Соответствие длины волны и цветовой температуры. Цветовая температура светодиодных ламп и светильников

В светотехнике, цветовая температура - важнейшая характеристика источников света, определяющая цветность ламп и цветовую тональность (теплую, нейтральную или холодную) освещаемого этими источниками пространства. Она примерно равна температуре нагретого тела одинакового по цвету с заданным источником света. Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К). В практической светотехнике полезно ассоциировать цветовую температуру, воспроизводимую искусственными источниками света различного типа, с естественными источниками освещения.
Шкала цветовых температур делится на три диапазона: теплый белый, нейтральный белый (естественный) и холодный белый.

Солнце - естественный источник света, имеет очень высокую физическую температуру, но эквивалентная цветовая температура света, которую мы получаем на поверхности Земли, колеблется в зависимости от времени суток и погодных условий. Это происходит в результате отражения и преломления света в атмосфере.

Предоставляем Вам сравнительную таблицу естественных и искусственных источников света:

Теплый белый

	1850 - 2000 К Bсточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - пламя стеариновой свечи. Естественный источник света – утреннее или вечернее сумеречное небо (2000 К).
	2000 – 2700 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания до 40Вт, натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Естественный источник света – небо близ восходящего или заходящего Солнца (2300 – 2400 К)
	2700 - 2800 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания 60Вт, галогенные лампы сетевого напряжения, люминесцентные лампы (ЛЛ), компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), светодиоды (СИД / LED).
	2800 - 3500 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания 75- 500Вт, галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, СИД / LED.
	3500 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, металлогалогенные лампы (МГЛ), СИД / LED. Естественный источник света – Солнце через час после восхода/ до захода

Чувствительность человеческого глаза к восприятию цветовой температуры носит нелинейную зависимость. Разница в 500 К в теплой части диапазона цветовых температур заметнее, чем та же разница в холодной части диапазона, поэтому производители источников света предлагают больший ассортимент цветности ламп в теплом диапазоне.

Нейтральный белый

4000 К
Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – Луна (4125 К)

Холодный белый

	5000 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – утреннее или вечернее Солнце в ясном небе под углом больше 15 градусов над линией горизонта (3600 – 5000 К).
	5500 К Есточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Истественный источник света – Солнце около полудня при легкой облачности (5100 -5600 К).
	6500 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Еестественный источник света – летнее Солнце в зените в синем ясном небе (6000 - 6500 К).
	7000 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – дневной свет неба при высокой легкой облачности (6700 -7000 К).
	12000 К Естественный источник света – дневной свет неба при слабой облачности (12 000 - 14 000 К). Цветовая температура ясного голубого неба составляет 15 000 – 27 000 К.

Уильям Кельвин, британский физик, открыл в конце XIX века, что угольный кубик при нагревании до различной температуры светится разными цветами, начиная от темно-красного и далее по всему видимому спектру.

Цветовая температура неба в пасмурный день составляет от 6000 до 7500°K. Это не значит, что небо настолько горячее. Цветовая температура показывает, до какой температуры Кельвину нужно было нагреть свой черный угольный кубик, чтобы он начал излучать цвет соответствующего оттенка. То есть это просто удобный способ количественно описывать цвет так, чтобы каждый мог понять.
Температурная шкала Кельвина, в отличие от шкал Цельсия и Фаренгейта, начинается от «абсолютного нуля», теоретической температуры, при которой должно полностью прекратиться движение молекул.

абсолютно чёрного тела , при которой оно испускает излучение того же цветового тона , что и рассматриваемое излучение. Характеризует относительный вклад излучения данного цвета в излучение источника, видимый цвет источника. Применяется в колориметрии, астрофизике (при изучении распределения энергии в спектрах звёзд). Измеряется в кельвинах и миредах .

Цветовая температура некоторых источников света

Цветовая температура электрических ламп.

Шкала цветовых температур распространённых источников света

800 К - начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К - свет пламени свечи ;
2800 К - лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К - газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3200-3250 К - типичные киносъёмочные лампы;
3800 К - лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4200 К - лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300-4500 К - утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К - ксеноновая дуговая лампа , электрическая дуга ;
5000 К - солнце в полдень;
5500 К - облака в полдень;
5500-5600 К - фотовспышка ;
5600-7000 К - лампа дневного света ;
6200 К - близкий к дневному свет;
6500 К - стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500-7500 К - облачность;
7500 К - дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба ;
7500-8500 К - сумерки;
9500 К - синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К - источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000 К - ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К - синее небо в полярных широтах;

Люминесцентные лампы

Типовые диапазоны цветовой температуры при максимальной светоотдаче современных люминесцентных ламп с многослойным люминофором :

2700-3200 К,
4000-4200 К,
6200-6500 К,
7400-7700 К.

Применение

характеризует спектральный состав излучения источника света,
является основой объективности впечатления от цвета отражающих объектов и источников света.

По этим причинам она определяет ощущаемый глазом цвет предметов при наблюдении в данном свете (психология восприятия цвета).

Источники света в полиграфии

Для получения максимально правильного цветного изображения на всех стадиях производства часто рекомендуется поддерживать стандартную цветовую температуру освещения 6500 К (источник Д 65): от приёмки заказа через оценку оригиналов, сканирование, ретушь, экранную цветопробу, цифровую цветопробу, цветоделение, аналоговую цветопробу, печать пробных оттисков, к печати тиража и окончательной сдаче полиграфической продукции.

Источник Д 65 с цветовой температурой 6500 К имеет в своём спектре определенную стандартом ультрафиолетовую составляющую . Хотя человеческий глаз не воспринимает ультрафиолетовых лучей, многие объекты (в т. ч. красители) способны светиться под их действием. Например, без УФ-компоненты бумага будет не такой белой (в неё вводят оптические отбеливатели), а реклама - не такой яркой (в ней часто используют

27 июня 2018

Цветовая температура светодиодных ламп это важная характеристика для снижения нагрузки на глаза. Температурное свойство света лампы определяет насколько комфортно и привычно для глаза будет освещение которое дает эта лампа.

Когда говорят о цветовой температуре, речь не идет о буквальной температуре, хотя используются даже такие выражения как теплый свет или холодный свет. Когда говорят - теплые светодиодные лампы - при этом не подразумевается теплоотдача этих ламп. Речь идет о субъективном восприятии света человеческим глазом.

Упрощенное определение термина цветовая температура таково - это условное свечение условного "черного" тела, которое нагрето до той или иной температуры. Например теплый свет это такой свет, характеристики которого совпадают с условным излучением "черного тела", которое нагрето до температуры в диапазоне от 800 Кельвин до примерно 3000 Кельвин.

Применительно к лампам, выражение "теплый свет" или "теплая лампа" обычно подразумевает что лампа дает свет, температура которого равна 2700 Кельвин. Свет такой температуры дает лампа накаливания мощностью примерно 80 Ватт. Для ламп накаливания цветовая температура повышается с повышением мощности лампы. Например лампа накаливания мощностью 40 Вт дает свет с температурой 2200 Кельвин, а лампа накаливания мощностью 100 Вт дает свет с температурой 2800 Кельвин.

Субъективно это ощущается как степень "желтизны" света. Маломощная лампа дает очень желтый свет, а при увеличении мощности свет становиться "белее", в нем уменьшается желто-красный оттенок. В лампах накаливания цветовая температура зависит от мощности лампы, чем мощнее лампа, тем сильнее нагревается вольфрамовая спираль. А чем сильнее нагревается спираль, тем "белее" становится свет от нее. Есть даже выражение - раскаленный добела.

В светодиодных лампах цветовую температуру задают при помощи люминофора, который наносят на поверхность светодиодов. А сами по себе светодиоды дают очень "холодный" свет, со сдвигом в голубую часть спектра.

Список цветовых температур для некоторых источников света:

800 К - начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К - свет пламени свечи;
2000 К - натриевая лампа высокого давления;
2200 К - лампа накаливания 40 Вт;
2680 К - лампа накаливания 60 Вт;
2800 К - лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К - газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К - лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа, люминесцентная лампа тёплого белого света;
3200-3250 К - типичные киносъёмочные лампы;
3400 К - солнце у горизонта;
3500 К - люминесцентная лампа белого света;
4000 К - люминесцентная лампа холодного белого света;
4500-5000 К - ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5500-5600 К - фотовспышка;
5600-7000 К - люминесцентная лампа дневного света;
6200 К - близкий к дневному свету;
6500 К - стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету.

Поскольку у светодиодных ламп температура света задается при помощи люминофора (как и в люминесцентных лампах), есть светодиодные лампы с разной температурой света - 2700 К, 4000 K, 6500 K.

Теплые светодиодные лампы

Так называемые теплые светодиодные лампы это светодиодные лампы с цветовой температурой 2700 К. Такие лампы лучше всего использовать в жилых помещениях. Спектр их света близок к свету ламп накаливания и поэтому будет более привычен для глаз. Теплый светодиодный свет лучше использовать и в том случае, если в помещении будут использоваться и лампы накаливания и светодиодные лампы. В этом случае глазам будет удобнее за счет отсутствия резкого различия света между лампами разного типа. Не будет резких переходов между "теплым" и "холодным" светом.

Но при выборе светодиодных ламп нужно иметь в виду, что у дешевых ламп реальная цветовая температура может быть выше, причем значительно выше, чем объявленная 2700 К.

Светодиодные лампы 4000 К и 6500 К

Лично я не советую использовать лампы с цветовой температурой 4000К или 6500К. Проблема в том, что у светодиодных ламп с температурой 4000К и тем более 6500К спектр (температура) света не соответствует силе этого света. В природе температура света повышается вместе с силой (интенсивностью) этого света. Например в солнечный летний день, в середине дня, солнечный свет имеет температуру более 6000 Кельвин. При этом интенсивность света очень высокая, он яркий, даже слепящий. А в случае светодиодной лампы с температурой 6500К и светимостью 1000 люмен, световой поток, который дает эта лампа никак не соответствует такой температуре. В природе температура света, для такого светового потока, будет примерно 2600 - 2700 К (например лампа накаливания).

Такое несоответствие между температурой и силой света создает дискомфорт. Не случайно еще для люминесцентных ламп (в которых впервые был использован холодный люминофор) придумали выражение "мертвенный свет".

Лампы с высокими (холодными) температурами предлагают как более подходящие для рабочих мест. Якобы они дают лучшее освещение. На самом деле это не так. Качество освещения рабочего места в первую очередь зависит от силы света. Поэтому две лампы, в 1000 Люмен каждая, с температурой 2700К дадут лучшее освещение чем одна лампа 1000 Люмен с температурой 4000К.

С течением времени становятся все более популярными. Применение этих современных источников освещения находит использование в разных областях народного хозяйства и промышленного производства. используются в автомобилях, наружной рекламе, освещают производственные цеха, жилые дома, а также освещают улицы городов. В офисах они встроены в светильники. Мощные прожекторы уже невозможно представить без таких источников светового потока.

Цветовая температура светодиодных ламп часто ошибочно принимается за количество излучаемого тепла, но она имеет несколько иное значение. Это понятие означает визуальный эффект ощущения источника света глазом человека. Величина «теплоты» лампы зависит от удаленности цветового спектра к солнечному световому потоку. Голубоватый оттенок подобен пасмурному небу или ночному сиянию. Такой свет у человека вызывает холодные ощущения.

Интервал цветовой температуры

При нагревании металла возникает специфическое свечение. В начале интервал цвета имеет красные оттенки. Но при увеличении температуры спектр цвета постепенно приближается к желтому, белому и далее к голубому и фиолетовому цвету.

Для отдельного цвета свечения металла имеется свой температурный интервал, что дает возможность описать это явление физическими величинами. Это определяет свойства цветовой температуры как некоторого диапазона нагревания до образования необходимого цвета спектра.

Светодиоды излучают свет с несколько другим спектром, отличающимся от света металла, так как у него другая природа происхождения. Однако суть остается одна: для создания определенного оттенка цвета понадобится заданная цветовая температура. В этом случае нельзя считать, что этот параметр связан с температурой нагревания лампы, физическая и цветовая температура являются абсолютно разными показателями.

Шкала для источников света

Сегодня в продаже предлагается большой перечень источников света, работающих на основе светодиодных кристаллов. Они функционируют в разных интервалах температур. Чаще всего их подбирают по месту планируемой установки, так как каждая лампа способна создать индивидуальный облик. Комнату можно преобразить путем изменения цвета светового потока ламп.

Для рационального использования светодиодного источника освещения необходимо заблаговременно определить, какой цвет для вас наиболее комфортен. Цветовая температура важна не только для светодиодных приборов освещения, она зависит от состава спектра излучения. Этот показатель имеется у каждого прибора освещения, например, у свет бывает только теплым желтым.

При появлении и ламп в обиход вошел холодный белый свет. А светодиодные лампы имеют более широкую гамму цветов света, поэтому выбор таких ламп стал более сложным, а оттенки цветов зависят от материала изготовления полупроводника.

Связь освещения и цветовой температуры

Если знать табличные значения этого параметра, то становятся понятными соответствующие ему цвета. Каждый человек обладает индивидуальным восприятием цвета, поэтому визуально определить цветовую температуру очень трудно.

Основой считают средние показатели некоторой группы источников света, функционирующих в определенном спектре, а при конечном выборе светодиодных источников света учитывают их предназначение, освещаемое помещение и место установки.

Группы светодиодных ламп по цветовой температуре

Теплый белый свет находится в диапазоне цветовой температуры 2700-3200К. Такой спектр освещения аналогичен простой лампе накаливания. Такие лампы рекомендуются к применению в жилых помещениях.
Дневной белый свет излучают лампы в интервале 3500-5000К. Их свет внешне похож с утренним солнечным светом. Это нейтральный свет, который может применяться, например, в туалете, прихожей, школьных классах.
Холодный белый свет называют дневным, который относится к диапазону 5000-7000К. Это создает аналогию яркого дневного освещения. Такие лампы чаще всего используют в лабораториях, медицинских учреждениях, парках и рекламных щитах.

Из этих параметров видно, что низкая цветовая температура светодиодных ламп имеет преимущественно красный цвет, а синего цвета нет вовсе. При повышении этого параметра появляются синий и зеленый цвета, а красный постепенно исчезает.

Где обозначается цветовая температура светодиодных ламп

Чаще всего фирма изготовитель на упаковке лампы указывает ее параметры. Среди других характеристик есть и этот рассматриваемый нами параметр. Перед приобретением ламп следует обращать на это внимание. Эти данные обозначаются как на упаковке, так и на корпусе лампы.

Для каждого помещения следует индивидуально выбирать лампы, обладающие заданным цветовым спектром свечения.

Для офиса

Целесообразно применять светодиодные приборы освещения с цветовой температурой 4400-5600 К. Это значит, что лампа должна светить белым светом. Это повышает эффективность труда сотрудников.

При установке ламп в офисе с другим цветовым оттенком света, эффективность работы сотрудников уменьшится. Исследования показали, что лампа с оранжевым свечением ухудшает производительность до 80%. Белый или нейтральный свет содержит синий спектр, ускоряющий концентрацию внимания и реакцию в дневное время.

Для жилых помещений

Для квартиры или дома рекомендуется устанавливать приборы освещения, у которых другая цветовая температура светодиодных ламп, отличающаяся от офисных моделей. Лампы синего спектра не рекомендуется использовать для спальни или детской.

Цветовая температура светодиодных ламп для гостиной выбирается в диапазоне от 2700 до 3200 К, что создает комфортную и уютную обстановку.

Прежде, чем разобраться в том, что такое цветовая температура, имеет смысл для начала вспомнить, что такое температура вообще, отчего тела бывают горячие и холодные.
Температура – это движение атомов, из которых состоят все тела. Чем подвижнее атомы, чем сильнее они колеблются – тем больше и будет температура тела. Цельсий придумал шкалу температуры, взяв за точки отсчета воду. При нуле градусов она должна превращаться в лед, а при ста – кипеть (при оговоренном атмосферном давлении). Кельвин выяснил, что бывает предел холода – состояние, когда все атомы тела неподвижны, и назвал такую температуру «абсолютный ноль», потому что ниже температуры во Вселенной быть не может (в самом деле – нельзя же еще замедлять и без того неподвижные атомы).
Кельвин воспользовался шкалой Цельсия, при которой абсолютный ноль составил –273С. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия как раз на эти 273 градуса, то есть температура замерзания воды по Кельвину - это 273К, а температура кипения – это 373К. Все просто. Нужна эта шкала нам только потому, что цветовую температуру измеряют именно в Кельвинах.

Представим себе тело, вроде сажи, которое совсем не отражает свет, и назовем его «абсолютно черным телом». Для простоты опыта возьмем в качестве такого тела спираль из вольфрама в электрической лампочке. И приступим к эксперименту. Для начала запремся в темной комнате и выключим свет. После того, как глаза привыкнут к темноте, начнем через блок питания подавать ток на лампочку, потихоньку поднимая напряжение.

Рано или поздно спираль начнет светиться еле заметным малиновым цветом. Это значит, что она разогрелась примерно до 900 градусов по Цельсию. Значит, абсолютно черное тело начинает светиться при 1200К. Это и будет красная граница спектра видимого света. Иными словами, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжим увеличивать напряжение. При 2000К спираль станет оранжевой, при 3000К - желтой, при 5500К – белой, при 6000К – голубой, а потом – фиолетовой. 18000К – это верхняя, фиолетовая граница спектра видимого света (Разумеется, это опыт умозрительный, потому что в реальности спираль перегорит гораздо раньше, вольфрам расплавится уже при 3500К).

Итак, цветовая температура желтого цвета примерно 3000К. Это значит, что для того, чтобы получить точно такой же желтый цвет, нагревая спираль, ее надо разогреть как раз до 3000 градусов по Кельвину. Что, конечно же, ни в коем случае не будет означать, что предмет синего цвета окажется горячее желтого. Человеку чисто психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) ниже цветовой температуры чистого неба (12000К). Отсюда вытекает вывод: цветовую температуру источника света можно менять. Для этого сгодится самый обыкновенный светофильтр, крашеное стекло. Цветовую температуру лампы накаливания можно легко довести до тех же 12000К, воткнув в прожектор светофильтр. При этом реальная тепловая температура нити накаливания как была 2700К, так и останется.

Лампы и фары

Поначалу автомобили оборудовали ацетиленовыми лампами, очень быстро их сменили лампы накаливания. Со временем они совершенствовались, лучше становились рассеиватель и прожектор, но источником света неизменно служила вольфрамовая нить. У обычной лампы накаливания колба из силикатного стекла. Воздух из нее выкачан, а к электродам прикреплена вольфрамовая спираль. Недостатков у таких ламп хватает: вольфрам понемногу испаряется, оседает на стенках колбы, и стекло теряет прозрачность. Спираль истончается, растет ее сопротивление, и она в конце концов перегорает. Вольфрам нельзя раскалять беспредельно – расплавится нить. Значит, свечение будет желтоватым. Чтобы увеличить силу света и яркость, приходится удлинять и утолщать нить, а чем она длиннее, тем труднее фокусируется фарой . Наконец, КПД лампы накаливания всего-то 3% – львиная доля электроэнергии бесполезно превращается в тепло.

Во второй половине двадцатого века появилось новое поколение ламп накаливания: галогеновые. У такой лампы колба заполнена газами из группы галогенов. Особенность ее в том, что галоген возвращает частицы испарившегося вольфрама с колбы на спираль. Значит, ее можно разогреть до большей температуры, реально до 2700–3000°С. Светоотдача «галогенок» достигает 22–25 лм/Вт – в два раза больше, чем у классических ламп. Простой пример: световой поток обычной автомобильной 45-ваттной лампы – 600 люменов, а 55-ваттной «галогенки» – более полутора тысяч! Стекло «галогенок» не загрязняется со временем, а срок службы ощутимо больше. Колба из жаростойкого кварцевого стекла и повышенные требования к точности сборки спирали сказались на цене: «галогенка» дороже обычной лампы в несколько раз.

А в начале 90-х годов на автомобилях появились газоразрядные лампы, которые и называют в обиходе «ксеноновыми» или просто «ксеноном». В такой лампе нет раскаленной нити. Свет дает крошечная сфера из газов (один из них – ксенон, откуда и пошло название). Газы нагреты электрической дугой почти до солнечной температуры, более 4000°К. 35-ваттная газоразрядная лампа дает световой поток в 3000 люменов! В продаже есть лампы с разной цветовой температурой, от 3500К до 8000К.

3500К желтый – годится только для противотуманок
4300К бело-желтый, такие лампы идут в заводской комплектации автомобиля
5000К белый
6000К холодный белый с легким голубым
7000К голубой, яркость лампы значительно ниже, ездить с голубым светом плохо
8000К синий – легкий фиолетовый, яркость еще хуже

Разумеется, такой разбег цветовых температур достигается не разным разогревом газа, а всего-навсего подкраской – в смесь газа вводятся добавки, которые и окрашивают световой поток. Интересно, что самый лучший, самый приятный для глаза свет дают лампы без красителей.
Свет ксеноновой лампы легко сформировать в точный световой пучок, а это значит, он он будет отчетливее. Такие лампы долговечны, не боятся вибраций. Ехать с ксеноном – одно удовольствие, видимость просто изумительная. Даже создается впечатление, что дальний свет и не нужен.