Ljuskälla
En ljuskälla är den plats från vilken ljus kommer ut. Den primära globala ljuskällan är solen .
Underindelningar och egenskaper
Ett kännetecken för alla ljuskällor är våglängdsfördelningen beroende på frekvens och intensitet.
Mångfalden av ljuskällor kan delas upp enligt ytterligare kriterier: enligt egenskaperna hos mätbar strålning, enligt strålbanans geometri eller enligt individuella fysiska egenskaper såsom kvantenergi . Enligt den strålande källans rumsliga utbredning skiljer sig punktljuskällor och diffusa ljuskällor beroende på respektive strålningsegenskaper som strålning runt eller i riktning.
I fysiska termer görs en åtskillnad mellan naturliga, lokalt begränsade ljuskällor ( eldflugor , norrsken , blixtar ) och konstgjorda konstgjorda tekniska ljuskällor ( oljelampa , ljuskälla eller lampa , laser , bildrör , ljusdioder ).
En självlysande ljuskälla, även känd som en "aktiv ljuskälla" eller första ordningens ljuskälla, genererar det utsända ljuset i ljuskällan. Dessa självlysande element inkluderar solen, stjärnor, eldflugor, eld eller lampor.
Alla andra kroppar som inte lyser sig själva kallas ”passiva ljuskällor”, även andra eller högre ordning ljuskällor. Du kan bara tända genom att belysa (spotlighting) med andra ljuskällor
- avger andra ljusfärger (inducerad emission), såsom ljusfärger, eller
- reflektera det infallande ljuset, precis som månen kastar solljus på jorden. Dessa passiva källor inkluderar även retroreflektorer ( kattögon ) på fordon som reflekterar ljus.
Termiska sändare
Termiska sändare levererar kontinuerlig strålning, med ökande temperatur skiftar strålningsmaximumet från infrarött till rött, till blått och ultraviolett ljus (se Plancks strålningslag ). Ju varmare en värmare är, desto blåare ser den ut. Energiformen som omvandlas till värme och leder till strålning spelar ingen roll.
- Elektrisk energi : glödlampa , Nernst -lampa , plasma av kol båglampa
- Kemisk energi arbetar främst vid förbränning: oljelampor, fotogenlampor, inklusive högintensiva lampa , gas lykta , ljus , ficklampa. Generellt, vid varje eld, lyser flammorna genom det glödande, spridda kolet. En något annorlunda process är omvandlingen av värme till (helst) synligt ljus med hjälp av en mantel .
- Kärnfysisk energi spelar den avgörande rollen i solen som den mest ursprungliga ljuskällan för jordens invånare.
Icke-termiska sändare
Till skillnad från termiska radiatorer kan molekyler och atomer sättas i ett upphetsat tillstånd genom att leverera energi av olika ursprung. Om den upphetsade sedan går tillbaka till marktillståndet ( rekombination ) frigörs skillnaden i energi igen. För praktisk användning är det särskilt viktigt att detta avges som strålning med våglängder inom det synliga spektralområdet. Den optiska komponenten i den resulterande strålningen är luminiscens . I luminiscens görs en skillnad mellan två former beroende på tiden mellan excitation och strålning. Fluorescens uppträder endast under exciteringen, medan fosforescens också uppträder efter att den yttre excitationen redan har upphört. Båda är former av luminiscens. Fosforescens (efterglöd efter belysning) används på säkerhetsskyltar, urtavlor eller som dekor. Till skillnad från det kontinuerliga spektrumet för den termiska radiatorn uppstår diskontinuerliga spektrallinjer eller band på grund av processekvenserna . Gas urladdningar i utspädda gaser visar mycket skarpa spektrallinjer , med gaser under tryck (högt tryck metallånga lampor ) linjerna breddar.
Den stimulerande energin kan leda till ljuskällan i olika energiformer. I fallet med eldflugor eller glöd pinne , de kemiska reaktions leder till en reaktion och emission av ljus. Ljusdioder , gasurladdningslampor och EL-folier ges funktionen som en ljuskälla med hjälp av elektrisk ström med gasurladdning eller elektroluminescens . Elektronbombardemang, inklusive betastrålning från ett fluorescerande självlysande material , stimulerar bildrör och fluorescerande skärmar att lysa, inklusive katodoluminiscens och tritiumljus .
En annan kategori är omvandlingen av (helst) UV-ljus genom fluorescens till synligt ljus med hjälp av fluorescerande material; dessa processer för att omvandla kortare (högre energi) våglängder till (längre våg) synligt ljus är grundläggande för lysrör och vitt ljus avger dioder. Kortvågsstrålning för generering av synligt ljus är röntgenstrålning och gammastrålning för "radioaktiv" ljusfärg i de fluorescerande skärmarna på äldre enheter . Synkrotronstrålning och Cherenkov- strålning , å andra sidan, har ingen betydelse som artificiella ljuskällor.
Lasrar är upphetsade av elektrisk ström, kortare våglängd eller kemisk energi och används sällan som ljuskälla. Exempel på praktisk användning av lasrar som ljuskälla är infraröd målbelysning, bländarlaser eller röda laserpekare . Ljuset från gröna laserpekare genereras genom att fördubbla frekvensen från en infraröd laserstråle.
Ljuseffekt av vanliga hushållslampor
Glödlampan, som långsamt dö ut under 2010-talet, är sämre än halogenlampan med cirka 20 lm / W med cirka 10 lm / W. Som den enda vanliga hushållsljuskällan som fortfarande kan utvecklas när det gäller ljuseffektivitet , passerade LED-lampan (kompakt) lysrör vid cirka 100 lm / W under samma årtionde.
Exempel
Ljuskälla |
Effektförbrukning ( i watt) |
Ljuseffekt (i lm / W) |
Typiskt ljusflöde (i lumen) |
|||
---|---|---|---|---|---|---|
Grundtyp | Detalj typ | minimal | typisk | maximal | ||
Flamma (på veke) | ljus | cirka 50 | 0,1 | ca 5 | ||
oljelampa | 0,2 | |||||
Flamma (förgasare med flytande bränsle) + mantel | Högintensiv lampa | upp till 1000 | 5.0 | upp till 5000 | ||
Gasflamma + mantel | CampinGaz-lampa med butan / propan | 200 | ||||
Acetylenbrännare KARBIDLAMPA | platt acetylenflamma , gjord av dubbel keramiskt munstycke i 14 l / h | 200 | ||||
Båglampa | Kol (ofylld) 55 V växelström - platsbelysning | 300 | ||||
Båglampa | Kol (fylld) 55 V likström - filmprojektion | 1000? | ||||
Nernst-lampa (endast: 1899–1913) | Zirkonium , yttrium , erbiumoxid - rumsbelysning, IR-spektroskopi | 200 | ||||
Kolfilament glödlampa | Koltråd (historisk) | 40 | <8 | |||
Glödlampa (volfram) | 230 V glödlampa | 5 | 5.0 | 25: e | ||
230 V glödlampa | 25: e | 8: e | 200 | |||
230 V glödlampa | 40 | 10 | 10 | 10.3 | 400 | |
230 V glödlampa | 60 | 11.5 | 12,0 | 12.5 | 720 | |
230 V glödlampa | 75 | 12.4 | 937,5 | |||
230 V glödlampa | 100 | 13.8 | 14.5 | 15,0 | 1450 | |
Halogenlampa | Halogen 12 V | 35 | 25: e | 860 | ||
Halogen 12 V (motorfordon, verklig 13,8 V) | 55 | 27,0 | 27.5 | 28,0 | 1512,5 | |
Halogen 230 V GU10 | 50 | 12: e | 600 | |||
Halogen 230 V. | 100 | 16.7 | 1670 | |||
Halogen 230 V. | 250 | 16.8 | 4200 | |||
Halogen 230 V. | 500 | 19.8 | 9900 | |||
Halogen 230 V. | 1000 | 24.2 | 24200 | |||
Gasurladdning + lysrör | Kompakt lysrör | 11 | 31.5 | 49.1 | 63,6 | 540,1 |
Kompakt lysrör | 15: e | 31.5 | 56,5 | 63.3 | 847,5 | |
Kompakt lysrör | 20: e | 30: e | 57,5 | 67,5 | 1150 | |
Kompakt lysrör | 23 | 55 | 60 | 60 | 1380 | |
Kompakt lysrör | 70 | 75 | 5250 | |||
Lysrör , även känt som en kall katod eller CCFL | 11 | 50 | 55 | 60 | 605 | |
Lysrör med konventionell förkopplingsdon (KVG, 50 Hz choke) | 36 | 60 | 75 | 90 | 2700 | |
Lysrör inklusive konventionell förkopplingsdon (KVG, 50 Hz choke) | 55 | 40 | 50 | 59 | 2750 | |
Lysrör med elektronisk förkoppling (EVG) | 36 | 80 | 95 | 110 | 3420 | |
Lysrör inklusive elektronisk förkoppling (EVG) | 50 | 58 | 68 | 96 | 3400 | |
Induktionslampa (elektrodlöst lysrör med induktiv matning) | 80 | |||||
Gasutsläpp, gasutsläppsrör | Xenon högtrycksgasurladdningslampor i videoprojektorer | 100 till 300 | 10 | 22.5 | 35 | 2250 till 6750 |
Xenongas urladdningslampor (högtryckslampor i bioprojektorer) | flera kilowatt | 47 | ||||
Metallhalogenlampa | 35 till 1000 | 70 | 94 | 106 | 3290 till 94000 | |
Högtrycks kvicksilverånglampa (HID) | 50 | 55 | 60 | |||
Glödurladdning (neon: orange) utan fluorescerande material | 8: e | |||||
Xenon båglampa | 30: e | 50 | ||||
Mercury xenon båglampa (fordonsstrålkastare) | 35 | 50-80 | 52-93 | 106 | ||
Högtrycks kvicksilverånglampa (HQL), en del med fluorescerande material | 50 | 36 | ||||
Högtrycks kvicksilverånglampa, en del med fluorescerande material | 400 | 60 | ||||
Metallhalogenlampa (HCI, HQI) | 250 | 93 | 100 | 104 | ||
Högtrycksnatriumlampa | 35 till 1000 | 120 | 140 | 150 | ||
Natriumånglampa med lågt tryck | cirka 80 | 150 | 175 | 200 | ||
Svavellampa | 1400 | 95 | ||||
Elektroluminescerande film (EL-film) | EL-folie | 1.2 | 5.0 | 9,0 | ||
ljusdiod | blå | 0,05 till 1 | 1.0 | 8.5 | 16,0 | |
röd | 0,05 till 1 | 5.0 | 47,5 | 90 | ||
vit (blå med lysrör) | tills 5 | 65 | 140 | |||
LED-lampa (blå LED + lysrör, inkl. Elektronisk förkoppling) | LED-lampa 230 V vit (4000 K) | 1 till 20 | 20: e | 55 | 97,14 | |
LED-lampa 230 V varmvit (2700 K) | 1 till 20 | 20: e | 55 | 83,92 | ||
LED-lampa 230 V varmvit (2700 K) | 7 till 12 | 58,75 | 75-85 | 94 | ||
LED-lampa 230 V varmvit (2700 K; vit + röd) | 6 till 12 | 60 | 68 | 76 | ||
tekniskt implementerad ljuseffekt | värmare , 6600 K | 95 | ||||
teoretiskt maximalt ljusflöde | vit (5800 K), 400-700 nm | 251 | ||||
grön, 555 nm - svartvitt | 683 |
Förutom ljusflödet är färgåtergivningsindex också viktigt för många vita strålkastare .
webb-länkar
- Ljuskällor - information från Federal Office for the Environment
Individuella bevis
- ↑ http://www.photonikforschung.de/forschungsfelder/lösungenled/wie-funktioniert-eine-led/
- ↑ Arkiverad kopia ( minnesmärke från 21 februari 2016 i Internetarkivet ) Nernst Lamp, nernst.de, Walter Nernst Memorial, Ulrich Schmitt, Institute for Physical Chemistry, Georg-August-Universität Göttingen, 9 december 1999, uppdaterad 19 juni, 2013, åtkom 18 januari 2016.
- ↑ Eco 35-watts mjuk vit dimbar glödlampa (4-pack) 2015 .
- ↑ Osram "LUMILUX® T5 högeffektivitet" med 3650 lumen vid 35 watt, det vill säga 96 lumen per watt. Livslängden är 24 000 timmar.
- ↑ Teknisk information - Osram metallhalogenlampa HMI 18000W / XS. (PDF; 201 kB) (Ej längre tillgänglig online.) Elektor-Verlag, 1 november 2004, tidigare i originalet ; Hämtad den 6 januari 2012 . ( Sidan är inte längre tillgänglig , sök i webbarkiv )
- Edly påstås uppnås vid 50 W. Nucor GbR, nås den 6 januari 2012 .
- ↑ Philips LED 60W 806lm eftermontering med fjärrfosfor. Museum of Electric Lamp Technology, 24 december 2010, öppnades 6 januari 2012 .
- ↑ Philips Mästare LEDbulb 'Glow' 7W. Museum of Electric Lamp Technology, 24 december 2010, öppnades 6 januari 2012 .
- ↑ MASTER_LED_Designer_Bulb.pdf. Philips, 24 december 2010; arkiverat från originalet den 14 maj 2013 ; Hämtad den 6 januari 2012 .
- ^ L-pris glödlampa delvis nedbrytning. Doug Leeper, 6 maj 2012; arkiverad från originalet den 1 juli 2012 ; Hämtad 29 juni 2012 .
- ↑ Den ”Brilliant-Mix” LED koncept säkerställer varmvit, må-bra ljus. Siemens, 11 maj 2011, öppnades 6 januari 2012 .
- ^ The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Donald L. Klipstein (Jr), 18 juni 2011, öppnades 6 januari 2012 .
- ↑ Tom Murphy, maximal effektivitet av vitt ljus. 31 juli 2011, nås 29 juni 2012 . - Hypotetisk svart kropp vid 5800 K, som teoretiskt endast avger i det synliga området från 400 till 700 nm
- ↑ Tom Murphy, maximal effektivitet av vitt ljus. 31 juli 2011, nås 29 juni 2012 . - hypotetisk monokrom emitter vid maximal känslighet i ögat