Valonlähde
.jpg)
Valonlähde on paikka, josta valo saa alkunsa. Maailman ensisijainen valonlähde on aurinko .
Alajaot ja ominaisuudet
Kaikille valonlähteille on ominaista aallonpituuden jakautuminen taajuuden ja voimakkuuden mukaan.
Valonlähteiden valikoima voidaan jakaa muiden kriteerien mukaan: mitattavan säteilyn ominaisuuksien, säteen reitin geometrian tai yksittäisten fyysisten ominaisuuksien, kuten kvanttienergian, mukaan . Mukaan avaruudellinen laajuus säteilevän lähteen, kohta valonlähteet ja hajavaloa lähteet eroavat toisistaan, riippuen kulloisestakin säteilyn ominaisuudet kuin all-round tai suunnattu säteily.
Fyysisesti erotetaan luonnolliset, paikallisesti rajalliset valonlähteet ( tulikärpäset , aamurusko , salama ) ja ihmisen tekemät keinotekoiset valonlähteet ( öljylamppu , valonlähde tai lamppu , laser , kuvaputki , valodiodi ).
Itsevalaiseva valonlähde, joka tunnetaan myös nimellä ”aktiivinen valonlähde” tai ensimmäisen asteen valonlähde, tuottaa valonlähteeseen säteilevän valon. Näitä itsevalaisevia elementtejä ovat aurinko, tähdet, tulikärpäset, tuli tai lamput.
Kaikkia muita kappaleita, jotka eivät loista itseään, kutsutaan "passiivisiksi valonlähteiksi", myös toisen tai korkeamman asteen valonlähteiksi. Voit sytyttää vain valaistuksella (kohdevalo) muiden valonlähteiden kanssa
- säteillä muita valon värejä (indusoitu säteily), kuten kirkkaita värejä, tai
- heijastaa tulevaa valoa, kuten esimerkiksi kuu heittää auringonvaloa maan päälle. Näihin passiivisiin lähteisiin kuuluu myös heijastimia ( kissan silmät ) ajoneuvoissa, jotka heijastavat valoa.
Lämpöpäästöt
Lämpösäteilijät tuottavat jatkuvaa säteilyä, ja lämpötilan noustessa säteilyn maksimi siirtyy infrapunasta punaiseen, siniseen ja ultraviolettivaloon (katso Planckin säteilylaki ). Mitä kuumempi lämmitin on, sitä sinisemmältä se näyttää. Energian muodolla, joka muuttuu lämmöksi ja johtaa säteilyyn, ei ole väliä.
- Sähköenergia : hehkulamppu , Nernst -lamppu , hiilikaarivalaisimen plasma
- Kemiallinen energia toimii pääasiassa palamisen aikana: öljy valaisimet, öljyvalot, mukaan lukien korkean intensiteetin lamppu , kaasu lyhty , kynttilä , taskulamppu. Yleensä liekit loistavat jokaisen tulipalon aikana hehkuvan, hajonneen hiilen läpi. Hieman erilainen prosessi on lämmön muuttaminen (mieluiten) näkyväksi valoksi vaipan avulla .
- Ydinfyysisellä energialla on ratkaiseva rooli auringossa maan asukkaiden alkuperäisimpänä valonlähteenä.
Ei-lämpösäteilijät
Toisin kuin lämpöpatterit, molekyylit ja atomit voidaan saattaa virittyneeseen tilaan toimittamalla eri alkuperää olevaa energiaa. Jos kiihtynyt palaa sitten takaisin perustilaan ( rekombinaatio ), energiaero vapautuu jälleen. Käytännön kannalta on erityisen tärkeää, että tämä säteilee säteilynä, jonka aallonpituudet ovat näkyvillä spektrin alueella. Tuloksena olevan säteilyn optinen komponentti on luminesenssi . Luminesenssissa erotetaan kaksi muotoa virityksen ja säteilyn välisen ajan mukaan. Fluoresenssi tapahtuu vain virityksen aikana, kun taas fosforesenssi tapahtuu myös sen jälkeen, kun ulkoinen viritys on jo lakannut. Molemmat ovat luminesenssin muotoja. Fosforointia (jälkivalaistus valaistuksen jälkeen) käytetään turvamerkkeihin, kellotauluihin tai koristeluun. Toisin kuin lämpöpatterin jatkuva spektri, epäjatkuvia spektrin viivoja tai kaistoja syntyy prosessisekvenssien vuoksi . Kaasupäästöt laimeissa kaasuissa osoittavat erittäin teräviä spektriviivoja , kun paineenalaiset kaasut (korkeapaineiset metallihöyrylamput ) linjat laajenevat.
Stimuloiva energia voi johtaa valonlähteeseen eri energiamuodoissa. Kun kyseessä on Fireflies tai hehku Stick , kemiallinen reaktio johtaa reaktion ja valon säteily. Valodiodit , kaasupurkauslamput ja EL-kalvot saavat valonlähteen tehtävän sähkövirran avulla kaasupurkaus- tai elektroluminesenssilla . Elektronipommitus, mukaan lukien fluoresoivasta luminoivasta materiaalista tuleva beetasäteily , stimuloi kuvaputkia ja loisteputkia hehkumaan, mukaan lukien katodoluminesenssi ja tritiumvalo .
Toinen luokka on (mieluiten) UV-valon muuntaminen fluoresenssin kautta näkyväksi valoksi fluoresoivien materiaalien avulla; nämä prosessit lyhyempien (korkeamman energian) aallonpituuksien muuttamiseksi (pidemmän aallon) näkyväksi valoksi ovat olennaisia loisteputkille ja valkoiselle valolle. lähettävät diodit. Näkyvän valon tuottamiseen tarkoitettu lyhytaaltoinen säteily on röntgensäteily ja gammasäteily "radioaktiiviselle" valovärille vanhempien laitteiden loisteputkissa . Synchrotron- ja Cherenkov -säteilyillä ei sen sijaan ole merkitystä keinotekoisina valonlähteinä.
Lasereita jännittää sähkövirta, lyhyempi aallonpituus tai kemiallinen energia, ja niitä käytetään harvoin valonlähteenä. Esimerkkejä laserien käytännöllisestä käytöstä valonlähteenä ovat infrapuna -kohdevalo, häikäisylaserit tai punaiset laserosoittimet . Vihreiden laserosoittimien valo syntyy kaksinkertaistamalla infrapunalasersäteen taajuus.
Yleisten kotitalouksien lamppujen valoteho
2010 -luvulla hitaasti sammunut hehkulamppu on huonompi kuin halogeenilamppu, jonka teho on noin 20 lm / W ja noin 10 lm / W. Ainoana tavallisena kotitalouden valonlähteenä, jota voidaan edelleen kehittää valotehokkuuden kannalta , LED ohitti (pienikokoisen) loistelampun noin 100 lm / W samana vuosikymmenenä.
Esimerkkejä
| Valonlähde |
Virrankulutus ( wattia) |
Valotehokkuus ( lm / W) |
Tyypillinen valovirta (lumenia) |
|||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Perustyyppi | Yksityiskohtainen tyyppi | minimaalinen | tyypillinen | enimmäismäärä | ||
| Liekki (sydän) | kynttilä | noin 50 | 0,1 | noin 5 | ||
| öljylamppu | 0.2 | |||||
| Liekki (nestepolttoaineen kaasutin) + vaippa | Suuritehoinen lamppu | jopa 1000 | 5.0 | jopa 5000 | ||
| Kaasuliekki + vaippa | CampinGaz -lamppu, jossa on butaania / propaania | 200 | ||||
| Asetyleenipoltin kovametallilamppu | litteä asetyleeniliekki , valmistettu kaksinkertaisesta keraamisesta suuttimesta 14 l / h | 200 | ||||
| Kaarilamppu | Puuhiili (täyttämätön) 55 V: n vaihtovirta - paikan valaistus | 300 | ||||
| Kaarilamppu | Puuhiili (täytetty) 55 V: n tasavirta - kalvon projisointi | 1000? | ||||
| Nernst -lamppu (vain: 1899–1913) | Zirkonium , yttrium , erbiumoksidi - huoneen valaistus, IR -spektroskopia | 200 | ||||
| Hehkulamppu hehkulamppu | Hiilikierre (historiallinen) | 40 | <8 | |||
| Hehkulamppu (volframi) | 230 V hehkulamppu | 5 | 5.0 | 25 | ||
| 230 V hehkulamppu | 25 | 8 | 200 | |||
| 230 V hehkulamppu | 40 | 10 | 10 | 10.3 | 400 | |
| 230 V hehkulamppu | 60 | 11.5 | 12.0 | 12.5 | 720 | |
| 230 V hehkulamppu | 75 | 12.4 | 937,5 | |||
| 230 V hehkulamppu | 100 | 13.8 | 14.5 | 15,0 | 1450 | |
| Halogeenilamppu | Halogeeni 12 V | 35 | 25 | 860 | ||
| Halogeeni 12 V (moottoriajoneuvo, todellinen 13,8 V) | 55 | 27,0 | 27.5 | 28.0 | 1512,5 | |
| Halogeeni 230 V GU10 | 50 | 12 | 600 | |||
| Halogeeni 230 V | 100 | 16.7 | 1670 | |||
| Halogeeni 230 V | 250 | 16.8 | 4200 | |||
| Halogeeni 230 V | 500 | 19.8 | 9900 | |||
| Halogeeni 230 V | 1000 | 24.2 | 24200 | |||
| Kaasupurkaus + loisteputki | Kompakti loistelamppu | 11 | 31.5 | 49.1 | 63.6 | 540.1 |
| Kompakti loistelamppu | 15 | 31.5 | 56,5 | 63.3 | 847,5 | |
| Kompakti loistelamppu | 20 | 30 | 57,5 | 67,5 | 1150 | |
| Kompakti loistelamppu | 23 | 55 | 60 | 60 | 1380 | |
| Kompakti loistelamppu | 70 | 75 | 5250 | |||
| Loisteputki , joka tunnetaan myös nimellä kylmäkatodi tai CCFL | 11 | 50 | 55 | 60 | 605 | |
| Loisteputki perinteisellä liitäntälaitteella (KVG, 50 Hz rikastin) | 36 | 60 | 75 | 90 | 2700 | |
| Loistelamppu, joka sisältää tavanomaisen liitäntälaitteen (KVG, 50 Hz kuristin) | 55 | 40 | 50 | 59 | 2750 | |
| Loistelamppu elektronisella liitäntälaitteella (EVG) | 36 | 80 | 95 | 110 | 3420 | |
| Loistelamppu, mukaan lukien elektroninen liitäntälaite (EVG) | 50 | 58 | 68 | 96 | 3400 | |
| Induktiovalaisin (elektroditon loisteputki, jossa induktiivinen syöttö) | 80 | |||||
| Kaasupurkaus, kaasupurkausputki | Xenon -korkeapainekaasupurkauslamput videoprojektorissa | 100-300 | 10 | 22.5 | 35 | 2250-6750 |
| Xenon -kaasupurkauslamput (korkeapainelamput elokuvateattereissa) | useita kilowatteja | 47 | ||||
| Metallinen halogenidilamppu | 35-1000 | 70 | 94 | 106 | 3290 - 94000 | |
| Korkeapaineinen elohopeahöyrylamppu (HID) | 50 | 55 | 60 | |||
| Hehkupurkaus (neon: oranssi) ilman fluoresoivaa materiaalia | 8 | |||||
| Xenon -valolamppu | 30 | 50 | ||||
| Mercury ksenonkaarilamppu (ajoneuvon ajovalot) | 35 | 50-80 | 52-93 | 106 | ||
| Korkeapaineinen elohopeahöyrylamppu (HQL), joissakin fluoresoiva materiaali | 50 | 36 | ||||
| Korkeapaineinen elohopeahöyrylamppu, joissakin fluoresoiva materiaali | 400 | 60 | ||||
| Metallihalogenidilamppu (HCI, HQI) | 250 | 93 | 100 | 104 | ||
| Korkeapaineinen natriumlamppu | 35-1000 | 120 | 140 | 150 | 4500-130000 | |
| Matalapaineinen natriumhöyrylamppu | 18-150 | 150 | 175 | 206 | 1800-26200 | |
| Rikkilamppu | 1400 | 95 | ||||
| Elektroluminesenssikalvo (EL -kalvo) | EL -kalvo | 1.2 | 5.0 | 9.0 | ||
| valodiodi | sininen | 0,05 - 1 | 1.0 | 8.5 | 16.0 | |
| Punainen | 0,05 - 1 | 5.0 | 47.5 | 90 | ||
| valkoinen (sininen ja loisteputki) | 5 asti | 65 | 140 | |||
| LED -lamppu (sininen LED + loisteputki, sis. Elektronisen liitäntälaitteen) | LED -lamppu 230 V valkoinen (4000 K) | 1-20 | 20 | 55 | 97.14 | |
| LED -lamppu 230 V lämmin valkoinen (2700 K) | 1-20 | 20 | 55 | 83,92 | ||
| LED -lamppu 230 V lämmin valkoinen (2700 K) | 7-12 | 58,75 | 75-85 | 94 | ||
| LED -lamppu 230 V lämmin valkoinen (2700 K; valkoinen + punainen) | 6-12 | 60 | 68 | 76 | ||
| teknisesti toteutettu valoteho | Lämmitin , 6600 K | 95 | ||||
| valotehon teoreettinen maksimi | valkoinen (5800 K), 400-700 nm | 251 | ||||
| vihreä, 555 nm - yksivärinen | 683 | |||||
Valontuotannon lisäksi värintoistoindeksi on tärkeä myös monille valkoisille kohdevaloille .
nettilinkit
Yksilöllisiä todisteita
- ↑ http://www.photonikforschung.de/forschungsfelder/lösungenled/wie-funktioniert-eine-led/
- ↑ Arkistoitu kopio ( muisto 21. helmikuuta 2016 Internet-arkistossa ) Nernst Lamp, nernst.de, Walter Nernst Memorial, Ulrich Schmitt, Institute for Physical Chemistry, Georg-August-Universität Göttingen, 9. joulukuuta 1999, päivitetty 19. kesäkuuta, 2013, käytetty 18. tammikuuta 2016.
- ↑ Eco-35 watin pehmeä valkoinen himmennettävä lamppu (4-pakkaus) 2015 .
- ↑ Osram "LUMILUX® T5 High Efficiency", 3650 lumenia ja 35 wattia eli 96 lumenia wattia kohti. Käyttöikä on 24 000 tuntia.
- ↑ Tekniset tiedot - Osram -metallihalogenidilamppu HMI 18000W / XS. (PDF; 201 kB) (Ei enää saatavilla verkossa.) Elektor-Verlag, 1. marraskuuta 2004, aiemmin alkuperäisessä muodossa ; Haettu 6. tammikuuta 2012 . ( Sivu ei ole enää käytettävissä , etsi verkkoarkistoista )
- ↑ väitetty saavutettu 50 W: n teholla. Nucor GbR, käytetty 6. tammikuuta 2012 .
- ↑ Philipsin 60W 806lm: n jälkiasennus kaukofosforilla. Museum of Electric Lamp Technology, 24. joulukuuta 2010, käytetty 6. tammikuuta 2012 .
- ↑ Philips Master LED -lamppu 'Glow' 7W. Museum of Electric Lamp Technology, 24. joulukuuta 2010, käytetty 6. tammikuuta 2012 .
- ↑ MASTER_LED_Designer_Bulb.pdf. Philips, 24. joulukuuta 2010; arkistoitu alkuperäisestä 14. toukokuuta 2013 ; Haettu 6. tammikuuta 2012 .
- ^ L-palkintolampun osittainen purkaminen. Doug Leeper, 6. toukokuuta 2012; Arkistoitu alkuperäisestä 1. heinäkuuta 2012 ; Haettu 29. kesäkuuta 2012 .
- ↑ "Brilliant-Mix" LED-konsepti takaa lämpimän valkoisen ja hyvän olon valon. Siemens, 11. toukokuuta 2011, käytetty 6. tammikuuta 2012 .
- ^ The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Donald L. Klipstein (Jr), 18. kesäkuuta 2011, käytetty 6. tammikuuta 2012 .
- ↑ Tom Murphy, Valkoisen valon suurin tehokkuus. 31. heinäkuuta 2011, käytetty 29. kesäkuuta 2012 . - Oletettu musta runko 5800 K: ssa, joka teoreettisesti säteilee vain näkyvällä alueella 400-700 nm
- ↑ Tom Murphy, Valkoisen valon suurin tehokkuus. 31. heinäkuuta 2011, käytetty 29. kesäkuuta 2012 . - hypoteettinen yksivärinen säteilijä silmän suurimmalla herkkyydellä
