МОЯ ТВОРЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

          " Каждая цивилизация в определенном возрасте имеет возможность возвысить, или разрушить себя. Если делается выбор в пользу возвышения, то возникает импульс, позволяющий появиться учениям об утерянных законах сущего".    ( Высший разум, ченнелинг).      
                                                                            М.И. Беляев ©

Расчет спектров излучения от общих источников света

  1. Интуитивная система домашнего освещения
  2. Построение спектров эмиссии в COMSOL Multiphysics
  3. Естественный дневной свет
  4. Лампы накаливания
  5. Флуоресцентные лампы
  6. Светодиодные лампы
  7. Комбинированные источники света
  8. Узнайте больше способов моделирования источников света

Мне нравится моя система освещения Philips Hue, которую я купил больше года назад. Система позволяет устанавливать миллионы различных цветов и тысячи уровней яркости для 18 лампочек с помощью смартфона. Вы также можете запрограммировать систему на автоматическое включение по мере приближения к месту проживания, известное как геозона, или в определенное время суток. Но как качество света сравнивается с другими технологиями освещения?

Интуитивная система домашнего освещения

Система Philips Hue работает за счет изменения количества синего, зеленого и красного света, которое вы можете настроить непосредственно со своего смартфона. Если вы чувствительны к определенному цвету света, вы можете просто избежать его. Вы можете настроить освещение в зависимости от вашего настроения, чтобы помочь сосредоточиться, зарядиться энергией, прочитать или расслабиться. Например, есть режим «Концентрат», который преимущественно выдает больше синего света, что, как показало, улучшает способность к концентрации. Когда я расслабляюсь по вечерам, я использую режим «Закат», который обеспечивает больше красных и оранжевых оттенков.

Прожив некоторое время с системой, я также обнаружил некоторые долгосрочные преимущества:

  • Я обычно засыпаю ночью легче, чем когда у меня были старые флуоресцентные лампы.
  • Мой счет за электроэнергию снизился примерно на 21 доллар в месяц с момента обновления системы. Это связано с тем, что светодиодная лампа 12 Вт может давать такой же оптический выход, что и лампа накаливания мощностью 60 Вт.

Сравнение некоторых настроек системы освещения в моей квартире. Слева: мягкий белый. Середина: красная. Справа: синий дождь.

Я пытался убедить своих родителей купить систему, но мои продажи не влияли на них. Я недавно купил им систему в качестве рождественского подарка, так как я такой хороший сын. Первый комментарий, который я услышал при демонстрации системы: «Ух ты, свет кажется таким естественным». Это побудило меня выяснить, почему это так, и можно ли использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics® для исследования основной физики. Ответ заключается в спектре излучения высокоэффективных светодиодных ламп. Сравнивая спектр излучения естественного света с излучением ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп, мы можем лучше понять это явление.

Построение спектров эмиссии в COMSOL Multiphysics

Спектры излучения для естественного дневного света, а также ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп приведены ниже. Как вы увидите, спектры излучения очень разные, и ни один из них не может идеально воспроизвести естественный дневной свет.

Естественный дневной свет

Давайте начнем с дневного света, прибывающего на поверхность земли от солнца. В настоящее время нет способа воспроизвести спектр излучения с помощью искусственного источника света. Тем не мение, световые трубки (или световые трубки) можно использовать для перенаправления входящего дневного света в подземные местоположения, такие как станции метро. Одним из примеров этого является подземная железнодорожная станция в Берлине. Световая труба простирается над станцией (показанной ниже, на левом изображении) и собирает свет, который передается через специальную трубу вниз в подземную станцию ​​(показанную ниже, справа).

Слева: световая труба у входа на вокзал в Берлине. Изображение Даббелю - собственная работа. Лицензия под CC BY-SA 3.0 , с помощью Wikimedia Commons , Справа: световая трубка пропускает свет в подземный терминал. Изображение Till Krech - Flickr. Лицензия под CC BY 2.0 , с помощью Wikimedia Commons ,

Световая труба создает более естественное освещение на вокзале в течение дня. Очевидный недостаток этого подхода заключается в том, что он не будет работать ночью, создавая необходимость в искусственном освещении, которое имитирует естественный дневной свет.

Спектр излучения для естественного света обычно соответствует распределению Планка в видимой части спектра, как мы можем видеть ниже. Ни один из цветов не является предпочтительным по сравнению с другим, хотя интенсивность в светло-синей области самая высокая, около 460 нм.

Спектр излучения видимого света, поступающего на поверхность Земли от Солнца
Спектр излучения видимого света, поступающего на поверхность Земли от Солнца.

Лампы накаливания

Лампа накаливания содержит вольфрамовую нить, которая резистивно нагревается, когда через нее проходит ток. При температуре около 2000 К нить начинает излучать видимый свет. Для предотвращения сгорания вольфрамовой проволоки колба заполнена газом, обычно аргоном. Тепло, генерируемое в нити, переносится в окружающую среду посредством излучения, конвекция и проводимость. Лампа накаливания испускает большую долю красного света, чем естественный дневной свет. Излучение распространяется даже на инфракрасную часть электромагнитного спектра, что приводит к напрасной трате энергии и снижению общей эффективности лампы.

Спектр излучения в видимом диапазоне типичной лампы накаливания
Спектр излучения в видимом диапазоне типичной лампы накаливания.

Флуоресцентные лампы

Люминесцентная лампа обычно состоит из длинной стеклянной трубки, содержащей смесь ртути и редкого газа, такого как аргон, под низким давлением. Внутри этой трубки образуется неравновесный разряд (плазма). Это означает, что температура электронов отличается от температуры окружающей газовой смеси. Например, температура электронов может быть порядка более 20000 К, но температура газа остается относительно близкой к комнатной температуре, 300 К. Поскольку плазма не находится в равновесии, реакции электронного удара изменяют химический состав газовой смеси. в манере, управляемой столкновительными процессами. Эти столкновения могут производить электронно-возбужденные нейтралы, которые впоследствии могут производить спонтанное излучение фотонов на определенных длинах волн.

Видимый свет создается двумя механизмами: оптическим излучением непосредственно из разряда или возбуждающими люминофорами на поверхности трубки. Люминесцентные лампы часто вызывают проблемы у людей, страдающих от нарушения зрения, называемого синдромом Ирлена, и, по неподтвержденным данным, люди часто жалуются на головные боли и мигрени при длительном воздействии флуоресцентных ламп.

Как вы можете видеть на графике ниже, спектр излучения флуоресцентного источника света выглядит довольно странно. Квантование происходит либо из-за прямого излучения плазмы, либо из-за люминофоров, но для человеческого глаза излучаемый свет все еще кажется белым. Как и лампы накаливания, люминесцентные лампы могут быть неэффективными, потому что плазму необходимо поддерживать, и она излучает излучение в невидимом диапазоне.

Спектр излучения типичной флуоресцентной лампы
Спектр излучения типичной флуоресцентной лампы.

Светодиодные лампы

Светодиоды революционизируют светотехническую промышленность, так как они часто намного более эффективны с точки зрения светоотдачи и более долговечны, чем традиционные технологии ламп накаливания. Например, обычные потребительские светодиодные лампы работают на 10-20% мощности, необходимой для работы лампы накаливания сопоставимой яркости. Они также имеют срок службы более 25 000 часов по сравнению с 1000 часами для ламп накаливания.

Светодиоды намного эффективнее ламп накаливания, потому что они работают совершенно по-другому. Светодиоды представляют собой полупроводниковые устройства, которые излучают свет, когда электроны в зоне проводимости переходят через запрещенную зону посредством излучательной рекомбинации с дырками в валентной зоне. В отличие от ламп накаливания, светодиоды излучают свет в очень узком диапазоне длин волн.

Первоначально красный, зеленый и желтый светодиоды были разработаны в 1950-х и 1960-х годах. Тем не менее, это было изобретение синий светодиод Это привело к созданию новых эффективных источников белого света. Синий свет, излучаемый такими светодиодами, может использоваться для стимулирования более широкого спектра излучения от люминофорного слоя вокруг корпуса светодиода или может быть напрямую объединен с красными и зелеными светодиодами для создания белого света.

Как показано на графике ниже, спектры светодиодов для настройки желтого люминофора приближаются к спектрам естественного дневного света. Синего света больше, чем лампы накаливания, и почти вся мощность излучается в видимом спектре.

Спектр излучения типичной светодиодной лампы на теплом, белом фоне
Спектр излучения типичной светодиодной лампы на теплом, белом фоне.

Комбинированные источники света

Различные спектры излучения представлены на одной оси ниже. Хотя ни одна из лампочек точно не воспроизводит естественный дневной свет, светодиодная лампа явно является наилучшим приближением. Все излучение происходит в видимом диапазоне, что делает устройство очень эффективным.

Спектры излучения от дневного света и типичных ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп
Спектры излучения от дневного света и типичных ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп.

Как правило, лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют фиксированный оптический выход. Светодиодные лампы с фиксированным спектром излучения также доступны. Составляя графики спектров излучения различных источников света, мы можем сделать вывод, что светодиодные лампы наиболее точно повторяют естественный дневной свет.

Узнайте больше способов моделирования источников света

Как мы видели в этом посте, существует много разных способов создания искусственного света. Все методы, описанные выше, могут быть смоделированы с различными уровнями детализации с использованием COMSOL Multiphysics с модулями Semiconductor, Plasma, Heat Transfer или Ray Optics.

  • Прочитайте сообщение в блоге:
  • Скачать учебную модель:

PHILIPS является зарегистрированной торговой маркой Koninklijke Philips NV и ее филиалов.

Похожие

Система электрического освещения
... света, электросчетчики, электропроводка - все это тоже нужно было придумывать. Это заняло несколько лет экспериментов. Людвиг Бём из Германии тщательно взорвал стекло, чтобы сделать лампочки. Чарльз Бэтчелор из Великобритании испытал одну вещь за другой, чтобы создать нить, крошечную нить, которая светится внутри лампочки. Платина, резина, даже черная сажа от керосиновых ламп - Батчелор испробовал тысячи материалов. Огни все еще не будут гореть достаточно долго. Осенью 1879 года злоумышленники
Больше смайликов для WhatsApp
Томас Рау Каждая стандартная клавиатура в вашем смартфоне поставляется с множеством смайликов - забавных мини-картинок, которые помогут вам украсить сообщения в Whatsapp. Вы вызываете их своим собственным ключом или удерживая определенную клавишу в течение более длительного времени. С помощью дополнительного приложения вы также можете увеличить количество смайликов.
10 способов сделать практику правописания интересной
Многие родители заставляют своих детей практиковать написание слов, произносить их вслух или писать снова и снова. Но это может быстро устареть! Так как же сделать практику правописания более увлекательной для вашего ребенка? Вот десять новых способов взглянуть на эти слова.
Самый старый свет во вселенной
Пятьдесят лет назад два радиоастронома из Bell Labs обнаружили слабый, постоянно присутствующий гул в их телескопе, который они не могли идентифицировать. После исключения радиопередач, радиолокационных сигналов, слишком теплого приемника и даже помета от голубей, гнездящихся внутри прицела, они поняли, что обнаружили мягкую космическую статику, исходящую из-за пределов нашей галактики. Действительно, казалось, что он заполнил все пространство. Перенесемся на пять десятилетий вперед,
Свет и тепло перевернуть соединение между фазами
Ученые из Японии теперь могут преобразовать ионную жидкость в твердый координационный полимер, используя ультрафиолетовый свет , а затем поверните переключатель, используя тепло.
Правительство больше не хочет угля в Польше
Атом, морские ветряные мельницы и солнечные фермы должны быть столпами энергии. Ветряные мельницы на земле должны быть погашены, а доля угля упадет до 1/3 от общего объема энергии За неделю до начала Всемирного климатического саммита в Катовице министерство энергетики решило показать, как оно намерено преобразовать национальный энергетический сектор. Кшиштоф Чоржевски, глава министерства, представил в пятницу проект государственной энергетической политики до 2040 года. Общественные консультации
Лампы низкого энергопотребления: объяснение светодиодов, КЛЛ и галогенов
Я нахожу довольно удивительным, что некоторые люди все еще используют старомодные лампы накаливания, когда современные лампы с низким энергопотреблением намного дешевле в эксплуатации, даже если они немного дороже в покупке. Экономия, которую вы можете сделать, может удивить вас, поскольку они так высоки.
Как это написать? 7 способов попрактиковаться в правописании. Английский.
Как помочь ребенку научиться писать по-английски? Есть много методов. Для меня наиболее эффективными являются те, которые сочетают в себе веселье, охватывающее всю семью. Эрудит, например. Конечно, мы должны изменить правила игры. Мы можем подготовить список слов с детьми, чье написание необходимо выучить. Это будет наш словарь и шпаргалка, которую вы сможете использовать чаще всего. Чем чаще мы смотрим на слова из словаря, тем лучше. Совместная игра в английской, немецкой или французской
Парфюмерные ароматы - естественный способ создать красивый аромат в комнате
осведомленность общественности о здоровом образе жизни и функционировании в гармонии с природой с каждым годом возрастает. Все чаще и чаще мы отказываемся от достижений науки и техники, чтобы двигаться к естественному. Когда мы понимаем, сколько вредных химических соединений находится в нашем ближайшем окружении, мы начинаем искать способ устранить или заменить их природными растворами.
Тестовый экзамен проверит знания восьмиклассников. «Будет больше открытых заданий»
С 18 по 20 декабря будет проведен экзамен для учащихся восьмого класса, подготовленный Центральной экзаменационной комиссией. Все начальные школы, которые хотят это сделать, могут принять в нем участие.
Земля Блестящих - Больше, чем "Вселенная Аниме Стивена"
... света, а настоящие тела из камня, на способность которых наносить удар влияет шкала твердости Мооса; и хотя оба они затрагивают проблемы обществ, застрявших в стазисе, их миростроительство совершенно разное. И, наконец, обе серии были запущены в производство в 2012 году, что стало настоящим совпадением, по крайней мере, на концептуальном уровне. История Страны Блестящих обманчиво проста: на какой-то неизвестной планете, которая может быть или не быть постчеловеческой

Комментарии

Исходя из вашего опыта, вы бы сказали, что все больше и больше женщин регулярно проходят профилактические осмотры?
Исходя из вашего опыта, вы бы сказали, что все больше и больше женщин регулярно проходят профилактические осмотры? Со мной здесь, да. Я заметил, что такая тенденция существует, но, возможно, причина в том, что я постоянно объясняю, как важно делать цитоплазму раз в год. Как вы думаете, что можно улучшить в системе здравоохранения? Сами материальные основы могут быть улучшены. Больницы подлежат ремонту. В противном случае в Болгарии достаточно оборудования
Больше, чем лист технических характеристик, что дает Xperia Z3 использовать?
Больше, чем лист технических характеристик, что дает Xperia Z3 использовать? Какая дерзость! Одним из сильных маркеров Xperia, несомненно, является дизайн. Трезвый, улучшающий, Xperia Z - это прежде всего красивые объекты. Если мы всегда
Так зачем тратить больше времени и денег на модернизацию туалета, когда его нынешний работает нормально?
Так зачем тратить больше времени и денег на модернизацию туалета, когда его нынешний работает нормально? Это аргумент, что маркетологи биде должны победить в США. Удастся ли им в итоге? Время покажет.
Вы не знаете, что решать, что больше всего нужно?
Вы не знаете, что решать, что больше всего нужно? Не волнуйтесь, мы расскажем, что выбрать для завершения раскладки! Список школьных принадлежностей, необходимых для каждого учащегося: канцтовары тетради в ряд и чековые книжки технический и чертежный блок простая и самоклеящаяся цветная бумага Предметы искусства краски для постеров или акварельные краски карандаши или свечи
Что больше всего смущает в новом телефоне, так это то, как вы попали бы в него?
Что больше всего смущает в новом телефоне, так это то, как вы попали бы в него? Ходят слухи, что Face ID не доступен, чтобы сэкономить деньги ... поэтому, если верить полноэкранной версии, как бы вы открыли телефон? Имея это в виду, более традиционный, статичный дизайн со сканером отпечатков пальцев, кажется, имеет больший вес ... так что давайте посмотрим, что появится. iPhone SE 2: что мы хотим увидеть Мы придумали список пожеланий, наполненный функциями, которые
Возвращаясь к уровню 2 и делая все, что опасно - что ваши дети любят делать больше всего?
Возвращаясь к уровню 2 и делая все, что опасно - что ваши дети любят делать больше всего? Я бы сунул пальцы в розетку и открыл ящики ножами, положил их поверх такого списка;)
Что мне больше всего нравится в Preply?
Что мне больше всего нравится в Preply? Тот факт, что учителя добавляют краткую информацию о себе и что студенты могут комментировать и оценивать репетиторов и качество их обучения через Skype. Чтобы ввести профили учителей, мы видим, сколько людей имеют опыт, где он их получил, какой вариант испанского он использует и на каких уровнях образования он специализируется. Я был бы осторожен с отзывами учеников, известно, что они не всегда могут быть объективными и оценивать фактические педагогические
Почему же тогда мы не видим больше 3-4, включая временные измерения?
Почему же тогда мы не видим больше 3-4, включая временные измерения? предполагается, что остальные были подвергнуты компактификации, пока невозможно найти технический метод для их наблюдения, и наши 3 были исключительно расширены. Сразу после образования вселенной в большой космической толще струны обернулись вокруг размеров, не позволяя их дальнейшему космическому расширению, но случайные тепловые колебания сделали на три больше, чем другие. Тогда струны сталкивались и обматывали их. И из-за
На что мы тратим больше всего?
На что мы тратим больше всего? Родители сходятся во мнении, что новый учебный год связан с самыми большими расходами на покупку одежды и обуви . Во-вторых, мы обмениваемся аксессуарами с сумками, пеналами и тетрадями на переднем крае. Стоимость подиума закрыта учебниками и книгами . Позиция в средней школе и дополнительные классы также занимают высокие позиции в наших домашних бюджетах.
Разве я не хочу больше двигаться?
Разве я не хочу больше двигаться? Начните с начала медленно. Достаточно двух дней. Вы все еще можете увеличить свою спортивную дозу позже, если вам не хватает. Таким образом, вы продолжаете получать удовольствие, можете постепенно повышать уровень физической подготовки и оставаться в курсе событий. Четыре шага, которые вы должны рассмотреть в начале: (начните со спортивного гида) Найдите спорт, который вам нравится
Вы просто хотите узнать больше о зданиях вокруг вас и достопримечательностях, которыми вы восхищаетесь во время путешествия?
Вы просто хотите узнать больше о зданиях вокруг вас и достопримечательностях, которыми вы восхищаетесь во время путешествия? Независимо от того, много ли вы знаете об архитектуре или мало о архитектуре, вы обнаружите, что это краткое руководство, описывающее столь разнообразные застроенные ландшафты по всему миру, является бесценным. Он не только предоставляет богато иллюстрированные, простые в использовании сообщения о наиболее важных тенденциях, которые доминировали в архитектуре со времен

Но как качество света сравнивается с другими технологиями освещения?
Так как же сделать практику правописания более увлекательной для вашего ребенка?
Как это написать?
Как помочь ребенку научиться писать по-английски?
Исходя из вашего опыта, вы бы сказали, что все больше и больше женщин регулярно проходят профилактические осмотры?
Как вы думаете, что можно улучшить в системе здравоохранения?
Больше, чем лист технических характеристик, что дает Xperia Z3 использовать?
Так зачем тратить больше времени и денег на модернизацию туалета, когда его нынешний работает нормально?
Удастся ли им в итоге?
Вы не знаете, что решать, что больше всего нужно?
Где купить автомобильный держатель iphone 4

К сожалению, в свое время я не получил никакого образования - закончил 9 классов и все. Поэтому мне не оставалось ничего, как найти работу без образования, и устроился таксистом. Сразу же мне понадобился

Тур по Украине

В последнее время, люди выезжая отдыхать в отпусках, стараются не просто полежать в комфортной гостинице, или на теплом песке, а как можно сильнее слиться с природой, ощутить ее дух и набраться ее

Где купить бленду для фотоаппарата

Я себе заказывал здесь бленду вот для фотоаппарата, заказывал бленду EW-60C для Canon EF-S 18-55mm f/3. 5-5. 6, материал у нее пластик,

    © Беляев М.И., "МИЛОГИЯ"
           Сайт ЯВЛЯЕТСЯ ТВОРЧЕСКОЙ МАСТЕРСКОЙ АВТОРА, открытой для всех посетителей. Убедительная просьба сообщать  о всех замеченных ошибках, некорректных формулировках.
          Книги " Основы милогии ", " Милогия " могут  быть высланы в Ваш адрес наложенным платежом,
e-mail: [email protected]