Влияние температуры света на человека
В быту распространено мнение, что искусственный свет может быть «тёплым» и «холодным». Речь идёт, прежде всего, об оттенках светового излучения. Понятие «температура света» (или «цветовая температура») действительно имеет важное значение для светодизайна в интерьере. Но так ли на самом деле холодны «холодные» оттенки света? И как выбрать температуру света для конкретного помещения? Давайте разбираться.
В чем измеряют цветовую температуру?
Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).
- Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
- Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
- Оранжевый цвет — 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
- Жёлтый цвет — 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
- Белый цвет — 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
- Голубой цвет — 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.
Факт № 1. Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел.
Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах — сравнительный условный показатель.
Как это работает в обычной жизни?
Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.
При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.
| Цветовая температура, K | Оттенок | Применение |
| 2500–3000 | Тёплый оранжевый | Уютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники. |
| 3000–4000 | Тёплый желтоватый | Комфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников. |
| 4000–5000 | Нейтральный белый | Дневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников. |
| 5000–6500 | Голубоватый | Такую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях. |
Факт № 2. Для определённых зон в доме или квартире, а также под конкретные ситуации (для гостиной — приём гостей, романтический ужин и т. д.) подбирают источники света с наиболее комфортным оттенком и соответствующей цветовой температурой.
Цветовая температура источника света и восприятие её оттенков
Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачный светодизайн покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.
- Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500–3000 К).
- Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000–4000 К).
- Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000–6500 К).
- Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
- Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
- Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.
Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера.
Факт № 3. Наши глаза различают около 10 млн. различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.
Что такое индекс цветопередачи?
Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.
Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта. Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.
| Характеристика | Коэффициент | Примеры ламп |
|---|---|---|
| Эталон | 99–100 | Лампы накаливания, галогенные лампы |
| Очень хорошая | Более 90 | Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы |
| Очень хорошая | 80–89 | Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы |
| Хорошая | 70–79 | Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы |
| Хорошая | 60–69 | Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы |
| Посредственная | 40–59 | Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей |
| Плохая | Менее 39 | Лампы ДНат (натриевые) |
Факт № 4. Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.
Цветовая температура и наши эмоции
Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека.Так, теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют деятельность. Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.
Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.
Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.
При низком уровне освещенности (мало света), то есть при «теплом свете» (Тцв=3000 К), человек лучше чувствует себя, это наиболее комфортная температура для человека. Если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).
Факт № 5. Температура света влияет на психологическое состояние человека, создаёт определённую атмосферу в помещении, активизирует работу организма или, напротив, расслабляет.
Человеческий глаз устроен таким образом, что способен улавливать малейшие отклонения цветовой температуры. Причем их диапазон чрезвычайно широк — от 2500 до 10000 К. Изменения данного показателя влияют на наше эмоциональное и психологическое состояние, работоспособность. Именно поэтому при создании гармоничного и комфортного освещения нельзя пренебрегать фактами, приведёнными в этой статье.
В дальнейших публикациях мы познакомим вас с не менее важными особенностями светодизайна, которые позволят вам создавать комфортные и эстетичные интерьеры. Подписывайтесь на обновления нашего блога и черпайте идеи для своих работ!
Источник
Ноя 13 • L[PRO]SPECTU, Статьи • 10003 Просмотров •
Загрузка…
Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №4-5 2015
МГК «Световые Технологии» совместно с Казанским Государственным Энергетическим Университетом (КГЭУ)
Изменяя цветовую температуру источников света в окружающем пространстве можно влиять на самочувствие, настроение и работоспособность человека. Это подтвердило первое заявочное исследование, проведенное специалистами МГК «Световые Технологии» совместно с Казанским Государственным Энергетическим Университетом (КГЭУ).
По просьбе редакции, компания «Световые Технологии» любезно предоставила краткий адаптированный отчет о проведенном первом этапе исследования для публикации в нашем журнале.
ЗАДАЧА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Существует гипотеза, что различная цветовая температура окружающих источников света может влиять на работоспособность и психоэмоциональное состояние человека. В основе этой гипотезы лежит факт воздействия света на особый тип фоточувствительных рецепторов, отвечающих за регулирование циркадных (суточных) циклов организма человека. С целью подтверждения данной гипотезы были проведены исследования влияния различных цветовых температур светодиодных светильников на организм человека.
Исследования проведены совместно компанией «Световые Технологии» и Казанским Государственным Энергетическим Университетом.
Дизайн исследования
База исследования: ФГБОУ ВПО «Казанский Государственный Энергетический Университет», кафедра «Светотехника и Медико-биологическая Электроника». Период проведения исследований: 27.04.2015-28.05.2015.
В КГЭУ на кафедре СМЭ для проведения данного исследования были выделены две идентичные по размеру и дизайну соседние аудитории (Схема 1), в которых проводились практические, лабораторные и лекционные занятия. В первой аудитории (А-212) была полностью заменена вся система освещения. В ходе модернизации были установлены светильники МГК «Световые Технологии» серии Color Fusion, а именно LINER/S LED 1200 CF с изменяемой цветовой температурой (фото 1 на след. странице) и система управления (контроллер и панель управления) с запрограммированными сценариями освещения. Во второй аудитории (А-214) система освещения была оставлена без изменений (стандартные линейные люминесцентные светильники с нейтральной цветовой температурой без возможности управления световым потоком). Сравнительная оценка воздействия цветовой температуры источников света на организм человека проведена при условии соблюдения в обоих случаях нормативных требований к освещению учебных помещений и идентичности светораспределения светильников.
Согласно дизайну исследований, во время занятий в обоих аудиториях снимались показатели работоспособности, самочувствия и настроения. В аудитории, где были установлены светодиодные светильники, показатели снимались при 2800, 4000 и 5800К, в аудитории с люминесцентными светильниками – при нейтральной цветовой температуре.
Схема 1. Вид аудиторий с люминесцентными и светодиодными светильниками
В исследованиях приняло участие более 100 человек- студенты 1,2,3,4,5 курсов, мужчины и женщины в возрасте от 17 до 23 лет. Суммарное количество обработанных бланков – 239. Исследовательский коллектив состоял из преподавателей КГЭУ кафедры СМЭ, практикующего психолога и специалистов компании «Световые Технологии».
ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
В обоих аудиториях при различных цветовых температурах основного освещения проводились тестирования с применением бланковых методик (Таблица 1). Для оценки устойчивости внимания, работоспособности и утомляемости студентов была применена методика корректурных проб Бурдона-Анфимова и Теппинг-тест. Для оценки психоэмоционального состояния — опросник САН (самочувствие активность настроение).
Обработка результатов проводилась при помощи сравнительного анализа полученных результатов, а также с использованием статистических методов анализа данных (усреднение, определение достоверности разницы между средними значениями выборок с помощью t-критерия Стьюдента, определение доверительного интервала).
Табл. 01. Состав методик исследований
| Название методики | Средства получения результатов | Затраченное время, мин |
| Корректурные Пробы | Таблицы Бурдона-Анфимова | 2 |
| Теппинг-тест | Методика Ильина | 0,5 |
| Опросник САН | Бланк опросника САН | 3 |
Корректурные Пробы. Зрительная работоспособность в данном методе определяется по количеству знаков в просмотренной части корректурной таблицы, продуктивности, количеству ошибок и точности выполнения зрительной работы в заданный интервал времени.
Теппинг-тест предназначен для определения состояния нервной системы человека по психомоторным показателям. Показатели оцениваются в соотношении количества проставленных точек в бланке за отведенный промежуток времени.
Опросник САН — это бланковый тест, предназначенный для оценки психоэмоционального состояния человека. Сущность оценки заключается в том, что испытуемые соотносят свое состояние с рядом признаков по многоступенчатой шкале.
СТАТИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Результаты и выводы по Корректурным пробам
1. Гипотеза о том, что зрительная работоспособность при разных режимах освещения должна отличаться, статистически доказана.
2. Продуктивность при светодиодном освещении с Тц = 5800К по сравнению с люминесцентным освещением выше на 20%. Продуктивность в режиме освещения с Тц = 5800К около 15% выше, чем при Тц = 4000К. Продуктивность при Тц=2800К не имеет отличий от продуктивности при ЛЛ (График 1).
График 1. Сравнительный анализ средних показателей за весь период исследований по методики КП
3. При светодиодном освещении с Тц = 5800К точность выполнения зрительной работы увеличилась примерно на 10% по сравнению с ЛЛ.
Результаты и выводы по опроснику САН
1. Гипотеза о том, что различные режимы освещения должны оказывать влияние на самочувствие, активность и настроение, статистически не доказана. Однако в результате анализа полученных данных можно сделать вывод об индивидуальной реакции человека на различные внешние раздражители, в том числе цветовую температуру освещения, т.е. особенности спектрального состава излучения источников света.
Воздействие цветовой температуры освещения на организм человека. Первое заявочное исследование от компании МГК «Световые Технологии» и КГЭУ
2. Некоторые результаты тестирования – сравнение данных по отдельным испытуемым подтверждают гипотезу о том, что Тц = 5800К вызывает активность человека.
Воздействие цветовой температуры освещения на организм человека. Первое заявочное исследование от компании МГК «Световые Технологии» и КГЭУ
3. Средние показатели за весь период исследований выявили снижение работоспособности. При данном состоянии обычно наблюдается сдвиг в сторону снижения активности и самочувствия, по сравнению с настроением, что можно наблюдать при СД-2 с цветовой температурой Тц = 2800К (Таблица 2.).
Табл. 02. Средние показатели САН за весь период исследований
| ЛЛ | СД-1(5800) | СД-4(4000) | СД-2(2800) | |
| Самочувствие | 5,2 | 5,4 | 5,4 | 4,9 |
| Активность | 4,5 | 4,9 | 4,7 | 4,5 |
| Настроение | 5,4 | 5,4 | 5,6 | 5,2 |
Воздействие цветовой температуры освещения на организм человека. Первое заявочное исследование от компании МГК «Световые Технологии» и КГЭУ
Результаты и выводы по Теппинг-тесту
1. Гипотеза о том, что спектральные особенности излучения источников света должны оказывать влияние на психомоторную деятельность, статистически не доказана, однако при Тц = 5800К более явно просматривается тенденция к снижению интенсивности психомоторной деятельности в следствие утомления, а при Тц = 2800К наблюдается более пологая кривая, которая может свидетельствовать о стабилизации психомоторной деятельности.
Помимо бланковых методик, у студентов была получена субъективная оценка разных типов освещения. На вопрос: «Как вы себя чувствуете?», когда студенты находились при теплой (2800К) цветовой температуре освещения, большинство студентов отметило расслабленное, сонное состояние своего организма, нежелание какой-либо активности. На вопрос: «Как вы себя чувствуете?», когда студенты находились при холодной (5800К) цветовой температуре освещения, студенты отметили бодрость, активность и желание трудиться. Для исключения возможности коллективного разума ответы на вопросы давались анонимно, в письменной форме, при соблюдении тишины в аудитории.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Несмотря на короткий период проведения исследования, уже сейчас можно сделать предварительные выводы по воздействию различной цветовой температуры освещения на организм человека. Таким образом, в результате проведенных исследований, доказано влияние различных типов освещения на зрительную работоспособность. Выявлено повышение продуктивности при выполнении тестов при светодиодном освещении при Тц = 5800 K по сравнению с люминесцентным освещением. Выявлено влияние различных режимов освещения на психофизиологический фон, в частности, выявлена тенденция к расслаблению при светодиодном освещении при Тц = 2800K.
В связи с ограниченными временными возможностями проведения исследования (окончание учебного года), было принято решение о проведении второго этапа исследования, который начнется при возобновлении учебного периода. Это позволит получить большее число статистически проверенных данных, что, в свою очередь, скажется на достоверности полученных результатов.
Об исследовании
Исполнители со стороны КГЭУ:
– М.Ф. Садыков, заведующий кафедрой СМЭ, к.т.н;
– Р.Р. Шириев, доцент кафедры СМЭ, к.т.н;
– И.С. Матвеева, практикующий психолог.
Исполнители со стороны ООО «МГК «Световые Технологии»:
– О.С. Внукова, старший менеджер проектов;
– А.В. Павлова, директор по развитию медицинского освещения.
Представленные результаты несут исключительно информативный характер и ни при каких обстоятельствах не могут рассматриваться как учебное пособие по проектированию осветительных установок для внутреннего освещения или медицинское пособие по управлению биоритмами человека.
Полное или частичное использование материалов возможно только с письменного разрешения ООО «МГК «Световые Технологии».
info@msk.ltcompany.com
01.09.2015 г
влияние освещенияисследованиеСветовые Технологии
Похожие Записи
« Проект освещения площадок Чемпионата Европы по настольному теннису Светодиоды Good LED: надежность и убойные цены! »
Источник
Граждане читатели, технари и гуманитарии, вы находитесь в опасности, немедленно переместитесь на улицу под теплое летнее солнышко (если погода позволяет), это не учебная тревога! Повторяю это не учебная тревога! Ну а если окружающие не оценят вашу попытку провести эвакуацию, то устраивайтесь поудобнее и давайте поговорим с вами об освещении. Если в двух словах, статья про воздействие бытового (внутреннего) освещения на наш с вами организм. Я постараюсь не перегружать статью техническими сведениями, для всех любознательных коллег оставлю соответствующие ссылки. Однако, без графиков все же не обойдемся (люблю я их просто). Статья получилась длинная, так что в итоге я решил что мы рассмотрим в первую очередь спектральную характеристику освещения (тут подробнее).
Итак, представьте, друзья, что живет где-то на свете среднестатистический человек, назовем его Василий. И вот значится жил себе жил Василий 20 лет на опушке леса в средней полосе нашей бескрайней родины, да вот захотелось ему «кофе от лучших бариста», свитшотов, да «айфонов» глянцевых и решил Василий в город податься. А чтобы ему совсем не сладко жилось, то решил он податься в офис на цокольном этаже в славный город Мурманск, ну в общем в «бетонную коробку офисную», дабы трудится там не покладая рук и света божьего не видеть.
А вот, что же там Василия ждало, спрятано под катом, всех любознательных милости просим.
Статья будет большая и по смыслу делиться на три части
1 – Спектральные характеристики источников света
2 – Как можно померить спектр с помощью прямых рук и «синей изоленты»
3 – Кратко о воздействии света на человека
*Примечания представленные в статье спектры ввиду технических ограничений могут отличаться от реальных источников света, если есть желание проверьте сами.
Часть 1 – спектральные характеристики источников света
Для начала рассмотрим основные моменты
1. До массового внедрения в быт электрических источников света, человечество во многом подстраивало свою жизнедеятельность (суточный цикл) под естественное освещение.
2. Естественное освещение изменяется втечении суток, спектр излучения у него непрерывный, солнце светит в ультрафиолетовом, видимом, и инфракрасных диапазонах. для естественного освещения не характерна пульсация.
3. Современный человек обычно проводит добрых 90% своего времени в помещениях (транспорт тоже будем считать искусственной средой)
4. В помещениях человек, часто пользуется искусственным освещением (или совмещенным), даже летним днем не все имеют возможность использовать только естественное освещение
5. Свет влияет на биологические процессы в организме человека
Вот так выглядит спектр солнца с «радугой» и графиком, кто-то добросовестно сфотографировал московское небо
Вот тут есть еще
Вернемся к Василию. Как мы помним почти всю свою сознательную жизнь он провел на природе, посмотрим как ему светило солнышко, и почему от него у ежей быстрей росли колючки.
Ответственные мужи занимающиеся светотехникой сделали для нас модель условного дневного света различной цветовой температуры( это xls в котором можно моделировать не бойтесь ), мы представим, что ранним утром Василию светило солнышко с температурой 4000К, в полдень с температурой 5500К ну а днем все 7000К, ну а к ночи двигалось в обратном порядке (примерная цветовая температура источников света тут).
Но такое лакомое солнышко светило очень и очень давно, что может ждать нашего героя попавшего в «бетонную коробку»?
Учитывая, что большинство людей занятых на работах не связанных с производством, вряд ли сидят в помещениях похожих на офисы категории «А», то многих (и меня в частности) ждет это
Дешёвые люминесцентные лампы с электромагнитной пуско-регулирующей аппаратурой, например ЛБ-40 с индексом цветопередачи (способностью воспроизводить корректно цвета) CRI<70.
Возможно это будут более дорогие заморские
баклажанные
, лампы от Osram или Philips с CRI>80, ну а поскольку график под рукой у меня завалялся и для компактных люминесцентных ламп КЛЛ, то упомянем и про них.
Картинки с «радугой» под сплойером, рекомендую посмотреть, и сравните с представленным выше московским небом, будет очень наглядно.
Итак, что мы видим, мы видим мечту любого скалолаза и способ проверки друзей по методу В. Высоцкого, а именно, горы и пики, причем чем дешевле лампа тем больше «Гималаи» мы наблюдаем.
О чем нам это говорит? Это говорит нам в первую очередь о том, что свет совсем не такой как естественный. А если учесть, что наш подопытный Василий вынужден сидеть под совсем неизменным светом все свои 8 рабочих часов. Помните график выше? Естественный свет изменяется в течении дня, а этот вот нисколечко нет. Таким образом наш организм страдает от нахождения под непривычным освещением. Что связано с ухудшением здоровья, уменьшением зрительной работоспобности и производительности труда. Не верите мне? Спросите у мудрейшего Юлиан Борисовича Айзенберга (справочник по светотехнике стр. 889).
Где же выход, возможно светодиодное освещение?
Ну пожалуй, что не совсем. Хотя, уже намного лучше.
Смотрим на графики и все равно «твой спектр на мамин совсем не похож». Все равно есть пик в синей области, провал в голубой, ну и опять напомню, что большинство светодиодных ламп светит одним цветов в течении дня.
Картинок для RGB светодиодов у меня под рукой нет, но поверьте, что там дело обстоит ничуть не лучше (а пожалуй обычно даже хуже).
замеры тем что было под рукой
картинка из интернета
Спектр теплого белого СИД под спойлером.
смотрим
Итак, вот отпахал Василий свои 8 часов, вернулся домой и, устав от казённых ламп, приходит домой садиться на диван и окунается в теплый ламповый свет.
И, кстати, это не так плохо, для вечернего домашнего освещения, лампа накаливания остается хорошим вариантом. Спектр лампы накаливания во многом соответствует спектру вечернего солнца, и не сильно подавляет выработку мелатонина(об этом чуть позже), опять таки один минус не регулируется в процессе дня.
Спектр лампы накаливания под спойлером:
Смотрим
Посидел Василий дома подумал, подумал, решил что не будет больше здоровью вредить станет он
дворянкою столбовою
фрилансером и будет светом белым управлять, как захочет пока дома работает.
И это, кстати, не самый плохой вариант, не смотря на то, что современные диммируемые светодиодные лампы все равно не дают полной идентичности естественному освещению, это все же лучше чем вышеупомянутые ЛБ-40 и даже может быть немного лучше чем просто светодиодные лампы. Причем если RGBW лампы это скорее баловство, то лампы на основе СИД теплого белого и холодного белого света вполне пригодны для освещения. Если заинтересовало, можно посмотреть в эту сторону
По крайней мере такая лампа, может ступенчато имитировать теплый белый, нейтральный белый и холодный белый свет. (под спойлером) Что худо бедно вяжется с естественным солнечным циклом.
Спектры лампы ML-19 Dual White E27 шар 9W (цветовая температура на основании данных производителя)
Часть 2 — как можно померить спектр с помощью прямых рук и синей изоленты
Как-то я уже поднимал эту тему на Хабре. Но, думаю, стоит рассказать вкратце.
Итак, мы с вами загорелись картинками с радугой и решили начать везде мерить спектр. Поскольку самый дешёвый спектрометр стоит в РФ больше 70 т.р. (на момент написания статьи), то мы пойдем другим путем.
Есть такие замечательные ребята с портала https://publiclab.org/, много у них там интересной открытой науки и так далее. Но нас интересуют самодельные спектрометры.
К слову там есть несколько типов спектрометров и можно как купить готовый набор для сборки (рекомендую криворуким типа меня), так и собрать самому из подручных средств.
Поскольку я уверен, что если вы дочитали до этого места, то у вас уже горят глаза, чешутся руки и ждать посылку из-за недружественного нам океана, вы не хотите и не будете.
Итак, что нам понадобится и что мы будем делать:
1. Берем желательно плотную чертежную бумагу А4 (Ватман) или плотную матовую фотобумагу, в общем плотную бумагу чем плотнее тем лучше, но думаю если быть очень упорным можно попытаться сделать и из простой правда будет хлипко, (в принципе если дружите с черчением то можете сделать хоть из обувной картонки хоть из текстолита, но я криворук и расскажу свой путь с плотной бумагой.
2. Принтер и схема сборки, распечатываем схему и инструкцию на листе и дальше радостно вырезаем, прорезая необходимые отверстия (щель лучше резать острым скальпелем или лезвием, нужна аккуратность).
Берем DVD (можно и CD, но там дифракционная решетка похуже) разрезаем его ножницами пополам, берем одну половинку и аккуратно ее разделяем на два слоя, нам нужен прозрачный слой фоторезиста, из него необходимо вырезать квадратик диф. Решетки под нашу бумажную заготовку. Подробней посмотреть можно тут.
3. Дальше собираем все части вместе я использовал простой клеящий карандаш, а диф. решетку крепил изолентой (хотя двухсторонний скотч предпочтительнее), смотрим что получилось, а получилась хрупкая просвечивающаяся конструкция, поэтому если бумага изначально была плотная, то мы радостно сможем армировать ее изолентой, до тех пор пока не получим синий или черный квадрат Малевича, в итоге наш спектроскоп не должен пропускать никакого света, кроме света через щель.
4. Берем желательно старый ненужный телефон (нет ну в принципе можно взять любой). И приклеиваем к его корпусу нашу конструкцию, предварительно определив куда будем приклеивать, так чтобы спектр нормально попадал в камеру. Можно конечно не приклеивать а каждый раз прикладывать, но это неудобно и спектры будут часто съезжать. Да кстати вовсе необязательно крепить к телефону, можно и к веб камере, как вам удобней. На фото самодельный спектрометр (обклеенный), и два комплекте первый его тот же самый но из комплекта, второй похожий по принципу но из пластика (качество по лучше):
5. Обязательно идем снимать спектр компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) или на худой конец обычной люминесцентной лампы, а потом уже все что душе годно После того как мы сфотографировали все спектры, что хотели. Их необходимо обработать, можно в любом графическом редакторе. Я как правило кадрирую и при необходимости центрирую. Поскольку метод калибровки (об этом ниже) предусматривает сравнение с эталоном, то надо чтобы все полоски спектра на всех снимках находились в одном и том же месте (насколько это возможно) или в итоге вы получите, что компьютер будет воспринимать сдвинутое изображение как свет с другой длиной волны.
6. Регистрируемся на портале, жмем capture spectra upload и первым делом загружаем туда наш снимок спектра КЛЛ, он нам необходим для калибровки после того, как рисунок загрузился и открылась картинка со спектром, возможно понадобится провести ряд манипуляций
6.1 Если изображение не лежит горизонтально если фиолетово-синя зона не лежит слева, а красно оранжевая права значит надо нажать more tools и пользуясь инструментами поворота и отражения повернуть спектр как нам надо. после чего рекомендую Нажать кнопку “re extract from foto (там же в инструментах) после этого компьютер нам построит кривую которая будет согласована с картинкой спектра, правда нам не хватает длин волн.
6.2 Можно откорректировать график спектра, выбрав автоматически самый яркий спектр (в меню more tools) или в ручную выбрав set sample row и кликнув на наиболее удачном участке спектра а изображении.
6.3 Жмем кнопку calibrate, жмем begin и на графике мышкой кликаем на вершину среднего синего спектра(как на примере в инструкции), потом также выбираем зеленый максимум. Теперь у нас есть откалиброванный эталон. Этот эталон можно применять к рисункам загруженным и обработанным по п. 6.1. после чего у них тоже появится шкала длин волн.
6.4 Вы можете применить калибровку к любому снимку нажав calibrate->use existing calibration и выбрав ваш эталон, но помнит