Основные характеристики света. Основные светотехнические характеристики. Осветительные приборы. Типы светильников Основными светотехническими характеристиками являются

Влияние световой среды на здоровье и работоспособность человека

Посредством зрения люди воспринимают до 90% необходимой информации. Свет необходим для нормальной жизнедеятельности человека, сохранения его здоровья и поддержания высокой работоспособности. Он влияет на тонус, на обмен веществ, на иммунные и аллергические реакции и самочувствие человека.

Освещение – это использование световой энергии солнца и искусственных источников света для обеспечения зрительного восприятия окружающего мира. Естественное освещение наиболее благоприятно как для органов зрения, так и для организма человека в целом.

Недостаточное освещение затрудняет зрительную работу, вызывает повышенное утомление, увеличивает опасность травм и способствует развитию близорукости. При освещении рабочего места, не соответствующего санитарно-гигиеническим нормам, вероятность ошибочных действий может возрастать в 3 раза. Излишне яркий свет слепит, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность. Чрезмерная яркость может вызвать фотоожоги глаз и кожи, катаракты и другие нарушения.

При планировании ес­тественного, искусственного и комбинированного освещения в производст­венных помещениях учитывается влияние освещенности на работоспособность человека.

Рациональное освещение - один из показателей высокого уровня культуры труда, неотъемлемая часть эргономики и производственной эстетики. Положительное влияние правильно решенной системы освещения на производительность труда и его качество в настоящее время не вызывает сомнения. Оптимально подоб­ранный способ освещения рабочего места способствует повышению производительности труда на 15-20 %, обеспечивает психологический комфорт, способствует уменьшению зрительного и общего утомления, снижает опасность производственного травматизма.

Основные светотехнические характеристики

Видимый свет – это электромагнитные излучения длиной волны от 380 до 780 нм. Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

Лучистый поток (Ф) – это мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн, Вт.

Световой поток (F) – это лучистая энергия, вызывающая световое ощущение. Единица измерения светового потока – люмен (лм). Люмен представляет собой световой поток от эталонного точечного источника в 1 международную свечу, помещенного в вершине телесного угла в 1 стерадиан (ср). Световой поток принято оценивать в пространстве и на поверхности. В первом случае характеристикой служит сила света , во втором – освещенность.

Сила света (I) – это пространственная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока к величине телесного угла:

Единица измерения освещенности – люкс (лк): 1 лк = 1 лм/ м 2 .

Яркость (L) – это часть пространственной плотности светового потока, исходящая от светящейся или освещаемой поверхности в сторону глаза. Она зависит от силы света, угла падения светового потока на плоскость, цвета предмета и др. Определяется как отношение силы света dI α , излучаемой поверхностью под углом α в направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

Единица измерения яркости – 1 кд/м 2 .

Для качественной оценки условий зрительной работы используют следующий ряд показателей.

Объект различения – это рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения поверхности.

Коэффициент отражения поверхности (ρ) – это способность поверхности отражать падающий на нее световой поток, определяется как отношение отраженного светового потока F отр к падающему F пад :

где L ф и L о – соответственно яркость фона и объекта.

Контраст объекта различения с фоном считается большим - при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); средним при К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым при К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Коэффициент пульсации освещенности (k П), % - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в осветительной установке в результате изменения во времени светового потока источников света при их питании переменным током, выражающийся формулой:

где k 0 – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

Видимость (V) – это способность глаза воспринимать объект в зависимости от его освещенности, размера, яркости, контраста объекта с фоном и длительности экспозиции. Видимость оценивается числом пороговых контрастов (К пор) , содержащихся в действительном контрасте (К д):

Пороговый контраст (К пор ) – наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на этом фоне.

Показатель дискомфорта – характеристика качества освещения, которая определяется степенью дополнительной напряженности зрительной работы, вызываемая резким различием яркостей одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении. Чувствительность глаза неодинакова к различным цветам. Наибольшая восприимчивость наблюдается по отношению к желтому и желто-зеленому цветам, наименьшая – к красному и фиолетовому.

Основные светотехнические характеристики. Ощущение зрения происходит под воздействием света, которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным показателям относятся:

• · световой поток Ф -- часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);
• · сила света J -- пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока ДФ , исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла ДЩ , к величине этого угла; J = ДФ / ДЩ ; измеряется в канделах (кд);
• · освещенность Е -- поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока ДФ , равномерно падающего на освещаемую поверхность, к ее площади ДS (м 2); Е= ДФ / ДS измеряется в люксах (лк);
• · яркость L поверхности под углом б к нормали -- это отношение силы света ДJб , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади ДS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению;

измеряется в кд м -2 .

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, спектральный состав света.

Фон -- это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения с ) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад ;

с= Ф отр/ Ф пад .

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения^ находятся в пределах 0,02...0,95; при с? 0,4 фон считается светлым; при с = 0,2...0,4 -- средним и при с? 0,2 -- темным.

Контраст объекта с фоном к -- степень различения объекта и фона -- характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; к = (L ор -L o)/ L ор считается большим, если к ? 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при к = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при к ? 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности к е -- это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока:

к е = 100(E max -E min )/(2E cp)

где E max , E min , E cp -- максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп к е =25...65 %, для обычных ламп накаливания к е = 7%, для галогенных ламп накаливания к е = 1 %.

Системы и виды освещения. При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными тучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по норам естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее -- через световые проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное -- сочетание верхнего и бокового освещения.

В учебных помещениях применяют боковое левостороннее естественное освещение. При ширине помещения более б м обязательно устраивать правосторонний подсвет. Направление основного светового потока спереди и сзади от учащихся не допускается.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов -- общее и комбинированное. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях, в классах и аудиториях учебных заведений. Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, эритемным (ультрафиолетовое излучение, заключенное в спектральной области примерно от 0 280 до 0 38 - 0 400 мкм и оказывающее в малых дозах полезное действие на организм человека и животных), бактерицидным и др.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т. д.

Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях -- не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Методические указания

К курсовому и дипломному проектированию

по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

Новочеркасск 2002

УДК 621.32 (075.8)

Рецензенты: канд. техн. наук Т.Ф. Пересунько

канд. техн. наук В.И. Гребенников

Новиков С.И., Казьмина Г.В.

Производственное освещение: Метод. указания к курсовому и дипломному проектированию/ Юж.-Рос.гос.техн.ун-т. Новочеркасск; ЮРГТУ, 2002 , – с.

Изложены различные методики расчета искусственного и естественного производственного освещения, выбора светильников и источников света. Приведены примеры расчетов, справочные данные, выдержки из СНиП.

Пособие предназначено для студентов ЭМФ, ЭН всех специальностей и может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании.

© Южно-Российский государственный

технический университет, 2002

© Новиков С.И., Казьмина Г.В., 2002

1. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные светотехнические характеристики.

Правильно спроекти­рованное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет вы­сокую работоспособность.

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излуче­ния (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зе­леный цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

- световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая че­ловеком как свет; характеризует мощность светового излучения, изме­ряется в люменах (лм);

- сила света J – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потокаdФ , исходящего от источ­ника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dΩ , к величине этого угла: J = dФ / dΩ ; измеряется в канделах (кд);

- освещенность Е – поверхностная плотность светового потока; оп­ределяется как отношение светового потокаdФ , равномерно падаю­щего на освещаемую поверхность dS (м 2), к ее площади: Е= dФ / dS ; измеряется в люксах (лк);

- яркость L поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dJ α , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению: L = dJ α /(dS cosα) , измеряется в кд ·м –2 .

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель дискомфорта, показатель ослепленности, спектральный состав света.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объек­та, и характеризуется способностью отражать падаю­щий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения ρ ) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад : ρ = Ф отр / Ф пад . В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффици­ента отражения находятся в пределах 0,02–0,95, при ρ >0,4 фон считается светлым, при ρ = 0,2–0,4 - средним и при ρ <0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона - характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона: k = (L ор – L о)/L ор . Контраст считается большим, если k >0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2–0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности k Е – это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока:

k Е = 100(E max – E min)/(2Е ср),

где E max , E min , Е ср – максимальное, минимальное и среднее значе­ния освещенности за период колебаний; у газоразрядных ламп коэффициент k Е колеблется в пределах 25–65 %, для обычных ламп накаливания около k Е ≈ 7 %, для галогенных k Е = 1 %.

Показатель дискомфорта нормируется и может быть учтен при расчете по формулам. Однако, практика показывает, что при общем равномерном освещении, а также при отраженном освещении любые нормированные значения показателя дискомфорта обеспечиваются, если минимальная освещенность E min принимается по нормам СНиП 23-05-95, а коэффициент отражения стен составляет не менее 30 % .

Показатель ослепленности Р 0 – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой:

Р 0 = 1000 (V 1 /V 2 – l),

где V 1 и V 2 – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щит­ков, козырьков и т.п.

Видимость охарактеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяет­ся числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V = k/k пор, где k пор – пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

1.2. Системы и виды производственного освещения.

При освещении производственных помещений используют: естественное освещение , создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом не­босвода и меняющееся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы ; искусственное освещение , создаваемое электрическими источниками света ; совмещенное освещение , при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах, верхнее – через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях, комбинированное – сочетание вер­хнего и бокового освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов – общее и комбинированное . Систему общего осве­щения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различают общие равномерное (световой поток распреде­ляется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и локализованное освещения (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением при­меняют местное. Совокупность местного и общего освещения назы­вают комбинированным . Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается , по­скольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное .

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных по­мещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авари­ях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания обору­дования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т.д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нор­мируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Специальное освещение может быть охранным , дежурным , эвакуационным , эритемным , бактерицидным и др.

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производст­венных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эваку­ационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях – не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраня­емых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Условно к производственному освещению относят бактерицидное и эритемное облучение помещений. Бактерицидное облучение («осве­щение») создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, про­дуктов питания. Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые лучи с λ = 0,254–0,257мкм. Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где недостаточно сол­нечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с λ = 0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.

1.3. Основные требования к производственному освещению.

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабо­чем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной ра­боты . Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает ско­рость различения деталей, что сказывается на росте производительно­сти труда. Так, при выполнении отдельных операций на главном конвейере сборки автомобилей при повышении освещенности с 30 до 75 лк производительность труда повысилась на 8 %. При дальнейшем повышении до 100 лк – на 28 % (по данным проф. AJI. Тарханова). Дальнейшее повышение освещенности не дает роста производительности.

При организации производственного освещения необходимо обес­печить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах . Перевод взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глаз переадаптироваться, что ве­дет к утомлению зрения и соответственно к снижению производитель­ности труда, искажению восприятия окружающей обстановки, повышению вероятности НС. Для повышения равномерности естественного освещения больших цехов осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраска потолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению яркостей в поле зрения работающего.

Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней . Наличие резких теней искажает размеры и формы объектов различения и тем самым повышает утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредны дви­жущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами; при естественном освещении – используя солн­цезащитные устройства (жалюзи, козырьки и др.).

Для улучшения видимости объектов в поле зрения работающего должна отсутствовать прямая и отраженная блескость . Блескость - это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая на­рушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение види­мости объектов. Блескость ограничивают уменьшением яркости источника света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников, правильном направлением светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там, где это возможно, блестящие поверхности следует заменять матовыми.

Колебания освещенности на рабочем месте, вызванные, например, резким изменением напряжения в сети, обусловливают переадаптацию глаза, приводя к значительному утомлению. Постоянство освещенности во времени достигается стабилизацией плавающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп.

При организации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральный состав светового потока . Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов. Оптимальный спектральный состав обеспечивает естественное освещение. Для со­здания правильной цветопередачи применяют монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

Осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплуатации, долговечны, отвечать требованиям электробезопас­ности, а также не должны быть причиной возникновения взрыва или пожара . Обеспечение указанных требований достигается применением зануления или заземления , ограничением напряжения пи­тания переносных и местных светильников, защитой элементов осве­тительных сетей от механических повреждений и т.п.

Для электрического освещения должны применяться газо­разрядные лампы (люминесцентные, ртутные высокого давления с ис­правленной цветностью типов ДРЛ, ДРИ, натриевые, ксеноновые) и лампы накаливания.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться следующие напряжения: в помещениях без повышенной опасности – не выше 220 В и в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных – не выше 42 В.

1.4. Нормирование производственного освещения.

Естественное и искус­ственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном, количества солнечный дней в году и ориентации здания относительно сторон света . Характер зрительной работы определяется наименьшим размером объекта раз­личения (например, при работе с приборами – толщиной линии градуировки шкалы, при чертежных работах – толщиной самой тон­кой линии). В зависимости от размера объекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на восемь разрядов , которые в свою очередь, в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на четыре подразряда (табл. 1 прил. 1).

Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещенностью Е min) и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности k Е). Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемыхисточников света и системы освещения . Нормативное значение освещенности для газоразрядных ламп при прочих равных условиях из-за их большей светоотдачи выше , чем для ламп накаливания.

При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещен­ности. Эта величина должна быть не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания .

Для ограничения слепящего действия светильников общего осве­щения в производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 20–80 единиц в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. При освещении производственных помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты 50 Гц, глубина пульсаций не должна превышать 10–20 % в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы.

При определении окончательного нормируемого значения освещенности, следует учитывать также ряд условий, вызывающих необходимость повышения уровня освещен­ности , выбранного по характеру зрительной работы. Увеличение освещенности следует предусматривать, например, при выполнении напряженной зрительной работы I–IV разрядов в течение всего рабочего дня, при повышенной опасности травматизма и в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет. В некоторых случаях следует снижать норму освещенности, например, при кратко­временном пребывании людей в помещении .

Нормирование естественного освещения. Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метео­рологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина – коэф­фициент естественной освещенности (КЕО), не зависящий от вышеука­занных параметров. КЕО – это отношение освещенности в данной точке внутри помещения Е вн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е н , создаваемой светом полностью от­крытого небосвода, выраженное в процентах, т.е. КЕО = 100 Е вн /Е н.

В соответствии с характером зрительной работы, системы и вида освещения выбирается определенное (единственное) значение КЕО или Е min нормируемое.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения. При боковом освещении нормируют мини­мальное значение КЕО в пределах рабочей зоны, которое должно быть обеспечено в точках, наиболее удаленных от окна; в помещениях с верхним и комбинированным освещением – по усредненному КЕО в пределах рабочей зоны. Нормированное значение КЕО с учетом ха­рактера зрительной работы, системы освещения, района распо­ложения зданий на территории страны определяется по формуле

е N = КЕО · m N ,

где КЕО – коэффициент естественной освещенности (табл. 1, 2) ;

т – коэффициент светового климата, определя­емый в зависимости

района расположения здания на территории страны по табл. 4;

N – номер группы обеспеченности естественным светом по табл.4 .

Совмещенное освещение допускается в следующих случаях (табл. 5 ):

Для производственных по­мещений, в которых выполняются зрительные работы I и III разрядов;

Для производственных помещений, строящихся в северной климати­ческой зоне страны;

Для помещений, в которых по условиям технологии требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды (уча­стки прецизионных металлообрабатывающих станков, электропреци­зионного оборудования). При этом общее искусственное освещение помещений должно обеспечиваться газоразрядными лампами, а нормы освещенности повышаются на одну ступень.

1.5. Источники света и осветительные приборы.

Источники света , при­меняемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания.

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J (кд); световая отдача ψ = Ф/Р (лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее элект­рической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света (табл.2, 3 прил. 1; табл.1, 2, 3 прил. 2).

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфра­мовой нити. Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами, лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения ψ = 7–20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают галогеновые лампы – лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольф­рамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.

Газоразрядные лампы . В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явления люминес­ценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40–110 лм/Вт. Они имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8–12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектраль­ному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсациясветового потока , что может привести к появлению стробоскопическо­го эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных опе­раций и ведет к увеличению опасности травматизма. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания , необходимость применения специальных пусковых приспо­соблений , облегчающих зажигание ламп; зависи­мость работоспособности от температуры окружа­ющей среды . Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи , исключение которых требует специальных устройств.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение газоразрядным лампам как энергетически более эконо­мичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наи­меньшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения. Создание в производственных помещениях качественного и эф­фективного освещения невозможно без рациональных светильников.

Электрический светильник - это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения из­лучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помеще­ния.

Существует номенклатура светильников, единая система их обозначения .

В основу такой системы обозначений положена класси­фикация светильников. При составлении классификации можно исходить из светораспределения светильников, их конструктивного исполнения, способа установки, основ­ного назначения или других условий.

В основу светотехнической классификации светильни­ков, разработанной Ю. В. Айзенбергом и Г. М. Кноррингом, положено два признака: распределение светового по­тока , излучаемого светильником в окружающее светильник пространство и форма кривой силы света . На практике нередко возникает необходимость учета распределения света от светильника при расчете светового потока светильника.

Для характеристики светильника с точки зрения распределения светового потока в пространстве пользуются понятием силы света (см. определение). Распределение силы света светильников обычно представляют в виде таблиц или графиков (рис. 1), которые строят в полярной системе координат.

Рис. 1. Кривые распределения силы света в пространстве:

1 - широкая; 2 - равномерная; 3 - глубокая

Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол - это угол между горизонталью и ли­нией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противопо­ложным краем отражателя (рис. 2). Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия - отно­шение фактического светового потока светильника Ф ф к световому потоку помещенной в него лампыФ п , т.е.

η св =Ф ф / Ф п .

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого , преимущественно прямого , рассеянного , отра­женного и преимущественно отраженного света. Конструкция светиль­ника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро-, пожаро- и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эсте­тическим требованиям. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые , защищенные , закрытые , пыленепро­ницаемые , влагозащитные , взрывозащищенные , взрывобезопасные . Ниже приведены некоторые наиболее распространенные типы светиль­ников (Рис.3, а -3, д – для ламп накаливания, 3, е -3, ж – для газоразрядных ламп).

Рис. 2. Защитный угол светильника:

а) с лампой накаливания; б) с люминесцентными лам­пами

Рис. 3. Основные типы светильников:

а – «Универсаль»; б – «Глубокоизлучатель»; в – «Люцетта»; г – «Молочный шарик»; д – взрывобезопасный типа ВЗГ; е- типа ОД; ж – типа ПВЛП

Так как число типоразмеров светильников для люминисцентных ламп за последние годы выросло во много раз, светильники со схожими светотехническими характеристиками объединены в группы, для каждой из которой даны усредненные значения коэффициента использования. В качестве примера приведены таблица типов светильников для люминисцентных ламп и их характеристик с указанием групп (табл.3 прил.2). Коэффициенты использования для групп приведены в табл. 5-6 прил.2.

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

• световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);
• сила света J - пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dΩ, к величине этого угла; J=dФ/dΩ ; измеряется в канделах (кд);
• освещенность Е-поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м 2), к ее площади: Е= dФ/dS , измеряется в люксах (лк);
• яркость L поверхности под углом α к Нормали - это отношение силы света dJ α , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению; L = dJ α /(dScosa), измеряется в кд · м 2 .

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

• Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад; р = Ф от /Ф пм.
  В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р > 0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4 - средним и при р
• Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона-характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (L ор -L о)/L ор считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k
• Коэффициент пульсации освещенности k E - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

  k E = 100(Е max -Е min)/(2Е cp),

  где Е min , Е max , Е ср -минимальное, максимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп K E = 25...65%, для обычных ламп накаливания k E = 7%, для галогенных ламп накаливания k E = 1%.

• Показатель ослепленности Р о - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

  P o =1000(V 1 /V 2 -1),

  где V 1 И V 2 - видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

  Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.

• Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V = k/k пор, где k пор -пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

Технология съемочного освещения предусматривает применение различных материалов в качестве отра­жателей, подсветов, экранов, рассеивателей и других приспособлений, выполняемых из металлов, тканей, стекла и пластикатов. Важную роль при этом также играют светотехнические характеристики поверхностей объектов съемки, материалов и естественных образований.

Металлы в качестве подсветов и отражателей подразделяются на два вида: полированные - для зеркального (направленного) отражения и матированные - для диффузного и направленно - рассеянного. Наибольшее распространение получили алюминий, хром, никель, латунь, серебро, родий, кадмий и олово, применяемые в виде сплошных листов, гальванического, химического покрытия или порошка в составе красящих веществ (бронзовая и алюминиевая краски). На рис.7 показаны спектральные характеристики полированных металлов, применяемых при съемке, в виде зависимости коэффициента отражения r (в %) от длины волны светового излучения λ, нм.

Рис. 7. Спектральные характеристики полированных металлов

Наиболее часто при изготовлении отражателей и подсветов используется алюминий в виде тонких листов или фольги, наклеенной на какую-либо плоскую основу, или алюминиевого порошка в составе краски. Алюминий – легкий металл серебристого цвета, стойкий к атмосферным воздействиям и коррозии. Отличительные свойства алюминия как светотехнического материала: высокий коэффициент отражения (0,8-0,95), стабильность отражательной способности при длительном пребывании на воздухе, а также при изменении температуры при нагревании в больших пределах (300-750 К), равномерная спектральная характеристика в видимой части спектра с незначительным ростом коэффициента отражения (на 0,1 в пределах от 400 до 700 нм).

Зеркало серебряного металлического отражателя получается путем гальванического отложения серебра на другом металле. Полированное серебро имеет максимальный коэффициент отражения равный 0,95. Однако серебро подвергается окислению, вследствие чего уже к концу первого года службы у металлических серебряных зеркал их коэффициент отражения уменьшает­ся на 15-25%.

Хром - металл белого цвета с оттенком синего, стойкий к воздействию большинства газов и органических кислот. В атмосферных условиях хром сохраняет высокую отражающую способность длительное время. Хром мало окисляется при нагреве до температуры 400-600 К. Механическая прочность хромовых покрытий, нанесенных на под­слой из меди, никеля, высокая. Все это позволяет использовать хромированные отражатели в осветительных приборах с высокими рабочими температурами. Коэффициенты отражения хромированных отражателей 0,61-0,62.

Родий - металл белого цвета с розовато-голубым оттенком, очень стойкий к коррозии и действию паров кислот, щелочей и других химически активных веществ, присутствующих в атмосфере. Высокая отражательная способность (коэффициент отражения 0,72-0,74) и твердость родие­вых покрытий являются ценными свойствами, которые используют­ся в производстве точных высококачественных отражателей. Недостатками отражателей с родиевым покрытием являются их высокая стоимость и сложность изготовления.

Никель - металл серебристо-белого цвета, стойкий к атмосферной коррозии. Коэффициент отражения недостаточно высок и составляет 0,55-0,60. Чаще всего никель используется как подслой под хромовые и родиевые покрытия.

Поглощение света в металлах. Из всех известных веществ наибольшим поглощением света отличаются металлы. Для того чтобы наблюдать прохождение света через слой металла, необходимо изготовить из него очень тонкие пленки-толщиной в миллионные доли миллиметра. В принципе свет, проходящий через: металл, поглощается по общему закону Бугера. Отличие состоит лишь в абсолютном значении показателя поглощения а", который в этом случае становится очень большим. Так, например, при длине волны 589 нм серебро имеет показатель поглощения около 8×10 5 см -1 , платина - 9×10 5 см -1 , алюминий - 1×10 6 см -1 . Металлооптика пользуется безразмерной величиной c, связанной с показателем поглощения а" соотношением:

а"=4pc/l,

где l - длина волны поглощаемого света в воздухе. Переписав последнее выражение как c=а" l/(4p) легко сообразить, что значениеc=1 характеризует такой материал, который при толщине, равной l , имеет коэффициент пропускания:

t= e - а" l =10 -0,434 × 4 p =10 -5,45 =0,355×10 -5

Значения постоянной c для некоторых металлов приведены в таблице 4.

Таблица 4. Оптические постоянные некоторых металлов для l=589,3 нм

В табл. 5, 6, 6 приведены светотехнические характеристики некоторых материалов, применяемых в качестве отражателей осветительных приборов, отражательных подсветов, экранов и др.

Таблица 5. Коэффициенты отражения полированных металлов (направленное отражение)

Можно отметить, что даже самые хорошие и чистые зеркала рассеивают некоторую часть падающего светового потока. Для металлических зеркал эта часть составляет десятую или сотую долю процента, а хорошо полированное стекло рассеивает около тысячной доли процента.

Таблица 6. Коэффициенты отражения матированных металлов (направленно-рассеянное отражение)

Таблица 7. Коэффициенты отражения практически диффузно отражающих материалов

Из светорассеивающих тел, свойства которых приближаются к свойствам идеального рассеивателя, кроме окиси магния, осажденной на поверхность холодного предмета при сжигании металлической ленты или металлических стружек, можно указать на прессованные пластинки из чистых порошков сернокислого бария или углекислого кальция.

В табл. 8 и 9 приведены сводные данные по светотехническим характеристикам материалов и естественных образований.

Таблица 8. Коэффициенты пропускания, отражения и поглощения света материалами

Таблица 9. Коэффициенты отражения некоторых поверхностей объектов съемки

Отражатели, просветные экраны, конструктивно выполненные в виде гибких кругов, эллипсов и т. п. принято называть лайт-дисками (“световые диски” – рис.8…рис.12). В этих дисках традиционный жесткий каркас заменен эластичной стальной лентой в виде плоской пружины. Лента заклепывается в кольцо или эллипс и по контуру обшивается прочной светотехнической тканью, обеспечивающей или рассеяние, или поглощение, или отражение, или пропускание света.

Просветной белый лайт-диск (рис.8) может работать как диффузно расеивающая поверхность, пропуская или отражая световой поток, снижая приэтом контраст освещения. Такой лайт-диск больших размеров используется в некоторых случаях как белый фон.

Рис. 8 – Просветной лайт-диск

Белые и полуматовые серебряные лайт-диски в виде отражателей небольших размеров диаметром до 0.7 м очень востребованы при репортажных съемках как на натуре, так и в интерьерах, а лайт-диск желтого цвета в результате селективного отражения белого света позволяет получить эффект света камина, свечей, предзакатное освещение в виде золотистых бликов даже на больших съемочных площадях до 30 кв.м (Рис.9).

Рис. 9 Лайт-диски с отражающей поверхностью

Если лайт-диск выполнен в виде черной светопоглощающей панели размерами до 1,5м, то такой панелью можно полностью перекрыть в интерьере падающий на снимаемый объект свет или создать за актером черный фон (рис.10).

Рис.10 – Лайт-диски черного цвета

Лайт-диски обычно изготавливаются двухсторонними (за исключением просветных): одна сторона – белая, другая – черная или в таких комбинациях, как золотой – серебряный, телесный – зеркально серебряный, синий – зеленый и др. Существуют диски для определенных дикторских фонов, для электронной рир-проекции – хромакей, для создания различных цветовых эффектов, для коррекции цветовой температуры. Гибкие лайт-диски легко изменяют форму и поэтому их можно разместить в оконном или дверном проеме, в угловых изломах помещений.

Рис.11 – Осветительные зонтики

Осветительные зонтики (Рис.11) также выпускаются в самых различных комбинациях:

С единой поверхностью для отражения и пропускания светового потока

Одна поверхность отражающая, а вторая – поглощающая световой поток.

Светотехнические характеристики материалов для лайт-дисков и осветительных зонтиков позволяют создать самые различние виды отражения и пропускания светового потока. Зонтичные отражатели быстро раскрываются и легко крепятся как на отдельном штативе, так и на штативе осветительного прибора с использованием соответствующего крепежа – грипа.

Рис.12 – Софт-бокс

На рис.12 представлена насадка на осветительные приборы в виде софт-бокса. Эти насадки создают мягкий диффузно рассеяный свет. Софт-бокс представляет собой жесткий пластиковый или металлический каркас, на боковые грани которого натянута отражающая ткань (черная снаружи), а передняя часть перекрыта диффузно рассеивающим материалом. Софт-боксы (“световые короба”) получили в последние годы широкое распространение. Они имеют весьма большие площади светящейся поверхности. Можно отметить следующие типоразмеры рабочей поверхности софт-боксов: 40х40 (“лилипут”), 40х60, 50х70, 63х63, 81х81, 60х80, 90х120, 135х180 см и др. Можно отметить варианты софт-боксов в виде подвесных светящихся куполов.

Стекло, как светотехнический материал, можно разделить на две основные группы - силикатное (неорганическое) и пластмассовое (органическое, полимерное). Окрашенные в массе прозрачные стекла представляют собой цветные стёкла. Для осветительных приборов выпускается оптическое бесцветное стекло на основе силикатного. При введении в массу прозрачного стекла особых веществ получают глушеные стекла (молоч­ные, опаловые, опалиновые). Матированные стекла рассеивают свет за счет поверхностной шероховатости, полученной механическим или химическим способом.

Для просветления оптических стекол применяются пленки из фтористого магния, расположенные между двумя прозрачными слоями серебра или двуокиси кремния. Повышение коэффициента отраже­ния стекла достигается покрытием поверхности пленкой из двуокиси кремния и титана или из одной двуокиси титана. Светоделительные покрытия, распределяющие отраженный и пропущенный свет, выполняются нанесением прозрачных металлических пленок из сернистого цинка и трехсернистой сурьмы.

Силикатное стекло имеет в своей основе двуокись кремния с различными добавками-окислами, В зависимости от состава и спо­соба изготовления силикатное стекло обладает различными свойст­вами.

Стекло оптическое бесцветное отличается высокой оптической однородностью и прозрачностью (таблица 10). Оно предназначено для изготовления линз, призм, светофильтров и других оптических деталей. Оптические стекла производятся двух серий - обычные и малотемнеющие при воздействии ионизирующих излучений.

Оптическое стекло применяется в основном в видимой области спектра (380-760 нм), в ближней ультрафиолетовой -УФ (от 300 нм) и в инфракрасной -ИК (до 2000 нм). Наиболее часто применяемые оптические стекла толщиной свыше 1 мм непрозрачны для излучения на длинах волн менее 300 нм. С уменьшением толщины стекла спектральная область пропускания расширяется.

Таблица 10. Коэффициенты пропускания t% оптического бесцветного стекла разной толщины (в мм) в УФ области спектра

Каждый сорт стекла по своим физическим свойствам имеет точные значения двух основных констант: показателя преломления n и коэффициента дисперсии n для определенных длин волн (спектральных линий) видимой, УФ и ИК областей спектра. Чем больше величина коэффициента дисперсии, тем меньше рассеяние. Сорта стекол, у которых n >55 , называются кронами, а стекла со значениями n <50 - флинтами, за небольшим исключением. Кроны - легкие стекла с плотностью до 2,6 г/см 3 и показателем преломления 1,48-1,55. Флинты - тяжелые стекла плотностью более 2,6 г/см 3 и показателем преломления выше 1,55. Не существуют стекла с показателем преломления меньше 1,45 и больше 1,93, а по коэффициенту дисперсии - меньше 19 и больше 71. Константы, выходящие за пределы этих величин, относятся к кристаллам (например, флюорит: n= 1,4338, n =95,l).

Коэффициент преломления n указывается для определенной длины волны, отмечаемой в индексе буквой (таблица 11), которая обозначает спектральную линию излучения химических элементов.

Таблица 11.

Для видимой области спектра по измеренным значениям показателя преломления коэффициент дисперсии находят из следующего выражения:

n е =(n е -1)/(n F " - n С"),

где n е , n F " , n С" – показателя преломления стекла для спектральных линий e,F", С". Обычно в технической литературе дается коэффициент преломления для желтой линии натрия (D ) с длиной волны 589,3 нм. Показатель преломления n е для длины волны 546,1 нм, расположенной вблизи максимума спектральной чувствительности глаза (спектральная линия ртути), называется основным показателем преломления.

Кроны (К) и флинты (Ф) обозначаются следующим образом. Кроны: ЛК - легкие, ФК - фосфатные, ТФК- тяжелые фосфатные, БК - баритовые, ТК - тяжелые, СТК - сверхтяжелые, ОК - особые. Флинты: КФ - крон-флинты, БФ - баритовые, ТБФ - тяжелые баритовые, ЛФ - лег­кие, ТФ - тяжелые, СТФ - сверхтяжелые, ОФ - особые. Стекла ОК и ОФ -с особым ходом дисперсии.

Кварцевое оптическое стекло получается плавлением природных разновидностей кремнезема (горного хрусталя), жильного кварца, кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния. Различается прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно и обладает наименьшим среди силикатных стекол показателем преломления (n е = 1,4572, n D = 1,4584). Температура размягчения cоставляет 1400 °С. Кварцевое стекло может быть нагрето до красного свечения, а затем, при резком охлаждении водой, остаётся без повреждений. Длительное время выдерживает температуру 1000°С. Применяется кварцевае стекло в различных оптических приборах и для изготовления баллонов источников света.

КУ-1- высокопрозрачное стекло в УФ области спектра, нелюминесцирующее, радиационно оптически устойчивое, без полосы поглощения в интервале длин волн 170-250 нм.

КУ-2 - оптически прозрачное в УФ области спектра, имеет заметную полосу поглощения в интервале длин волн 170-250 нм.

KB – оптически прозрачное в видимой области спектра, имеет заметную полосу поглощения в УФ области спектра и в интервале длин волн 2600-2800 нм.

КИ - прозрачное.в ИК области спектра без заметной полосы поглощения в нтервале длин волн 2600-2800 нм.

Цветное стекло делится на окрашенное в массе, окрашенное по поверхности и накладное. Для окраски цветных стекол применяются следующие красители: фиолетовые - окись марганца, закись никеля, трехокись неодима; синие - закись кобальта, закись меди; зеленые - окись хрома, окись урана, окислы железа; желтые - металлическое серебро, двуокись титана, двуокись церия, сульфид кадмия; красные - селен, медь, золото, селенид кадмия, соединения сурьмы. Спектральное пропускание регулируется составом и количеством красителей, а также толщиной стекла. Цветное стекло широко применяется для светофильтров.

Большое количество различных типов цветных стекол, используются в технике кино- фото- и видеосъемки. Особенно большое применение находят цветные стекла при специальных видах съемки, используемых при создании научных и учебных фильмов и для научно-технических исследований.

Каждому стеклу присвоена марка, состоящая из двух или трех букв и номера. Первая или две первых буквы являются начальными буквами наименования цвета, а последняя, одинаковая для всех стекол буква С является начальной буквой слова «стекло». Таким образом, СС1 означает «синее стекло, первое», a СЗС14 - «сине-зеленое стекло, четырнадцатое».

Группы стекол по цветам имеют следующие наименования: ультрафиолетовые (УФС), фиолетовые (ФС), синие (СC), сине-зеленые (СЗС), зеленые (ЗС), желто-зеленые (ЖЗС), оранжевые (ОС), красные (КС), инфракрасные (ИКС), пурпурные (ПС), нейтральные (НС), темные (TС) и белые стекла (БС).

Стекло УФС8 позволяет выделить при научной съемке определенные области ультрафиолетовой части спектра. Стекло УФС8 (термически устойчивое) устанавливается на осветительные приборы при съемках спецэффектов с применением люминесцентных красок.

Синие стекла СС4 или СС8 находят применение в кинокопировальных аппаратах цветной аддитивной печати; СС5 - при трехцветной аддитивной проекции; СС9 можно использовать как компенсационный светофильтр ЛН-ДС, преобразующий цветовую температуру источника света (3200К-5500К). Вопросы конверсии цветовой температуры требуют отдельного рассмотрения.

Сине-зеленое стекло СЗС17 со светофильтром ПС14 превращает источник А в источник 3200 К, а со светофильтрами ПС5 и ПС14 - источник А в источник В (4800 К) или источник С (6500 К). Стекло С3C8 со светофильтрами ПС5 и ПС14 превращает источник А в источник дневного света (5500 К), в источник 15000 К («северное небо») или в «космический» солнечный свет («свет вне атмосферы»). Стекло СЗС22 вместе с ФС7 позволяет получить сенситометрический синий. Стандартные источники белого света будут рассмотрены в следующей публикации.

Сине-зеленые стекла СЗС16, СЗС24, СЗС25, СЗС26 - теплозащитные стекла. Стекло СЗС16 - термически устойчивое.

Зеленые стекла ЗС8,ЗС10, ЗС11 ЗС8 при толщине 1,9 мм в комбинации с ЖЗС18 (2,1 мм) приводят кривую чувствительности селенового фотоэлемента к кривой спектральной чувствительности глаза; ЗС10 выделяет область 500-600 нм; ЗС11 применяется при трехцветной аддитивной проекции.

ЖЗС5 и ЖЗС10 при черно-белой съемке высветляют зелень при притемнении неба; ЖЗС18 при толщине 2,1 мм в комбинации с ЗС8 (1,9 мм) приводит спектральную чувствительность селенового фотоэлемента к кривой спектральной чувствительности глаза.

Желтые стекла ЖСЗ, ЖС4, ЖС12, ЖС17, ЖС18: ЖСЗ при черно-белой съемке снижает влияние слабой дымки; ЖС4 поглощает ультрафиолетовую часть спектра, в частности при черно-белой съемке в горах; ЖС12 - «слабый желтый» светофильтр при черно-белой съемке; ЖС17 - «средний желтый» при черно-белой съемке; ЖС18 - «плотный желтый» при черно-белой съемке, сенситометрический желтый светофильтр, в комбинации с СЗС22 находит применение в кинокопировальных аппаратах цветной аддитивной печати (толщина стекол ЖС12, ЖС17 и ЖС18 - 5 мм).

Оранжевые стекла ОС5, ОС6, ОС12, ОС14: ОС5 (толщина 1мм) или ОС6 (толщина 2 мм) - компенсационные светофильтры (эти светофильтры и их применение требуют отдельного рассмотрения) для цветной натурной съемки на пленках типа ЛН, сбалансированных на цветовую температуру 3200 К; ОС12 - «средний оранжевый» светофильтр при черно-белой съемке; ОС14 - «плотный оранжевый» при черно-белой съемке (толщина стекол ОС12 и ОС14 - 5 мм)

Красные стекла КС11, КС14, КС19: КС11 используются в копировальных аппаратах цветной аддитивной печати; «слабый красный» светофильтр - при черно-белой съемке и при трехцветной аддитивной проекции; КС14 – сенситометрический красный светофильтр; «плотный красный» светофильтр - при черно-белой съемке; КС19 выделяет области излучений 700-2800 нм.

Пурпурные стекла ПС5, ПС8, ПС14: ПС5 в комбина­ции с ПС14 и СЗС17 превращает источник А в источник В и С и источник дневного света 5500 К; комбинации ПС5, ПС14 и С3C8 превращают источник А в источник 15000 К («северное небо») или в «космический» солнечный свет; ПС8 поглощает область излучений 500-550 нм.

Инфракрасные стекла ИКС служат для избирательного выделения зон инфракрасного излучения в основном при научной кино-фотосъемке.

Нейтральные стекла НС используются для равномерного ослабления света по всему видимому спектру. При научной съемке очень ярких самосветящихся объектов оператор часто встречается с затруднениями, связанными с получением на пленке чрезмерно большого значения экспозиции. Сильное диафрагмирование объектива в этом случае, например до относительных отверстий порядка 1:16-1:22, не может быть рекомендовано вследствие того, что у большинства объективов при диафрагмировании более чем 1:5,6-1:8 значительно снижается разрешающая способность. Хорошим выходом из положения в таких случаях является применение нейтрально-серых светофильтров из стекла типа НС, устанавливаемых перед объективом съемочной камеры.

Белые стекла БС применяются для получения избирательного пропускания излучения в разных зонах УФ части спектра, в основном при научной киносъемке. Стекла БС11, БС14 и БС15 пропускают также и ИК излучение.

Увиолевымистеклами называются стекла, пропускающие световые излучения с длиной волны короче 400 нм, относящиеся к биологически активной области спектра. Слово увиолевый означает: «у» - за пределами, «виоле» - фиолетового. Бывают бесцветные и черные стекла. В увиолевых стеклах отсутствуют компоненты, поглощающие УФ лучи.

По химическому составу увиолевые стекла делятся на четыре группы, имеющие следующие нижние границы пропускания: кварцевое –185 нм, боросиликатное –220 нм, фосфатное (чёрное) – 250 нм, силикатное – 260 нм.

Например, для эритемного силикатного стекла С89-4 на длине волны равной 296 нм коэффициент пропускания составляет 65%, а на длине волны 253,7 нм только 2 %.

Черные увиолевые стекла непрозрачны для видимой области спектра. При толщине 2 мм они имеют следующую полосу пропускания: 240-400 нм (УФС1), 270-380 нм (УФС2), 320-390 нм (УФС3), 340-390 нм (УФС4).

Неувиолевые стекла поглощают УФ, фиолетовые и часть синих лучей и применяются в качестве защитных от УФ излучений мощных дуговых и других источников света. Эти стёкла могут быть бесцветными и цветными.

От варки к варке спектральные свойства цветных стекол несколько изменяются. Допустимые отклонения нормируются ГОСТ и Техническими условиями. Для точных расчетов, например, комбинированных светофильтров, преобразующих нормированное распределение энергии или цветовую температуру одних источников света в другие, необходимо определять характеристики стекол путем непосредственных измерений.

Под влиянием нагрева спектральное поглощение многих стекол изменяется, а при охлаждении, как правило, восстанавливается. Общим для всех стекол является смещение при нагревании коротковолновой границы и полос поглощения в область более длинных волн, размывание полос поглощения и увеличение плотности в минимумах. В некоторых случаях эти изменения значительны. Например, оптическая плотность стекол типа C3C20-З3C25 в зоне минимального пропускания инфракрасных лучей при нагреве до 400°С падает приблизительно в два раза.

Граница поглощения желтых, оранжевых и красных стекол при повышении температуры на каждые 100°С смещается на 10-15 нм. Особенно сильно смещается граница у темно-красных стекол. Это следует учитывать при использовании стекол в качестве светофильтров на источниках света.

У некоторых стекол, в частности марок УФС, под влиянием длительного ультрафиолетового облучения может изменяться их спектральное поглощение в ультрафиолетовой части спектра в сторону увеличения. Специальной термообработкой прозрачность этих стекол можно восстановить почти полностью.

Технические условия на размеры, толщину, качество стекол (их спектральную характеристику, пузырность, бессвильность) и условия поставки для большинства марок установлены ГОСТом.

Фотостекло - стекло для фотографических пластинок, характеризуется повышенной ровностью и гладкостью поверхности с равномерной прозрачностью. Выпускается в зависимости от размеров толщиной 1; 1,2; 1,4; 1,8 и 2мм. Разнотолщинность не превышает 0,1 мм. Коэффициент пропускания в видимой области спектра для стекла толщиной: до 1,8 мм составляет не менее 90 %,толщиной до 2 мм – не менее 87 %.

К светотехническим стеклам относятся теплозащитные стекла (теплофильтры), которые задерживают ИК излучение и пропускают видимый свет. Подразделяются на теплопоглощающие, теплорассеивающие и теплоотражающие.

Плоское прозрачное стекло: оконное толщиной 2; 2,5; 3; 4; 5 и 6 мм с коэффициентом пропускания 0,84-0,87 в зависимости от толщины; витринное толщиной 8-10 мм с коэффициентом пропускания не менее 0,84; полированное с коэффициентом пропускания 0,86-0,96.

Призматические стекла - линзы дисковые ступенчатые для кинопрожекторов (линзы Френеля)- применяются для оптики прожекторов и предназначены для формирования пучка световых лучей (таблица 12).

Таблица 12.

Органическое светотехническое стекло изготовляется из полимеров. Выпускается прозрачным и рассеивающим, бесцветным и окрашенным, в листах, гранулах и порошке. Для изготовления стекол со свойствами, близкими к силикатным кроновым стеклам, применяется метилметакрилат (плексиглас марок CT-1 и СОЛ) и целлулоид; для стекол со свойствами флинта - полистирол и полидихростирол. Бесцветное органическое стекло характерно оптической прозрачностью в ближней УФ области спектра.

По светотехническим характеристикам выделяются шесть групп органических стекол: I группа - прозрачные. У остальных стекол степень рассеяния света возрастает от II к V группе, приближаясь у последней к диффузному с одновременным снижением коэффициента пропускания. Стекла VI группы полностью непрозрачные, они примененяются в качестве отражателей и для них нормируется только коэффициент отражения (таблица13).

Таблица 13. Светотехнические характеристики органических стекол

В скобках указаны коэффициенты поглощения для окрашенного органического стекла.

Таблица 14. Спектральные коэффициенты пропускания t l органических стекол СОЛ, СТ-1, 2-55, Т2-55 в диапазоне длин волн l от 320 до 1600 нм.

Устранение электризации предметов из оргстекла. Для устранения электростатического электричества, способствующего собиранию пыли на поверхностях, предметы из оргстекла обрабатывают антистатическими химическими средствами (антистатиками). Их действие основано на повышении электропроводимости поверхностей, обеспечивающей утечку электростатического заряда. В качестве антистатиков для пластмасс применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Растворы ПАВ (0,5-10 %) наносят на поверхности при погружении в раствор, протиркой или пульверизацией. Поверхности после обработки сушатся при температуре 20-25 °С в течение 3-5 ч. , а затем при 50-60 °С в течение 20 ч.

При поверхностном нанесений длительность действия ПАВ зависит от концентрации раствора и свойств растворителя. Антистатические свойства сохраняются не менее месяца. Антистатиками являются: для полиэтилена - оксамин С-2; для полистирола - оксанол ЦС-17, алкамон ДЛ, моющее средство ОП-7, ОП-10; для полиметилметакрилата - алкамон ДЛ, ОП-7, ОП-10, ОС-2 (ОП-7 и ОП-10 заменяются некоторыми бытовыми моющими средствами).

Техническое органическое стекло : ТОСП - пластифицированное, ТОСН - непластифицированное. Выпускается прозрачным (бесцветным и цветным) и непрозрачным (красным, желтым, оранжевым, зеленым и синим), размерами от 100х100 до 1250х1150 мм при толщине листов от 1 до 200 мм.

Силикатные светотехнические стекла . Эти стёкла имеют свои обозначения и характеристики, приведенные в таблице 15.

Таблица 15.

В обозначении стекла имеются буквы, показывающие вид обработки: Б - необработанная поверхность, С - сочетание рифления с декорированием.

Светорассеивающие стекла отличаются по своему рассеивающему эффекту: объемный (молочные, опаловые, опалиновые), поверхностный (матированные) и объемно-поверхностный (глушеные матированные).

Глушеное стекло. Рассеяние света здесь достигается введением в массу стекла частичек глушителя размером 10-200 нм различной концентрации. Степень заглушенности колеблется от незначительной до предельной, характеризующей полное непропускание света. По степени заглушенности стекла подразделяются на молочные (наиболее заглушенные), опаловые и опалиновые (наименее заглушенные). Глушеные стекла обладают направленным пропусканием, отличающим их от матированных стекол. Характер направленности выражается четким изображением нити накала лампы, излучающей свет в красной области спектра. Если с расстояния 100 мм нить накала лампы мощностью 100Вт не просматривается, то стекло считается молочным. Через опаловое стекло нить лампы едва различается, сквозь опалиновое нить видна хорошо.

Глушеные стекла могут быть сплошными и накладными. Накладные бывают с односторонним и двусторонним светорассеивающими слоями. При малых размерах и малой концентрации частиц глушеное стекло в отраженном свете имеет голубоватую окраску, а в проходящем - красноватую (опаловое стекло). При больших размерах и высо­кой концентрации частиц глушителя стекло отражает и пропускает свет неизбирательно и имеет молочно-белую окраску (молочное стекло).

Молочное стекло . Характерными особенностями в рассеянии падающего света обладает часто используемое в светотехнических, фотометрических и оптических приборах молочное стекло. Оно отличается от прозрачного тем, что в процессе его выработки в остывающей прозрачной массе стекла появляется очень большое число мелких (порядка 1 мкм) частиц иного показателя преломления, которые делают стекло непрозрачным и напоминающим по внешнему виду твердое молоко (откуда и его название).

Если из такого стекла изготовить пластинку с полированными поверхностями, то и в отношении светорассеяния эта пластинка будет иметь много общего с чистой поверхностью молока. От окиси магния, сернокислого бария и других белых порошков молочное стекло (и молоко) отличается тем, что в первом случае светорассеивающие частицы находятся в воздухе, а во втором - в веществе с показателем преломления, большем единицы (стекло, вода). Гладкая поверхность раздела воздуха и стекла (или воздуха и воды) отражает зеркально часть падающего света в соответствии с формулами Френеля (см. “625”, №7, 2004). Основная часть светового потока входит внутрь стекла и рассеивается массой мелких неоднородностей. В результате некоторая доля потока выходит обратно (или проходит через слой), претерпевая новое отражение и преломление на поверхности раздела. Часть потока поглощается в толще стекла.

Таким образом, при отражении пучка света от полированного молочного стекла наблюдаются два различных явления: зеркальное отражение от гладкой поверхности и диффузное рассеяние в массе мелких частиц. На это различие иногда не обращают должного внимания, что приводит к недоразумениям.

Заводы оптического стекла выпускают более 10 сортов светорассеивающих стекол:

МС- молочное, ОНС - отражающее нейтральное стекло. Стекла марок МС16, МС17, МС18 и МС19 с показателем преломления п= 1,472 предназначены для изготовления образцов и рабочих эталонов мутности, а также имитаторов рассеивающих средств. Стекла марок МС12 (п= 1,49), МС13 (п= 1,51), МС19 (п =1,472) и МС23 (п= 1,52) предназначены для изготовления деталей, преобразующих направленный световой поток в диффузный при работе в проходящем свете. Стекло марок МС20 (взамен МС14) с п= 1,52 и стекла ОНС1, ОНС2, ОНСЗ и ОНС4 с п= 1,5 предназначены для изготовления непрозрачных деталей, диффузно отражающих направленный свет (экраны, сферы, кюветы, пластины, образцы сравнения и рабочие эталоны белизны отражения).Стекло МС-23 предназначено для рассеяния проходящего света и потому отражает относительно малую часть падающего потока. При толщине 1 мм стекло МС-23 пропускает примерно 70 % падающего светового потока, рассеивая его достаточно равномерно по всем направлениям. Еще равномернее рассеивает это стекло при толщине 2 мм и 3 мм, но тогда его коэффициенты пропускания составляют 60 и 50 %.

Когда нужно по возможности воспроизвести поверхность идеального рассеивателя, то пользуются полированной пластинкой из стекла МС-20 толщиной 7-8 мм, которая отражает 97 % светового потока, падающего на нее по нормали. В пределах видимого спектра коэффициент отражения такой пластинки колеблется от 94 до 97%. Около 4% падающего потока отражается зеркально от гладкой поверхности, а остальная часть выходит из толщи стекла после рассеяния на внутренних неоднородностях. Как можно увидеть из таблицы 16 изменения коэффициента отражения молочных стекол в видимой части спектра в зависимости от длины волны незначительны.

Таблица 16. Спектральный коэффициент отражения r l молочных стекол

Таблица 17.Общий коэффициент пропускания молочных стекол в зависимости от толщины

Матированные стекла со значительной степенью матирования имеют коэффициент пропусканияравный 0,7-0,85. Коэффициент пропускания с глянцевой и матированной стороны различен. Больший коэффициент наблюдается если, матированная поверхность будет направлена в сторону источника света.

Нормативные данные по показателям пропускания t , отражения r и поглощения a силикатных рассеивающих стекол приведены в таблице 18.

Таблица 18. Силикатные рассеивающие стекла

Рентгеновские защитные стекла выпускаются двух марок: ТФ5 и ТФ105 (тяжелый флинт) толщинойот 10 дo 50 мм. Форма стекол - прямоугольная размерами от 146х135 до 600х500 мм и круглая - диаметром от 30 до 250 мм. Защитные свойства характеризуются свинцовым эквивалентом при напряжении180- 200 кВ, т. е. толщиной слоя свинца в миллиметрах, ослабляющего рентгеновское излучение в то же число раз, что и данное защитное стекло (Таблица 19).

Таблица 19.

Оптические стекла с особыми свойствами. Инфракрасные бескислородные стекла (ИКС) прозрачны в диапазоне 1-17 мкм. Отличаются отсутствием компонентов, содержащих кислород.

Люминесцирующие стекла содержат неодим. Обозначаются индексом ГЛС (генерирующие люминесцирующие стекла). Имеют узкие полосы люминесценции. На полосу 1060 нм приходится до 80 % всей энергии люминесценции. Применяются для изготовления активных элементов твердотельных лазеров направленного излучения с длиной волны излучения 900, 1060 и 1300 нм.

Фотохромные стекла (ФХС), обратимые. Меняют свою прозрачность при изменении освещенности. Основные характеристики: коэффициент монохромности К ф -величина, показывающая уменьшение оптической плотности при нагреве на 30 °С; чувствительность S ф - величина, обратная количеству освещения, необходимого для получения добавочной плотности D = 0,2. Стекло ФХСЗ, с параметрами К ф =0,5...0,7 и S ф =(2...5)10 -6 (лк×с) -1 , применяется для изготовления светофильтров и светозащитных очков.

Оптические керамика и кристаллы характеризуются свойствами, отсутствующими у оптического стекла: пропусканием в УФ и ИК областях спектра и значительной величиной коэффициента основной средней дисперсии при малом показателе преломления.

Оптическая керамика (КО) - поликристаллический материал производится методом горячего прессования под большим давлением в вакууме. Обладает высокой механической прочностью и термостойкостью.Предназначена для различных оптических приборов ИК диапазона и подложек интерференционных осветительных фильтров. Оптическая керамика КО4 прозрачна в диапазоне 1-20 мкм, КО5 - в диапазоне 18 мкм.

Хлористый натрий NaCl - мягкий природный кристалл (каменная соль) с коэффициентом преломления п = 1,52 на длине волны излучения 2000 нм. Прозрачен в спектральной области 250-3000 нм. Растворим в воде и глицерине, гигроскопичен. Применяется для изготовления спектральных призм ИК. диапазона.

Бромистый калий КВг - мягкий кристалл с п =1,54 на длине волны излучения 2000 нм. Прозрачен в области спектра 210-27000 нм. Растворим в воде и глицерине, гигроскопичен. Применяется для изготовления спектральных призм ИК диапазона.

Хлористый калий КС1 - природный минерал (сильвин), мягкий, гигроскопичный. Растворим в воде, щелочах, эфире, глицерине. Прозрачен в области спектра 330-21 000 нм. Применяется для конденсоров микроскопов УФ и призм ИК диапазонов.

Фтористый кальций CaF - природный флюорит, твердый, хрупкий кристалл с

п = 1,42 на волне 2000 нм. Прозрачен в диапазоне180-10000 нм. Негигроскопичен и нерастворим в воде. Применяется для изготовления деталей микроскопов и призм спектроскопов УФ и ИК диапазонов.

Фтористый литий LiF - кристалл средней твердости с п = 1,38 на волне 2000 нм. Прозрачен в области спектра 180-6000 нм. Негигроскопичен и практически нерастворим в воде. Применяется для изготовления оптических деталей УФ и ИК диапазонов.

Германий Ge - синтетический хрупкий кристалл с п = 4,12 на волне 2000 нм. Непрозрачен в видимой области спектра, пропускает излучения от 2000 до 15000нм и от 40000 до 60000 нм. Требует просветления из-зa больших потерь на отражение при преломлении. Применяется в ИК диапазоне.

Кремний Si - синтетический хрупкий кристалл с п = 3,46 на волне 2000 нм. Непрозрачен в видимой области спектра. Пропускает лучи в области от 15000 до 22000 нм.

Кварц кристаллический SiО 2 - синтетический кристалл (природный - горный хрусталь) с п = 1,52 на волне 2000 нм. Имеет.слабовыраженное двойное лучепреломление. Прозрачен в области спектра 180-10000 нм. Применяется для изготовления оптических деталей спектральных и поляризационных приборов.

Кальцит СаСОз - синтетический кристалл (природный - исландский шпат), хрупкий и нетермостойкий с п = 1,66 на волне 560 им. Имеет сильно выраженное двойное лучепреломление. Пропускает видимую и ближнюю ИК область спектра.

Фтористый магний MgF 2 - природный кристалл средней твердости, нерастворим в воде с п = 1,38 в дипазоне излучений 400-700 нм. Пропускает лучи в области спектра 100-1000 нм. Применяется для интерференционных и интерференционно-поляризационных фильтров. .

Лейкосапфир - искусственный кристалл, беспримесный корунд А1 2 O 3 (природный корунд - сапфир). Термостойкий и химически стойкий кристалл. С примесью хрома представляет собой рубин, применяемый для активных тел лазеров. Изготовляется следующих марок: Л-У - для УФ области, Л-В - для видимой и Л-И - для инфракрасной области спектра.

Белые пигменты являются составной частью многих светотехнических материалов. Они улучшают отражение и рассеяние светового потока. Применяются белые пигменты в качестве наполнителей эмалей, красок и органических стекол. Различаются светоотражающие и светорассеивающие (глушители) пигменты. В таблицах 20 и 21 приведены показатели преломления п и коэффициенты отражения r белых пигментов.

Таблица 20. Белые светоотражающие пигменты.

Таблица 21. Белые светорассеивающие пигменты

Белые эмали используются при изготовлении диффузных отражателей. Наиболее распространены белые эмали с пигментом двуокиси титана и алюм

Похожая информация.