Генеральная ассамблея ООН объявила 2015 год Международным годом света и световых технологий (стр. 4 )

o  получение различных характеристик спектра без использования светофильтров, т. е. по аналогии с лампами накаливания;

o  прочность и безопасность для пользователей. Светодиодная лампа при случайном падении не разобьется и не будет повреждена, т. е. осколков стекла, характерных для подобной ситуации с любой другой осветительной лампой, не будет. Ее элементы не содержат сколько-нибудь опасных компонентов химического происхождения, присутствующих, к примеру, в люминесцентных лампах;

o  не зависит от количества включений и отключений, в случае других ламп количество включений-отключений серьезно влияет на продолжительность службы;

o  безопасна в работе — не требуется ток высокого напряжения, наибольшая температура светодиода и ограждающей арматуры не превысит 60 °С.

Отрицательные характеристики:

o  высокая цена. Стоимость светодиодных ламп на сегодня превышает стоимость люминесцентных ламп аналогичной мощности в 8-10 раз. Снижение розничной цены без потери качества — главная задача производителей светодиодных ламп;

o  потребность в отводящем тепло радиаторе. Размеры светодиодов слишком малы и не достаточны для самостоятельного отвода тепла, выделяемого им при работе — чем мощнее светодиодная лампа, тем большего размера и площади радиатор ей необходим. Соответственно, внушительный размер алюминиевого радиатора влияет на себестоимость лампы, к тому же мощную светодиодную лампу будет трудно или невозможно установить в обычные светильники — она в них не поместится;

o  в отсутствии конденсатора, выравнивающего световой поток светодиодов, наблюдается заметная пульсация света;

o  при построении лампы на дешевых светодиодах ее светоотдача понижается до максимальных 100 лм/Вт и становится равной люминесцентным лампам, т. е. утрачивается важное преимущество светодиодной лампы;

o  световой спектр, генерируемый светодиодами, монохромен и существенно отличается от естественного солнечного освещения. Для смягчения монохромного светового излучения требуется люминофоры специального состава;

o  генерируемый световой поток узко направлен и требует установки нескольких разнонаправленных ламп или рассеивателя света, однако применение последнего существенно снижает интенсивность освещения.

Как выбрать светодиодную лампу для дома

В хозяйственных магазинах России энергосберегающие светодиодные лампы распространены не так широко, как люминесцентные — они дороже, поэтому пользуются меньшим спросом. Крупнейшие производители светодиодных ламп: американская «General Electric», немецкие «Osram», «Bioledex» и «BLV licht», голландская «Philips», индийская «Sylvania», российская «Оптоган» — стоимость их продукции варьируется от 600 до 3 000 руб. за одну лампу.

Помимо известных брендов, в магазинах часто встречаются недорогие светодиодные лампы китайских и небольших отечественных производителей — на мой взгляд, приобретать их продукцию не стоит, т. к. дешевизна скорее всего объясняется экономией на комплектующих, а значит такие лампы прослужат недолго. А теперь о критериях выбора светодиодных ламп:

o  мощность лампы. 100 Вт лампе накаливания соответствует светодиодная в 12-15 Вт, причем световой поток 15 Вт светодиодной лампы будет немного более интенсивным, чем у «лампы Ильича» в 100 Вт;

o  температура света. На упаковке либо корпусе лампы будет нанесена температура света в кельвинах, привычный нам солнечный свет имеет температуру 2 700 — 3 000 К. Своим происхождением температура света ламп в кельвинах обязана цвету металлического бруска, нагреваемого в печи — до 3 000 К он желто-белого цвета, с нарастанием температуры становится все более белым. Лампы, излучающие свет большей температуры чем 3 000 К, более яркие, но их свет сложно переносится и уместен только в офисных помещениях;

o  угол освещения. Если все светодиоды в лампе будут расположены в одной плоскости, то характер освещения будет очаговым, узконаправленным — каждый светодиод излучает направленный световой поток. Для рассеивания света и эффективного освещения комнаты будет удобно, если светодиоды размещены на нескольких плоскостях, а сама лампа оснащена линзами рассеивания света, покрытыми изнутри люминофором;

o  коэффициент передачи цвета. Его значение должно быть указано на упаковке лампы, для светодиодов коэффициент обычно составляет от 70 до 95 — чем выше приведенное на упаковке значение, тем лучше будет светить светодиодная лампа и наоборот. Если на упаковке указано коэффициент цветопередачи 95, а стоимость самой лампы низка — это попытка обмануть покупателя, дешевые лампы не могут иметь столь высокую цветопередачу;

o  отвод тепла. Наличие алюминиевого радиатора обязательно и если вместо алюминия используется пластмасса — откажитесь от покупки данной лампы, она прослужит недолго;

o  время работы. Как правило, производителями указывается значение в 30 000 рабочих часов, что в действительности является средним значением. Сама лампа по прошествии этого срока будет работать и дальше, но ее яркость сократится примерно на 30% — нагрев светодиодов со временем снижает интенсивность светового потока.

Не сомневаюсь, что в ближайшие 5-10 лет светодиодные лампы будут усовершенствованы — количество люменов на каждый потребленный ватт возрастет, а стоимость существенно снизится. Они станут не менее популярными, как когда-то были лампы накаливания, только более выгодными и для рядового потребителя и для государства. Но на это уйдет время…

ЛАЗЕР

Квантовый генератор, источник мощного оптического излучения (laser - аббревиатура выражения light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света вынужденным излучением).

Лазер отличается от обычных источников света (например, лампы с вольфрамовой нитью) двумя важными свойствами излучения. Во-первых, оно когерентно, т. е. пики и провалы всех его волн появляются согласованно, и эта согласованность остается неизменной в течение достаточно длительного времени. Все обычные источники света эмиттируют некогерентное излучение, в котором нет согласованности между пиками и провалами различных волн. В некогерентном процессе световые волны излучаются независимо друг от друга, энергия излучаемого пучка рассеивается по пространству и быстро убывает по мере удаления от источника. При когерентном излучении волны испускаются не хаотично и могут усиливать друг друга. Лучи лазерного пучка почти параллельны между собой, поэтому он расходится незначительно даже на больших расстояниях от излучателя.

Так, лазерный пучок диаметром 30 см направили на Луну, и он образовал на ее поверхности световое пятно диаметром всего 3 км (до Луны около 386 000 км; на таком расстоянии свет от обычного источника дал бы пятно диаметром 402 000 км).

Вторая особенность лазерного излучения - монохроматичность, т. е. одноцветность; это значит, что от конкретного лазера исходят волны одной и той же длины. В свете почти всех существующих источников обычно присутствуют все длины волн видимого спектра и соответственно все цвета, поэтому такой свет нам кажется белым. Лишь немногие традиционные источники (например, лампы низкого давления, наполненные разреженными парами натрия) светят почти монохроматично, но их излучение некогерентно и малоинтенсивно.

Применения. Особенности лазерного излучения и разнообразные способы его использования помогли сдвинуться с мертвой точки во многих разделах современного знания и способствовали развитию различных областей науки, техники и производства: физики (в основном оптики), фотографии, связи, дальнометрии, топографии, термоядерного синтеза, медицины, химии, порошковой металлургии и др. Лазеры продолжают внедряться почти во все отрасли народного хозяйства; непрерывно открываются новые возможности их применения.

С самого момента разработки лазер называли устройством, которое само ищет решаемые задачи. Лазеры нашли применение в самых различных областях — от коррекции зрения до управления транспортными средствами, от космических полётов до термоядерного синтеза. Лазер стал одним из самых значимых изобретений XX века

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРА в обследовании и хирургии глаза. Мощными лазерными импульсами (длительностью порядка миллисекунды и меньше) "приваривают" отслоившуюся сетчатку.

Принцип действия. Свет - особая форма движущейся материи. Он соткан из отдельных сгустков, именуемых квантами. Атомы любого вещества, излучая (или поглощая) свет, испускают (или захватывают) только цельные кванты; в таких процессах (если нет каких-то особых условий) атомы не взаимодействуют с долями квантов. Длина волны (стало быть, цвет) излучения определяется энергией его кванта. Атомы, одинаковые по своей природе, излучают или поглощают кванты лишь конкретной длины волны.

Когда атом излучает квант света, он расходует энергию; поглощая квант света, атом приобретает дополнительную энергию. Поскольку энергия переносится к атому и от него порционно, то и сам атом может пребывать лишь в одном из дискретных энергетических состояний - либо в основном (с минимальной энергией), либо в каком-то из возбужденных. Атом, находящийся в основном состоянии, при поглощении кванта света переходит в возбужденное состояние; при излучении кванта света все происходит наоборот. Чем больше квантов вблизи атомов, тем больше и тех атомов, которые совершают подобные переходы - с повышением или понижением энергии. (Свет своим присутствием вынуждает атомы участвовать в энергетических переходах, поэтому такие процессы называют вынужденными - вынужденное поглощение и вынужденное излучение.) При вынужденном поглощении число квантов уменьшается и интенсивность света убывает, а энергия атомов возрастает. Если некоторое множество атомов, попав в освещение, вынужденно излучает суммарно больше, чем вынужденно поглощает, то возникает лазерный эффект - усиление света вынужденным излучением (данного множества атомов).