Какие источники света являются естественными?

Что такое источник света

Источник света – это объект, излучающий электромагнитную энергию в той области спектра, которая воспринимается человеческим зрением. Согласно законам физики, если отдельные объекты нагреваются до определенной температуры, то начинают светиться.

По сути, источником света можно назвать любой светящийся объект – будь то солнце, жуки-светлячки или разнообразное осветительное оборудование, производимое современными заводами.

Солнце – эталон для искусственного осветительного оборудования.

Виды и классификации источников света

Все варианты можно разделить на два основных типа – естественные и искусственные источники. Исходить из этого при рассмотрении вопроса проще всего, так как информацию легко систематизировать.

Естественные источники света

К этой группе можно отнести все явления природы и объекты, которые могут испускать свет, видимый человеком. Причем, излучение может быть как первичным, так и вторичным свойством объекта или явления. Все варианты в этом разделе возникли без вмешательства людей и деятельности других существ. Основные естественные источники:

1. Солнце. Хорошо знакомый всем объект, который не только излучает свет благодаря раскаленной структуре, но и является источником жизни на Земле.
2. Звезды, Луна и другие объекты из космоса. Огромное количество светящихся точек появляется на небе каждый день после захода солнца. И при этом природа свечения бывает разной. Если у Луны это отраженный свет, то другие объекты могут светиться самостоятельно. Также свечение может исходить от межгалактического газа, его также видно на некоторых участках неба.
3. Полярное сияние – еще один естественный источник.
4. Атмосферные электрические разряды также относятся сюда, хоть и вспыхивают на короткий промежуток времени.
5. Минералы и органические продукты могут светиться при окислении, то есть при горении.
6. Биолюминесценция живых организмов, яркий пример – известные всем светлячки.

Миллионы небесных тел светятся в темноте.

Все эти варианты встречаются в естественной среде и никак не зависят от человека. Он не может регулировать их яркость и влиять на нее.

Погода

• Солнечная

Все знают, что в солнечный день не стоит фотографировать, так как в результате фотографии будут иметь жесткие тени и четко очерченные контуры, которые будут не в пользу фотографа. В солнечный день, лучше фотографировать в глубокой тени, куда не попадают лучи солнца, например, тень большого здания, беседки и прочее.

• Облачная

Облачная погода является самой предпочтительной для съемок, поскольку облака дают мягкое освещение и изображение построено так, что цвета плавно вливаются один в другой по тону.

К сожалению, не всегда облачность может быть равномерной, а зачастую плотность ее колеблется, что влияет на интенсивность света.

• Другие необычные погодные условия

Можно ли фотографировать в необычных условиях? При урагане, грозе и шторме черное небо внесет в вашу фотографию драматичности.

Съемка в тумане поможет зрителю лучше почувствовать глубину изображения и выстроить хорошую перспективу.

Время суток

Чтобы получить идеальный результат при портретной или пейзажной съемке, то выбирайте рассвет или закат. 30 минут до заката и после рассвета, считается золотым временем для фотосъемки. Преимуществом является то, что освещение быстро меняется. Это позволяет получить целый ряд уникальных разнообразных снимков.

Единственный недостаток – возможность упустить идеальный момент съемки. На закате тени удлиняются и становятся менее яркими, а утром все с точностью наоборот.

Географическое положение

По географическому закону, чем дальше от экватора, тем продолжительность рассвета и заката больше.

Искусственные источники

До конца 19 века единственным искусственным источником света являлся огонь, во всех его интерпретациях. Позже активно стартовало бурное развитие электрических источников света. За почти 130 лет их существования огонь был практически полностью вытеснен – появились керосиновые лампы, свечи. Они и теперь используются, когда случается авария на станции, когда внезапно пропадает освещение, для романтического вечера, для создания соответствующей обстановки. В турпоходах, когда разрядились фонарики, используют керосиновую лампу. Для более обширного освещения можно развести костер.

Костер – искусственный или естественный источник света? Следует разобраться. Пламя сгорающих сухих сучьев, а также пламя свечи, газовой горелки и так далее – это искусственные источники. Хотелось бы отметить одну особенность. Искусственными источниками света могут управлять люди.

Рассудим так: в принципе, костер горит самостоятельно, отдавая еще и тепло. Возле него можно греться, видеть в темное время суток друзей, сидящих напротив и поющих под гитару. Вроде костер — это естественный источник света. Он дает свой неотраженный свет, как Луна. Но тут начинает костер гаснуть, появляется необходимость подкинуть дров. Чем больше дров, тем больше пламя. Значит, им можно управлять. Более того, изначально костер создали сами туристы. А искусственными источниками называются те, что создал человек. Отсюда напрашивается вывод: костер – это всё-таки искусственный источник света.

Искусственным также являются технические устройства, самого разнообразного строения. Это лампы накаливания, прожекторы, электрические светильники и прочее. Существуют тела, которые не могут излучать самостоятельно, а источают отраженный свет, например, Луна.

Более детально рассмотрим, какие источники света являются естественными.

Цветовая температура

Остановимся подробнее на этом параметре. Что это такое? Ну, если опираться на теорию, то это характеристика, определяющая температуру черного предмета, который излучает свой цвет. Измеряется данная характеристика в Кельвинах (К).

Газовые фонари

С новыми открытиями в области физики и химии люди получили в своё пользование более удобное, яркое и безопасное освещение — газовое. Газовые фонари или лампы применялись далеко не только для освещения улиц. В домах многих европейских стран этот источник искусственного света был очень популярным и развитым. Газ хранили в баллонах, и его было удобно транспортировать до мест использования по резиновым шлангам и медным трубам.

Газовый фонарь

Источник энергии

Следует отметить, что так называемый светильный газ, который использовали во времена газовых фонарей и ламп, был отнюдь не тем полезным ископаемым, которое все знают сегодня. Газ для освещения изначально делали путём пиролиза жира морских животных. Почитайте произведения Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан», «Дети капитана Гранта», «Таинственный остров». Получение светильного газа было одной из основных целей довольно опасного китобойного промысла.

Немногим позже в качестве горючего газа для освещения стали применять бензол и ацетилен. Но, несмотря на их сравнительно простое добывание, они были чрезвычайно дорогими. Частично именно из-за это их свет померк с изобретением и освоением электрической энергии. Киты и другие «жирные» животные должны быть признательны Василию Петрову, который обнаружил вольтову или электрическую дугу, так как с этого времени искусственный свет изменил вектор развития.

Электрические источники света

Многие наверняка думают, что первым электрическим источником света была лампочка накаливания. Несомненно, это ценнейшее изобретение, плодами которого мы пользуемся до сих пор. И окружённое многочисленными спорами — кто первый придумал.

Основные параметры источников света

Изучает раздел физики фотометрия.

1. Световой поток Ф, измеряется в лм — люмен. Характеризует мощность излучения, оценивается по световому ощущению глазом человека. Рассчитывается по формуле:

Формула 1

Ф= ε/t, где ε — количество световой энергии (кДж), t — время (измеряется в секундах, минутах или часах).

2. Световая отдача — отношение светового потока лампы к ее мощности, лм/Вт. Эту характеристику используют для оценки экономичности искусственного источника света. Проще говоря, можно узнать, сколько электрической мощности преобразуется в свет.

3. Яркость L, измеряется в кд/м2 (кандела на квадратный метр). Это главный фактор светоощущения.

4. Освещенность E, измеряется в лк (люкс). 1лк равен потоку излучения Ф=1 лм, равномерно распределенному по площади S=1м2.

Формула 2

E = Ф/S.

5. Сила света I, измеряется в кд (кандела). Является показателем интенсивности светового потока в определенном направлении. Рассчитывается по формуле:

Формула 3

I = Ф/Ω, где Ω — телесный угол, измеряется в стерадианах.

Сила света некоторых источников:

1. Солнце ≈ 3∙1027 кд.
2. Маяк ≈ 1∙105 кд.
3. Свеча ≈ 0,5–2 кд.
4. Прожектор ≈ 8 ∙ 108 кд.
5. Фара автомобиля (дальний свет) ≈ 12 000 кд.
6. Светлячок ≈ 0,01–0,001 кд.

Для искусственных источников света также имеют значение:

• номинальное напряжение питающей сети U, B;
• электрическая мощность W, Вт;
• срок службы t, ч;
• цветовая температура Tc, К;
• цветопередача.

Цвета предметов, изображения будут различаться лучше, если они освещены сплошным равномерным спектром. Чем ближе излучение лампы к солнечному свету, тем она лучше и дороже. При индексе цветопередачи более 90 цвета предметов будут казаться чрезвычайно насыщенными.

При низком индексе трудно определить цвет предмета, однако контуры будут видны. От яркости это практически не зависит.

Какие источники света используют в помещениях и на улице

Определение 2

Уличное освещение — средства искусственного увеличения оптической видимости на улице в темное время суток.

Как правило, осуществляется лампами, закрепленными на мачтах, столбах, путепроводах и других опорах. Для наружного освещения используют газоразрядные лампы высокого давления и светодиодные светильники, поскольку и те, и другие хорошо переносят перепады температур, имеют широкий диапазон мощности и длительный срок эксплуатации.

Для освещения помещений используют:

• естественное освещение от прямых солнечных лучей и рассеянного света небосвода;
• освещение, создаваемое искусственными источниками света (лампа накаливания, газоразрядные и светодиодные);
• совмещение 1 и 2 — при недостатке естественного освещения подключаются искусственные излучатели.

При строительстве и эксплуатации жилых и промышленных зданий учитывают естественное освещение, так как оно необходимо для:

• сохранения зрения человека;
• повышения работоспособности и жизненного тонуса;
• поддержания помещений в надлежащем санитарно-гигиеническом состоянии.

Интенсивность естественного освещения интерьера зависит от следующих факторов:

• время суток и сезон года, ориентация зданий по сторонам света;
• степень затенения света расположенными рядом зданиями, деревьями и т. п.;
• облачность, присутствие в воздухе пыли и газов, которые поглощают солнечные лучи;

количество и расположение окон — на одной или двух наружных стенах, верхних перекрытиях или комбинация этих вариантов.

Современные источники искусственного освещения преобразуют электрическую энергию в световой поток.

Выбор необходимого уровня освещенности в производственных помещениях зависит от:

• точности работы;
• коэффициента отражения рабочей поверхности;
• контраста между деталью и фоном;
• времени, в течение которого требуется напряжение зрения;
• наличия предметов, опасных для прикосновения.

Виды искусственного освещения:

общее — светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или рядом с оборудованием;

местное — дополнительно к общему освещению подключаются светильники непосредственно на рабочих местах.

Чаще всего применяют и общее, и местное освещение.

Искусственное освещение в помещении приблизительно можно рассчитать следующим образом:

1. Подсчитать число ламп в комнате или цехе, сложить их мощность в Ваттах.
2. Полученную суммарную мощность разделить на площадь помещения. Результат выражается в Вт/м2.
3. Умножить результат на специальный коэффициент е, показывающий, какое количество люксов дает удельная мощность, равная 1 Вт/м2.

Итоги

Искусственные источники освещения отличаются от естественных тем, что они созданы человеком. Контролируемый огонь, свечи, керосиновые и газовые лампы, все виды электрических лампочек — это всё искусственные источники света. К источникам естественного света относят объекты или явления, созданные природой без участия человека. Солнце, звёзды, полярное сияние, молния — это источники естественного света. Основным в нашей жизни является солнечный свет. Под его параметры наилучшим образом приспособлены наши глаза. Но, поскольку Солнце не светит ночью и в закрытых помещениях, человек вынужден был придумать искусственные источники света. Они делают нашу жизнь более продуктивной, удобной, комфортной, безопасной.