1.7 Люмінесценція

Під люмінесценцією розуміють здатність деяких речовин (люмінофорів) випромінювати енергію, накопичену в межах атома, при переході електронів з більш високих енергетичних рівнів на більш низькі.

В нормальному (незбудженому) стані електрони атома знаходяться на нижніх енергетичних рівнях, характерних для даних атомів. В такому стані атоми можуть знаходитись як завгодно довго. При поглинанні порції енергії, що надходить з-за меж атома, електрони атомів переходять на більш високі енергетичні рівні, при цьому енергетичні рівні не однакові для атомів різних речовин. При поверненні електрона в початковий стан, випромінюється квант енергії.

В залежності від джерела збудження розрізняють електролюмінісценцію, фотолюмінісценцію, радіолюмінісценцію та інші види люмінесценції.

Академік С.І. Вавилов дав визначення люмінесценції – це таке випромінювання, надлишкове над тепловим, тривалість якого дорівнює або більше .

До побічних ознак люмінесценції можемо віднести селективність випромінювання, що залежить від властивостей випромінюючої речовини, і некогерентність випромінювання.

В процесі роботи властивості люмінофорів змінюються, в них відбуваються незворотні процеси, результатом яких є зниження яскравості випромінювання, зменшення потоку випромінювання, а іноді і зміна спектрального складу випромінювання.

1.8 Вимірювання оптичного випромінювання

Фотометрія – це розділ фізичної оптики, присвячений теорії і методам виміру оптичного випромінювання.

Існують два методи світлового вимірювання: суб'єктивний (зоровий), при якому приймачем служить людський орган зору, і об'єктивний (фізичний), де для світлових вимірів використовуються фізичні приймачі.

Зорова фотометрія ґрунтується на здатності ока оцінювати досить точно рівність яскравостей двох полів порівняння.

Фізичні приймачі підрозділяються на фотоелектричні, фотоелектронні, фотохімічні і теплові. Принцип дії фотоелектричних приймачів заснований на внутрішньому фотоефекті (фоторезистори, фотодіоди й ін.), фотоелектронних – на зовнішньому фотоефекті (електронно-оптичні перетворювачі та ін.), фотохімічних – на зміні структури деяких молекул (фотографічні матеріали), теплових – на тепловому ефекті (термоелементи, термопари та ін.).

Вимір світлового потоку здійснюється за допомогою кульового фотометра (фотометричної кулі). Сила світла виміряється за допомогою лінійного і розподільного фотометрів. Вимір яскравості в більшості випадків визначається непрямим методом. Вимір освітленості здійснюється люксметром.

2 Джерела світла

2.1 Основні показники джерел світла

Штучним джерелом світла називається прилад, що перетворює який-небудь вид енергії в світлове випромінювання.

В сучасних електричних джерелах світла електрична енергія перетворюється на світлове випромінювання двома шляхами: шляхом нагрівання тіла електричним струмом і електричним розрядом в газах та парах металів. Перші джерела отримали назву теплових, другі – розрядних.

Для характеристики джерел світла використовують наступні показники:

1. енергетичні:

– енергетичний ККД лампи ,

де – повний потік випромінювання лампи, Вт;

Р_л – потужність лампи, Вт;

– ефективний ККД лампи ;

– ефективний ККД потоку випромінювання лампи .

Усі перераховані вище показники джерела випромінювання взаємопов’язані

– світловіддача лампи (лм/Вт) .

2. світлотехнічні:

– спектральний склад випромінювання лампи Φ(λ);

– світловий (ефективний) потік випромінювання лами Φ, лм;

– пульсація світлового потоку – зміна світлового потоку в часі при живленні лампи змінним струмом;

– колірна температура – температура чорного тіла, при якій її випромінювання має таку ж кольоровість, як і випромінювання, що розглядається;

– передача кольору – характеризує вплив спектрального складу випромінювання джерела на зорове сприйняття кольорових об'єктів в порівнянні з сприйняттям при освітленні опорним джерелом.

3. електричні:

– номінальна (активна) потужність лампи , Вт;

– номінальна напруга лампи , В;

– коефіцієнт потужності лампи ;

– реактивна потужність лампи , вар;

– спосіб запалювання лампи.

4. експлуатаційні:

– корисний термін служби лампи – середня тривалість роботи до моменту зміни одного з її параметрів до величини, що більша за граничні, встановлені стандартом;

– повний термін служби лампи – час роботи лампи до виходу її з ладу;

– залежність основних параметрів лампи від відхилень напруги;

– старіння лампи – погіршення світлотехнічних показників лампи в процесі її експлуатації;

– періодичність чищення ламп;

– періодичність заміни ламп.