Рецензенти: кафедра загальної фізики та фізики твердого тіла Національного технічного університету (КПІ) (зав. кафедрою д-р техн. наук, проф. М.В. Білоус), проф. Д.Т. Медведєв - генеральний директор Асоціації ділового співробітництва в галузі зовнішнього освітлення “Союзсвітло”
Повстень В.О.
Джерела світла: Навч. посібник.- К.: НАУ, 2001.
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих технічних закладів освіти, лист за №14/18.2-1047 від 5 липня 2001 року.
Висвітлені фізичні основи оптичного випромінювання і основи теорії теплообмінних процесів, питання теорії та розрахунку теплових, розрядних та інших джерел світла, розглянуті різні типи джерел світла, принцип їхньої дії, особливості, характеристики, причини відмов і скорочення строку служби, вказані області їхнього застосування.
Навчальний посібник призначений для студентів вузів, які спеціалізуються у сфері технічної експлуатації світлотехнічних установок.
ВСТУП
Джерелами світла або джерелами оптичного випромінювання називаються пристрої, які призначені для перетворення різних видів енергії в електромагнітну, яка розповсюджується у навколишньому середовищі випромінюванням з довжинами хвиль λ=1...10+6 нм. Отже, до джерел світла відносяться не тільки джерела видимого випромінювання (λ=380...780 нм), а й ультрафіолетового (λ=1...380 нм ) та інфрачервоного (λ= 780...106 нм) випромінювань.
Джерела світла застосовують для штучного освітлення виробничих споруд, житлових та громадських приміщень, вулиць, майданів, автострад, тунелів, спортивних будівель, складів, театрів, телестудій, для декоративного освітлення та у світловій рекламі.
Джерела світла з ультрафіолетовим випромінюванням, якому притаманна біологічна та хімічна дія, застосовують у різних опромінювальних установках (для знезараження води, світлокультури рослин), у медичних установках лікувальної дії. У вимірювальній техніці джерела світла застосовують для люмінесцентного аналізу та люмінесцентної мікроскопії. Спеціальні типи джерел світла застосовують у світлокопіювальних апаратах, світлопроменевих осцилографах, фотолітографії, у проекційних системах та в інших пристроях і приладах.
Майже всі сучасні джерела світла - електричні. За середньостатистичними даними у розвинутих країнах на освітлення виробничих підприємств, житлових і громадських будівель та відкритих зон витрачається 13...15 % усієї електроенергії, що виробляється.
Усі основні джерела світла залежно від виду створюваного випромінювання поділяються на теплові, розрядні та змішані. У теплових джерелах світла випромінювання виникає при нагріванні випромінюючих тіл до високої температури. У розрядних джерелах світла воно виникає незалежно від теплового стану випромінюючого тіла і являє собою люмінесценцію, яка викликається електричним розрядом у газах і парі різних речовин чи виникає в результаті опромінювання речовин, які люмінесціюють. У змішаних джерелах світла необхідне випромінювання виникає одночасно внаслідок нагрівання випромінюючих тіл до високої температури та внаслідок люмінесценції.
До інших різновидів джерел світла належать: джерела світла з радіоактивними ізотопами, світловипромінюючі діоди, електролюмінесцентні панелі та газові лазери.
У джерелах світла з радіоактивними ізотопами оптичне випромінювання збуджується β-випромінюванням, яке виникає при розпаді радіоактивних ядер. Через притаманні цим джерелам світла малі значення світлового потоку застосовуються вони головним чином для освітлення шкал приладів, світлових знаків і т. ін.
У світлодіодів оптичне випромінювання є рекомбінаційним, яке виникає при рекомбінації протилежно заряджених частинок. Застосовуються вони як освітлювачі малої потужності, для створення світлодіодних шкал і багатоелементних світлодіодних блоків, а також як індикатори.
В електролюмінесцентних панелях оптичне випромінювання збуджується безпосередньо електричним полем. Застосовуються ці панелі також як малопотужні джерела світла і індикатори в системах сигналізації та відтворення інформації.
Газові лазери є генераторами оптичного випромінювання з дуже великою концентрацією потужності.