Temperatura barwowa żarówek LED jest jedną z głównych wartości charakteryzujących technologię oświetleniową. Należy to wziąć pod uwagę zarówno przy urządzaniu pokoju, jak i przy wyborze lamp samochodowych. Temperatura barwowa to szerokie pojęcie, które obejmuje takie cechy, jak właściwości widmowe, barwa emisyjna, wskaźnik transmisji barw itp.
Spis treści
Fizyczna interpretacja temperatury barwowej
Temperatura światła została opisana przez fizyka Maxa Plancka. W tych traktatach zostały przedstawione prawa dystrybucji energii. W związku z tym pojawiło się pojęcie temperatury barwowej. Za jednostkę miary przyjęto kelwin. Zgodnie ze wzorem jest ona równa temperaturze absolutnej ciała czarnego, które promieniuje światło w zmierzonej skali barw.
Temperatura ta jest mierzona w lampach fluorescencyjnych przez porównanie ich z absolutnym ciałem czarnym. Jest to stałe ciało fizyczne, które pochłania promieniowanie elektromagnetyczne padające na nie w różnych temperaturach na wszystkich szerokościach geograficznych. Wraz ze zmianą współczynnika zmieniają się parametry promieniowania. Światło neutralne znajduje się więc pośrodku skali Kelvina.
Ciała o różnym składzie chemicznym i właściwościach fizycznych wytwarzają różne promieniowanie po podgrzaniu do wymaganej temperatury. Z tego powodu stosuje się termin "skorelowana temperatura barwowa". Jest ona równa temperaturze cienia ciała całkowicie czarnego o barwie identycznej z barwą danego źródła światła. Skład promieniowania i temperatura fizyczna są różne.
Korelacja temperatury barwowej
Podczas wzrostu temperatury następuje żarzenie. Jeśli lampa jest w stanie żarzenia, kolory na skali temperatury barwowej zaczynają się zmieniać naprzemiennie. Zwykłe żarówki żarowe mają temperaturę barwową 2700 K, a ich blask i stopnie świecenia należą do ciepłego zakresu widma. Z drugiej strony, żarówki LED nie mają wskaźnika poziomu nagrzewania: przy temperaturze 2700 K żarówka nagrzewa się do +80°C.
CRI (Ra), zwany także wskaźnikiem oddawania barw, to wartość charakteryzująca stopień, w jakim naturalny kolor obiektu odpowiada jego widzialnemu kolorowi, gdy jest on oświetlony przez dane źródło światła. Konieczność wprowadzenia tego parametru wynika z faktu, że dwa różne typy lamp mogą mieć tę samą temperaturę barwową, ale w różny sposób przekazywać odcienie.
Postrzeganie kolorów
Postrzeganie kolorów przez każdego człowieka ma swoje własne cechy szczególne. Postrzeganie barw jest efektem załamania fal świetlnych odbieranych przez nerw wzrokowy i przetwarzanych przez ośrodek wzroku w mózgu. Każdy człowiek ma swoje własne postrzeganie odcieni. Im człowiek jest starszy, tym bardziej zaburzone jest jego postrzeganie kolorów. Na postrzeganie kolorów mają również wpływ cechy psychiczne człowieka.
Postrzeganie danego koloru może być zniekształcone przez promieniowanie słoneczne. Ciepło światła jest również uwarunkowane indywidualną percepcją i zależy od organizmu oraz stanu, w jakim znajduje się dana osoba w momencie odbioru.
Kolory światła
Nietrudno jest zidentyfikować zimny obiekt, z którego nie wydobywa się promieniowanie. Głównymi parametrami umożliwiającymi odbicie światła od takiego obiektu są długość fali i częstotliwość. Inaczej jest w przypadku nagrzanego obiektu, który promieniuje światło. Ciepło światła zależy bezpośrednio od rodzaju promieniowania. Można to zaobserwować na przykładzie żarnika wolframowego w zwykłej lampie żarowej. Kolejność operacji jest następująca:
- Światło jest włączone, do zacisków jest doprowadzana energia elektryczna.
- Następuje stopniowy spadek poziomu oporu.
- Ciało czarne emituje światło czerwone.
Zgodnie z przyjętymi normami wyróżnia się 3 rodzaje barw światła:
- ciepłe białe światło;
- neutralny (naturalne światło dzienne);
- chłodne białe światło.
Temperatura barwowa i odcienie
Początek zakresu emisji światła widzialnego sięga 1200 K. W tym momencie poświata ma czerwonawy odcień. Przy dalszym żarzeniu zaczyna następować zmiana koloru. Przy temperaturze 2000 K kolor czerwony zmienia się na pomarańczowy, a następnie na żółty, osiągając poziom 3000 K. W przypadku cewek wolframowych najwyższą wartością jest 3500 K.
Lampy LED mogą nagrzewać się do temperatury 5500 K i wyższej. W temperaturze 5500 K emitują jasne, białe światło, w temperaturze 6000 K - niebieskawe, a w temperaturze 18000 K - magentowe.
Temperatura ma wpływ na postrzeganie kolorów. Współczynniki różnych schematów kolorów znacznie się różnią.
Tabela Kelvina, czyli tabela temperatury barwowej, przedstawia gradację kolorów i odcieni oraz zawiera jasny opis ich zastosowania.
| Temperatura barwowa | Kolor | Opis |
| 2700 К | Ciepła biel, czerwona biel | Dominuje w zwykłych lampach żarowych. Wnosi do wnętrza ciepło i przytulność. |
| 3000 К | Ciepła biel, żółtawa biel | Odpowiednie do większości lamp halogenowych. Ma chłodniejszy odcień niż poprzedni kolor. |
| 3500 К | Biała | Charakterystyczne oświetlenie dla świetlówek o różnych szerokościach. |
| 4000 К | Zimna biel | Najczęściej stosowane w zastosowaniach zaawansowanych technologicznie. |
| 5000-6000 К | Naturalne światło dzienne | Naśladuje światło dzienne. Stosowane w ogrodach zimowych i terrariach. |
| 6500 К | Zimne światło dzienne | Powszechnie stosowany w fotografii i kinematografii. |
Aby wybrać odpowiednią lampę, należy zastanowić się nad jej przeznaczeniem. Wybierając optymalne oświetlenie, należy pamiętać, że jego temperatura i jasność będą się różnić w zależności od tego, czy jest to dzień, wieczór czy noc.
Oświetlenie LED
Oświetlenie LED to jeden z najpopularniejszych typów opraw oświetleniowych.
Temperatura barwowa żarowych żarówek LED ma takie właśnie odcienie:
- Ciepła biel - do 3300 K;
- Naturalna biel - do 5000 K;
- Barwa biała zimna (zimna biel lub chłodna biel) - powyżej 5000 K.
Charakterystyka temperaturowa diod jest czynnikiem decydującym o ich zastosowaniu. Są one stosowane w oświetleniu ulicznym, oświetleniu billboardów i oświetleniu samochodowym.
Jedną z zalet barwy chłodnobiałej jest kontrast, dzięki czemu jest ona powszechnie stosowana do oświetlania zaciemnionych miejsc. Diody te mogą rozprzestrzeniać światło na duże odległości, dlatego są często stosowane w oświetleniu drogowym.
Diody LED o ciepłej barwie są stosowane głównie do oświetlania małych powierzchni. Świetlisty strumień ciepłych i neutralnych odcieni tworzy odpowiedni efekt, gdy pogoda jest pochmurna lub deszczowa. Obecność opadów wpływa na emisję światła zimnego, natomiast światło ciepłe nie ulega znaczącym zniekształceniom przy deszczowej lub śnieżnej pogodzie.
Cechą charakterystyczną lamp LED o ciepłym świetle jest to, że widać w nich zarówno oświetlany obiekt, jak i jego otoczenie. Ze względu na tę specyfikę ciepły blask jest skutecznie wykorzystywany w oświetleniu podwodnym.
Oddawanie barw przez żarówki LED ma swoje własne cechy: zimne odcienie blasku nie oddają prawidłowo kolorów otaczających przedmiotów. Takie światło tworzy szorstkość i jaskrawość, co ma negatywny wpływ na wzrok. Ciepły kolor blasku jest bardziej korzystny dla oczu.
Lampy energooszczędne emitują światło o ciepłym spektrum barw. Znajdują się one w pobliżu naturalnych źródeł światła, co czyni je idealnymi do oświetlania domu.
Oświetlenie ksenonowe
Lampy ksenonowe różnią się parametrami technicznymi, od których zależy ich temperatura barwowa. W światłach przeciwmgielnych stosowane jest tylko ciepłe żółte światło. Światło białe/żółte charakteryzuje się większym strumieniem świetlnym, nie powoduje zmęczenia oczu i jest dobrze widoczne na mokrym asfalcie. Jego zaletą jest to, że nie oślepia swoim światłem kierowców nadjeżdżających samochodów.
Standardowy biały kolor jest najbardziej korzystny dla oka. Ze względu na swoje właściwości znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach.
Biały kolor charakteryzuje się tym, że jego nasycenie zmienia się w zależności od typu urządzenia optycznego. Ten typ oprawy daje najgorsze światło podczas opadów i mgły, ale przy słonecznej lub śnieżnej pogodzie jest niezbędny.
Niebieski i niebiesko-fioletowy są wykorzystywane do celów dekoracyjnych, ponieważ charakteryzują się niską emisyjnością.
W Europie badania wykazały, że wielu właścicieli samochodów woli reflektory ksenonowe, które imitują światło dzienne w godzinach południowych.
Charakterystyka oświetlenia musi być rozpatrywana całościowo. Temperatura barwowa ma wskaźniki jasności i kontrastu, które wpływają na to, jak komfortowo postrzegane jest światło.
W zależności od wykonywanego zadania preferowane jest oświetlenie chłodne, ciepłe lub neutralne. Każdy z tych rodzajów oświetlenia wywołuje inny efekt i wpływa na ludzką percepcję i nastrój. Wszystkie te niuanse należy wziąć pod uwagę przy wyborze sprzętu oświetleniowego.
Powiązane artykuły:
