Svjetlost / foto-radiometrija

Svjetlost / foto-radiometrija

Svjetlost je elektromagnetsko zračenje koje je vidljivo ljudskom oku. Ljudsko oko u prosjeku može vidjeti svjetlost s valnom duljinom u rasponu od 390 do 750 nm. Elektromagnetsko zračenje možemo predočiti kao roj čestica koje se nazivaju fotoni. Svaki foton nosi određenu količinu energije. Cjelokupni raspon zračenja koje nastaje u svemiru nazivamo elektromagnetski spektar.

Vrste elektromagnetskog zračenja:

  • gama zračenje (γ-zrake)
  • rendgensko zračenje (X-zrake)
  • ultraljubičasto zračenje
  • vidljivo zračenje (svjetlost)
  • infracrveno zračenje
  • mikrovalno zračenjeradiovalovi

Elektromagnetska zračenja uzajamno se razlikuju jedino frekvencijom. Svjetlost nastaje kada se električni naboji kreću u elektromagnetskom polju. Atom odašilje svjetlost kada je neki od njegovih elektrona potaknut dodatnom energijom izvana. Zračenje pobuđenih elektrona predočavamo valom. Svjetlost manje energije ima manju učestalost ili frekvenciju, ali veću valnu duljinu, a ona s više energije ima veću frekvenciju ali manju valnu duljinu.

valna duljina = brzina svjetlosti / frekvencija

Brzina svjetlosti, kao i svih ostalih elektromagnetskih valova, u vakuumu iznosi 299 792 458 m/s.ž

Boje

Ljudsko oko reagira samo na vrlo ograničeni raspon valnih duljina, na vidljivu svjetlost. Međutim, ono odlično raspoznaje i vrlo male razlike unutar tog raspona. Te male razlike nazivamo boje. Boje su dakle male frekvencijske razlike u području vidljive svjetlosti. Najkraću valnu duljinu imaju ljubičasta i plava svjetlost, a najdulju crvena svjetlost.

Spektar vidljivog zračenja čine:

Bijela svjetlost sastavljena je od kontinuiranog niza svih boja vidljivog spektra. U praksi pod bojom nekog tijela možemo smatrati boju koje tijelo reflektira kada je osvijetljeno bijelom svjetlošću, tj. tijelo će biti obojeno nekom bojom ako mu površina apsorbira bijelu svjetlost samo na određenom valnom području. Boja dakle ovisi o frekvenciji reflektiranog zračenja. Bijela površina je ona koja u jednakoj mjeri reflektira sva valna područja bijele svjetlosti. Crna površina je ona koja u potpunosti apsorbira bijelu svjetlost. Siva površina u jednakoj mjeri reflektira sva valna područja bijele svjetlosti, ali ih i djelomično apsorbira. Bijela, crna i siva su akromatske boje, a sve ostale boje su kromatske.

Osnovne karakteristike kromatskih boja:

  • ton (pojam vezan za ime boje npr. crvena, zelena)
  • svjetlina (ovisi o intenzitetu zračenja)
  • zasićenost (ovisi o čistoći boje).

Kraće se valne duljine učinkovitije raspršuju po zraku nego dulje valne duljine. Nebo je plavo zato jer se kratke valne duljine (plava svjetlost) najviše raspršuju. Sunce isijava najviše energije u vidljivom dijelu spektra elektromagnetskoga zračenja. Vrlo vruća zvijezda emitira većinu svjetlosti u ultraljubičastom području. Vrlo hladna zvijezda (na temperaturi nižoj od 1000 K) većinu zračenja emitira u infracrvenom području. Sunce, po mnogome prosječna zvijezda emitira većinu energije u vidljivom dijelu elektromagnetskoga spektra. Koja je tvar koje boje? Vegetacija upija crvenu i plavu svjetlost, a zrcali zelenu, pa nam stoga biljke izgledaju zeleno. Tvar koja upija plavo, a reflektira crveno izgleda nam crvena; koja upija crvenu svjetlost, a reflektira plavu je plava; koja podjednako reflektira svjetlost u svim bojama je bijela ili crna ili siva. Npr. ruža je crvena zato što se sve boje osim crvene upijaju unutar ruže, a samo se crvena boja reflektira. Crno i bijelo su u osnovi isto, a razlika je samo u količini reflektirane svjetlosti, a ne u njihovoj boji. Sve boje koje vidimo na Zemlji i drugdje su samo pitanje koje se valne duljine sunčeve svjetlosti najbolje reflektiraju

Izvori svjetlosti

Izvori svjetlosti su tijela koja emitiraju svjetlost. Svjetlost se širi najvećom mogućom brzinom. Ne razlikuju se fizička svojstva svjetlosti nastale u prirodnim izvorima (npr.zvijezdama) i umjetnim izvorima svjetlosti (npr. žaruljama). Ne razlikuju se svojstva svjetlosti nastale u vrućim izvorima svjetlosti (npr. zvijezde, žarulje, vatra) i hladnim izvorima (npr. plinske svjetiljke i živi organizmi).

RASVJETA NA RADNOM MJESTU

Dobra osvijetljenost je potrebna za izvođenje praktično svih poslova. Rasvjeta u radnom prostoru utječe na radni učinak i na same radnike. Pored direktnog utjecaja nezadovoljavajuće rasvjete na vid, ona utječe i na brojne psihofiziološke čimbenike. S većom osvijetljenosti raste brzina uočavanja u radnom prostoru, a smanjuje se i vrijeme psihomotoričke reakcije. To je naročito bitno kod rada na strojevima. Ustanovljeno je da je neodgovarajuća osvijetljenost direktni uzrok za 5 % nesreća, a indirektno čak za 20 % nesreća na radu.

Optimalna rasvjeta je važna za očuvanje vida radnika, smanjenje broja nesreća na radu, povećanje produktivnosti i kvalitete rada, sprečavanje nepotrebnog zamaranja radnika te održavanje čistoće radnih prostorija i radnih mjesta.  Sa stručnog stanovišta rasvjeta mora osigurati dovoljnu osvijetljenost na radnom mjestu, ravnomjernu osvijetljenost prostora, pravilnu boju svjetlosti, odgovarajuće kontraste za dobro označavanje predmeta, sprečavanje neugodnog blještanja i titranja izvora svjetlosti, pravilni smjer svjetlosti, prirodni raspored sjena, sprečavanje direktnog upada sunčeve svjetlosti itd.

Osvjetljenje je količina svjetla koja pada na određenu površinu, a mjeri se luksmetrom u luksima(lx). Da bi stekla određena predodžba o tome kolika je osvijetljenost u pojedinim primjerima, potrebno je pogledati slijedeću tablicu:

Situacija Osvjetljenost
Vedar i sunčan dan 100.000
Oblačan dan 10.000
Svjetlo kod urara 1000 – 2000
Tipičan ured 100 – 1000
Osvjetljeni sportski teren 200 – 1000
Ulična rasvjeta 1 – 10
Noć bez mjesečine 0,25

Treba naglasiti da osvijetljenost opada sa kvadratom udaljenosti. To znači da će na udaljenosti dvostruko većoj od istog mjernog mjesta luksmetar pokazivati četverostruko manju vrijednost.

Sjajnost

(luminancija) jest količina svijetla koja dolazi s promatrane površine. Mjeri se mjeračem sjajnosti, u kandelima po kvadratnom metru (cd/m2). Sjajnost od 100 cd/m2 može se predočiti ako se kao površina zamisli list bijelog papira za printanje pri uobičajenoj uredskoj rasvjeti. Sjajnost ne opada sa udaljenošću kao osvijetljenost nego je uvijek ista bez obzira s koje je udaljenosti mjerili. To znači da je sjajnost dokumenta iz kojeg se podaci unose na računalo ne mijenja bez obzira na kojoj mi udaljenosti bili od njega.