный белый (4500-5000 К). Подобный уровень цветовой температуры наилучшим образом воспринимается глазом человека. Характеризуется значительной цветоотдачей (примерно 3000 люмен), что позволяет использовать лампы со стандартным белым цветом для решения широкого диапазона задач.
- Белый холодного спектра и бело-голубой (свыше 6000 К). Степень голубизны в цвете варьируется в зависимости от разновидности оптической техники (линзы или рефлекторов). Осветительные приборы этого типа показывают худшие результаты в сырую погоду, но на сухом асфальте и на снегу по видимости им нет равных.
- Синий, фиолетово-синий (более 8000 К). Источники света с такими температурными показателями относятся к декоративным. Им свойственна невысокая излучающая способность (не более 2200 люмен), а потому утилитарное применение им найти сложно.
Обратите внимание! Согласно выводам европейских исследователей, большинство автовладельцев отдают предпочтение ксеноновым фарам с цветовой температурой на уровне 6000 К.
Заключение
Все характеристики освещения следует рассматривать в единстве. Цветовая температура связана с яркостью, контрастностью, что непосредственно сказывается на комфортности восприятия того или иного источника света. При этом для решения одних задач правильнее выбрать освещение в холодном спектре, для других же случаев оптимальным решением будет теплая цветовая гамма.