Světlo

Světlo

Celkový výkon záření = světelný tok - jednotka lumen (lm)

• Vydáván světelným zdrojem
• Nezávislý na směru vyzařování [2]
• Okem vnímán jako jas
• Světelný tok je společně s výkonem žárovky indicií o její životnosti. Vyšší životnost může mít za následek ovlivnění výkonu žárovky. [2]
• Tento výkon záření lze všeobecně udat jako předávanou energii ve wattech [2]
• Žárovka (60W) 600 lm
• Žárovka (100W) 1.500 lm
• Výbojka (40W) 2.300 lm

Intenzita osvětlení - jednotka lux (lx)

• Světelný tok (lm) dopadající na jednotku plochy (m2)
• 1 lx=1 lm/m2
• Nelze ji vnímat jako takovou, ale pouze prostřednictvím odrazu od osvětlených ploch a barvy materiálu
• Norma DIN 5035 stanovuje směrné hodnoty pro osvětlení interiéru dle náročnosti prováděné práce na rozlišování detailů zrakem
• Prevence zhoršení zraku, únavy, bolestí hlavy aj.
• Intenzita světla klesá s druhou mocninou vzdálenosti [3]
• Během slunného dne je intenzita světla v přírodě 100.000 luxů a více [7]

Svítivost - jednotka candela (cd)

• Intenzita záření viditelná v určitém směru od zdroje

Jas -jednotka -candela na metr čtvereční (cd/m2)

• Jasový dojem vznikající v oku
• Jas odpovídá intenzitě světla na osvětlené ploše [2]
• Středně jasná obloha 8.000 cd/m2
• Matná žárovka (60W) 120.000 cd/m2
• Slunce v poledne 1,6 × 109 cd/m2 [2]

Příkon - jednotka Watt (W)

• Popisuje žárovkou odebíraný - vydávaný elektrický výkon ve wattech [2]
• Nižší příkon znamená současně vyšší životnost žárovky [2]
• Energii vysílanou jako záření ze zdroje světla v charakteristické spektrální oblasti [2]
• Obecně platí že čím větší je výkon zdroje světla tím větší je i jeho účinnost. Vyplatí se tedy místo dvou zdrojů (pokud to jde) dát zdroj světla pouze jeden s dvojnásobným výkonem. [8]

Barva světla - spektrální zastoupení

• Energie každého fotonu závisí pouze na frekvenci (rychlosti) vlnění a frekvenci vlnění odpovídá barva světla. „Červenému“ záření odpovídá bezmála dvakrát menší frekvence než záření „fialovému“. To znamená, že energie „červených“ fotonů je téměř dvakrát menší než energie fotonů „fialových“. „Červené“ fotony mají moc malou energii na to, aby dokázaly elektrony vyrazit. [9]

Barevná teplota - jednotka Kelvin (K)++

• Udává barevný tón světelného zdroje
• Informuje o spektrálním rozložení energie světelného zdroje a indikuje tím jeho intenzitu [2]
• Jako referenční objekt slouží černé těleso, které se stoupajícím zahříváním žhne různými barvami světla; vysílané světlo se mění od červené přes žlutou a od bílé po modrou. [2]
• Žárovky s nízkou barevnou teplotou mají teplejší barvu světla (žlutá/červená)
• Žárovky s vyšší barevnou teplotou mají studenou barvu světla (modrá) [2]
• Vyšší barevná teplota žárovky vytváří na silnici světlo podobné dennímu a tím vytváří lepší osvětlení [2]

Teplota v Kelvinech: scale that starts at absolute zero (-1273 degrees C)

• 1 500 K - 1 900 K Světlo svíčky. Sure, we can get this light from dimmed tungsten, CFL, or LED lighting, but nothing makes ambiance like real candles. [11]
• 2 680 K - Žárovka (40W)
• 2 700 K - the typical Edison "A" light bulb, among many others. These tungsten bulbs are warm, rather yellowish, and are considered the most pleasing to the eye. They are awful for energy efficiency and we can replace them now with compact fluorescents (CFL's) of the same color temperature. We've tested the color rendering between tungsten bulbs and CFL's with color charts and the difference is unnoticeable. [11]
• Světlo do interiérů. Most people prefer around 2 700 K - 3 000 K for a warm, cozy, romantic, and sheltered experience. [11]
• 3 200 K - tungsten halogen. You'll see halogen extensively in stores for display purposes. It is horribly hot and all tungsten are inefficient energy hogs. The blue bands of the color spectrum are still there but fading. You can still see blue but the color shift is substantial. Blue gets warmer. [11]
• 4 000 K - typical older fluorescent lighting. This light actually has most of the color spectrum but is rather intense in the greens and yellows, making it a bit unpopular. [11]
• 4 500 - 5 000 K - Xenonová žárovka
• 5 200 K - Žárovky HQI s teplotou barev -jsou používány pro sladkovodní akvária, kde výrazně podporují růst rostlin. Jsou rovněž vhodné pro většinu terárií. [6]
• 5 500 K - indirect sunlight coming through your window. It still includes most of the spectrum but is beginning to lose some blue and violet. This creates a color "shift" towards the redder end of the visible light color spectrum. [13]
• 6 000 K - Většina pouštních druhů preferuje spektrum s teplotou barev [7]
• 6 500 K - direct sunlight and a full spectrum of colors [11]
• 9 000 - 12 000 K - Modrá obloha
• Your monitor is probably set with a color temperature of 9300K (degrees Kelvin). While this is a nice bright setting it is also rather blue. Sunlight has a color temperature of around 6500K and includes all colors that are visible to humans. For more realistic colors set your monitor to 6500K. [11]
• 9 600 K - a very cloudy day with mostly high energy blue light coming down. The "warmer" colors are filtered out. [11]
• 20 000 K žárovky s a nově také s 14 000 K jsou díky namodralému světlu vhodné pro mořská akvária. [6]

Mired

• Občas je možné se setkat s jednotkou Mired (M, Micro Reciprocal Degree). Udává také barvu světla a s barevnou teplotou v Kelvinech je svázána jednoduchým vztahem:
• Mired = 1 000 000 / Barevná teplota v K
• Barevná teplota v K = 1 000 000 / Mired
• Má-li tedy modré světlo z jasného modrého nebe barevnou teplotu 10 000 K, má mired = 100. Fotografický blesk s typickou barevnou teplotou 5 500 K má potom mired 180 atp. Proč byly jednotky Mired vůbec zavedeny? Nevýhodou barevné teploty v Kelvinech totiž je, že se nedají sčítat ani odčítat, protože se nechová lineárně. Jednotky Mired být sčítány a odčítány mohou, a je tedy snadno možné provádět "barevné kalkulace".
• Např. obyčejný modrý filtr 80B má korekční účinek cca -115 Mired, přičemž kladné hodnoty znamenají posun do červenějších barev a záporné hodnoty posun do modrých barev. Proto modrý filtr 80B má zápornou hodnotu Mired a posouvá světlo do modré barvy. Tím červené světlo halogenů o teplotě 3 400 K (294 Mired) zkoriguje na běžné denní světlo 5 600 K (179 Mired):
• 294 Mired (halogen) - 115 Mired (filtr) = 179 Mired (5 600 K)

• Svítíte-li žárovkami o barevné teplotě 2800K (350 Mired), tak modrý filtr, který posouvá barvu o -150 Mired (záporné hodnoty značí posun do modrých barev), ji změní na 200 Mired, což odpovídá 5000K. Naopak je-li světlo velmi modré (10000K = 100 Mired), červený filtr o hodnotě 100 Mired posune barvu světla na 200 Mired, tedy opět 5000K. [11]

Teplé a studené barvy

• Je paradoxní, že skutečná teplota zdroje světla je v přímém protikladu se subjektivním vnímáním teplých a studených barev. [10]
• Jinými slovy – relativně studené zdroje, jako je oheň, svíčka či žárovka, produkují v lidském slova smyslu teplé červené světlo, zatímco k dosažení modrého světla, kterému běžně říkáme „studené“, je potřeba zdroj ohřát na výrazně vyšší teplotu (například modrý plamen plynového hořáku) [10]

Teplota barvy

• Vyjadřujeme barvu světla černého zářiče (černého tělesa), tj. tělesa, které veškeré dopadající elektromagnetické záření úplně pohlcuje a vykazuje též maximální výkon vyzařovaného tepelného záření, a sice jeho absolutní (kelvinovskou) teplotu. [9]
• Pojem tepelné záření označuje elektromagnetické záření, které je podmíněno pouze jen tepelným stavem těles, vyjádřeným jejich teplotou.
• Tepelné záření vykazuje spojité spektrum. [9]
• Zmíněná teplota barvy se taktéž nazývá teplota barevnosti (chromatičnosti) černého zářiče. [9]
• Jde-li o jiný tepelný zářič než černý (tj. zářič, který dopadající elektromagnetické záření pohlcuje jen částečně a případně i selektivně), pak se zavádí ekvivalentní teplota barvy, případně ekvivalentní teplota barevnosti (chromatičnosti)
• = absolutní teplota černého zářiče, při které tvar spektrální křivky jako charakteristické energetické nebo fotometrické veličiny (např. jasu) je aspoň přibližně ve viditelném spektrálním oboru elektromagnetického vlnění stejný jako tvar této křivky pro světelné záření uvažovaného (srovnávaného) zářiče. [9]
• V takovém případě mají obě záření stejnou barvu [9]
• Ekvivalentní teplota barvy
• Vystihuje barvy světla tím přesněji, čím jsou blíže spektrální křivce černého zářiče (tzv. křivce barev černého tělesa) [9]
• Nehodí se k popisu světel, jejichž barva se liší o barvy světla vyzařovaného černým zářičem [9]
• V případech, kdy se barva světla liší od barvy světla černého zářiče se používá pojmu náhradní teplota barvy, který vyznačuje omezenou platnost údaje. [9]

Vnímání barev okem

• Maximální uvažovaný rozsah pro člověka (při kolorimetrických měřeních a výpočtech) 360-830 nm.
• Běžně se ale za viditelnou část spektra považuje 380-780 nm
• Citlivost lidského oka rapidně klesá od 650 nm výše a stejně tak je i malá citlivost pro vlnové délky pod 400 nm. Proto se často uvádí jen 400-700 nm. [9]

Charakteristika barev

• Tón barvy - vlnová délka
• Objektivním podnětem subjektivního vjemu červené jsou tedy světelné vlny v rozmezí vlnových délek od 600 do 700 nm. [9]

• Barva předmětů = zbylé světlo, které nebylo pohlceno, ale odraženo
• Můžeme však také říci, že se nám předmět jeví v barvě komplementární k těmto složkám světelného záření, které pohlcuje. [9]
• Jestliže předmět pohlcuje vlnové délky záření zelené barvy, bude se nám jevit purpurový, protože purpurová barva vznikne odečtením zelené od bílého světla. [9]
• Předmět může též pohltit všechny složky vlnových délek světla, ale jen určitou procentuální část (například 50 %) - bude šedivý, jelikož malé množství odraženého světla nestačí vyvolat vjem bílé barvy, nýbrž jen barvy šedé. [9]
• Čím více viditelného světla povrch tělesa pohlcuje, tím tmavší se předmět zdá. [9]

• Sytost barev- rozpětí vlnové délky
• Čím užší je rozpětí vlnové délky, tím je předmět sytěji červený. Bude-li předmět kromě světelného záření největších vlnových délek částečně odrážet i všechny ostatní vlnové délky, tak se bude jevit červený. Bude-li vedle nejdelších vln odrážet i vlnové délky pro vjem barvy komplementární (kolem 500 nm), pak bude jeho červeň zakalená, lomená, šedá. [9]
• Sytost je stupeň odlišnosti určité barvy od šedé barvy stejné světlosti s ní, tedy sytost označuje stupeň barevné výraznosti. [9]

• Světlost - stupeň odlišení dané barvy od černé
• Nejmenší světlost má barva černá, největší bílá
• Světlost je barevná vlastnost každého povrchu (plochy) [9]

• Jasnost (jas) - energie světelného vlnění – amplituda vln
• Určena množstvím energie, odraženým danou plochou [9]

Literatura:

[1] Holger Kónig, Erlacher Peter, Neviditelná hrozba? Elektormagnetická pole kolem nás; Nakladatelství HEL 2001
[2] Test žárovek Bosch | bosch-service.cz. URL < www.bosch-service.cz/Infoboxy/Test-zarovek-Bosch.html >.
[4] SEVENDESIGN S.R.O. Farma Python | Zářivky Arcadia. URL < www.farmapython.cz/katalog.php?kat=3&product=Z%E1%F8ivky+Arcadia >.
[5] Zoo Med Repti Basking Spot - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/bodove-zarovky/zoo-med-repti-basking-spot >.
[6] Zoo Med Tropic Sun - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/osvetleni-3/zoo-med-tropic-sun >.
[7] Lucky Reptile Bright Sun UV Desert - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/vybojky-bright-sun-a-prislusenstvi/lucky-reptile-bright-sun-uv-desert >.
[8] Osvětlování rostlin. URL < www.darwiniana.cz/chramst/view.php?cisloclanku=2004060801 >.
[9] JANČOVIČ, A. Historie Vnímání barev, DIPLOMOVÁ PRÁCE. Masarykova univerzita v Brně, Pedagogická fakulta, Katedra fyziky. 2005 Brno. URL < www.ped.muni.cz/wphy/publikace/Jancovic1.html >.
[10] ING. ROBERT KREJČÍ; DOC. ING. EDUARD HULICIUS, CSC. Polovodičové lasery a LED-ky. Microdesignum. 2007. URL < www.microdesignum.cz/clanky/Polovodicove-lasery-a-LED-ky.html >.
[11] Color and Light - Intiri Designs. URL < intiridesigns.com/articles/color.php >.

Oko a světlo

Receptory v sítnici

Čípky - barevné vidění (fotopiské vidění) - iodopsin

Tyčinky - více černobílé vidění (skotopické vidění) - rhodopsin

Nejcitlivější oblastí sítnice je fovea (prohlubeň) = žlutá skvrna

• Nervové buňky a cévy nad fotoreceptory jsou rozestoupené
• Světlu tak brání v cestě méně překážek
• Hustě namačkané čípky, které jsou užší než v jiných oblastech sítnice
• Místem na sítnici, kde vidíme nejostřeji
• Tyčinky u většiny lidí ve středu této oblasti sítnice chybí
• Jejich koncentrace je největší kolem fovey [9]

Citlivost receptorů oka k různým vlnovým délkám

[9]

• Nejvíce je oko citlivé v oblasti kolem 555 nm, což odpovídá jasně zelené barvě. Shodou okolností z materiálových důvodů svítí zelené LEDky nejméně, což je však vyváženo zvýšenou citlivostí oka na zelenou barvu. [10]

Typy čípků dle typu iodopsinu

Překrývání se citlivosti jednotlivých typů receptorů - různým poměrem signálů růz. receptorů pak vnímáme přechodné barvy jako modrozelená, žlutá ap.

Citlivost různých typů čípků

• Červené a zelené čípky
• Maximum citlivosti „zelených“ čípků je to asi 540 nm a u „červených“ asi 570 nm. [9]
• Červené čípky reagují zejména na červeno-žlutou barvu, zelené reagují zejména na zeleno-žlutou [11]
• Navzájem hodně podobné
• Většina savců je na rozdíl od nás dokonce vůbec nemá takto rozlišené a místo nich má pouze jeden typ „žlutých“ čípků (takže vidí pouze dvojbarevně - podobně jako někteří barvoslepí lidé).
• Zelených čípků je asi 32% zbylých 64% je čípků červených
• Modré čípky
• Vlastnosti jsou podstatně výrazně odlišné
• Maximum citlivosti „modrých“ čípků se pohybuje kolem vlnové délky 440 nm,reagují na modro-fialovou barvu. [11]
• V sítnici je jich mnohem méně, odhadem jen asi 4%
• Vysvětlení - různé teorie:
• Snižuje vliv chromatické aberace čočky [9]
• Kompenzuje vyšší podíl kratších vlnových délek v denním světle [9]

Poruchy barevného vidění

Dvojbarevné vidění

• Asi 2,6% mužů
• Méně než 0,05% žen

Barvoslepost

• Cca 0,003% populace
• Postrádá barevné vidění kompletně – vnímají pouze jas

Trojbarevné vidění - normální

• Klasifikováno jako abnormální u:
• 5,5% mužů
• 0,4% žen
• Plynulá škála, od nepatrných rozdílů po velké [9]

Příčiny

• Odlišnou spektrální absorpcí pigmentů v čípcích
• Odchylkami v poměrném zastoupení jednotlivých fotoreceptorů v sítnici
• (je např. poměrně běžné, že někomu se tentýž žlutý tón jeví spíš do červena, jinému do zelena)
• Kompletní absencí fotoreceptorů daného typu
• Nejběžnější je absence červených nebo zelených čípků
• Ve většině těchto případů jde o dědičnou poruchu
• Na chromozomu X
• Zatímco muž s jediným X chromozomem s danou mutací je barvoslepý
• žena, aby byla barvoslepá, musí mít x současně na obou svých X chromozomech
• Absence nebo nefunkčnost modrých čípků
• Dosti vzácná
• Obvykle jde o poruchu získanou [9]

Tyčinky

• Pigment obsažený v tyčinkách, rhodopsin
• Více či méně citlivý na všechny vlnové délky viditelného spektra
• Maximum citlivosti rhodopsinu kolem 500 nm
• Dále od žluté skvrny čípků rychle ubývá, přibývá však tyčinek a jejich hustota je největší ve vzdálenosti cca 5-6 mm od centra (kolem 160 000 tyčinek na 1 mm2).
• Tato oblast sítnice reaguje zejména na pohyb a změny intenzity světla a slouží k perifernímu a nočnímu vidění. Na jeden optický nerv je napojeno více tyčinek, což sice snižuje rozlišení, ale současně zvyšuje jejich citlivost - údajně jsou tyčinky schopné zachytit jediný foton!
• Protože oko opouští ve svazku optického nervu (papile) celkem asi 1 milion nervových vláken (v tomto smyslu je tedy oko 1 megapixel), v průměru je na 1 vlákno napojeno 130 světlocitlivých buněk (vida - základy JPEG komprese staré miliony let. [11]
• Dopadá-li na sítnici intenzivní světlo, dochází ke kompletnímu vybělení (světelnému rozkladu rhodopsinu a přerušení signalizace do jeho znovuobnovení) a vidění pak zprostředkovávají pouze čípky (tzv. fotopická oblast vidění)
• Dolní práh citlivosti tyčinek je poměrně vysoký, takže za šera vidíme jen díky tyčinkám (tzv. skotopické vidění). [9]
• Tyčinky umožňující oku černobílé vidění jsou totiž schopny reagovat na desettisíckrát menší množství světla než čípky, na které je vázáno vidění barevné. [9]
• Jak ubývá světla, začínáme hůře vidět barvy, až nakonec za šera nevidíme barvy vůbec. [9]
• Také vidíme daleko méně ostře a nejsme při nedostatku světla schopni číst
• Tyčinek je v sítnici asi 20x více než čípků (uvádí se zhruba 120 miliónů tyčinek a 6 miliónů čípků) a jsou propojené ve větších skupinách. To zvyšuje citlivost zrakového vnímání při velmi nízkých hladinách světla, nicméně dochází k tomu na úkor prostorového rozlišení.[9]
• Dalším rysem zvyšujícím citlivosti tyčinek je delší časová integrace dopadajícího světla. I když naše oko neobsahuje závěrku, fotoreceptory oka mají svůj jistý „expoziční čas“. [9]
• Velmi rychlé blikání se nám potom slévá (díky tomu může existovat např. film a televize) [9]
• Při vyšších hladinách osvětlení, kdy vidění zprostředkovávají hlavně čípky, jsme schopni rozlišit změny i 10x rychlejší, než když je náš zrak adaptovaný na tmu. [9]

Adaptace na šero - Purkyňův jev

• Ubývá světla, dojde u člověka v jistém okamžiku k znatelnému posunu toho, jak se mu jeví barvy okolních objektů
• červené objekty se jeví stále méně barevné a tmavší
• Modré tóny naopak začnou být jasnější
• Kombinovaná spektrální citlivost čípků má maximum kolem 550 nm
• Maximum citlivosti tyčinek se nachází v okolí 500 nm
• S tím, jak čípky přestávají stačit a na vidění se postupně stále více podílejí tyčinky (neboli v tzv. mezopické oblasti vidění), se citlivost oka postupně posunuje směrem ke kratším vlnovým délkám, tj. relativní citlivost na modré světlo roste, zatímco na červené klesá [9]

Adaptace na noční vidění některých zvířat

• Vedle buněk, které obsahují tyto pigmenty, jsou v těle mnohých živočichů, hlavně ryb, obojživelníků a některých plazů, buňky zvané leukofory nebo iridocyty, vyplněné krystalky zvláštní látky, guaninu, která dává těmto živočichům stříbrný lesk.
• Nemusí být jen v kůži – kočky a všechna ostatní zvířata, která v noci svítí očima, mají vrstvu guaninu, tzv. tapetum lucidum, v oční sítnici. Funguje jako odrazové sklíčko a díky němu může zvíře vidět i ve tmě, která se člověku zdá úplně neproniknutelná. [9]

Stárnutí zraku a vnímání barev

• Se mění s přibývajícím věkem
• Buňky sítnice odumírají [9]
• Čočka se stává méně průhlednou a žloutne [9]
• Na sítnici starší osoby dopadá mnohem méně světla, které navíc ještě prochází jakoby žlutým filtrem [9]
• Vidění je obecně méně ostré [9]
• Barvy se zdají méně výrazné [9]
• Modré tóny se jeví mnohem tmavší, než u mladších osob [9]

Literatura:

[1] Holger Kónig, Erlacher Peter, Neviditelná hrozba? Elektormagnetická pole kolem nás; Nakladatelství HEL 2001
[2] Test žárovek Bosch | bosch-service.cz. URL < www.bosch-service.cz/Infoboxy/Test-zarovek-Bosch.html >.
[4] SEVENDESIGN S.R.O. Farma Python | Zářivky Arcadia. URL < www.farmapython.cz/katalog.php?kat=3&product=Z%E1%F8ivky+Arcadia >.
[5] Zoo Med Repti Basking Spot - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/bodove-zarovky/zoo-med-repti-basking-spot >.
[6] Zoo Med Tropic Sun - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/osvetleni-3/zoo-med-tropic-sun >.
[7] Lucky Reptile Bright Sun UV Desert - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/vybojky-bright-sun-a-prislusenstvi/lucky-reptile-bright-sun-uv-desert >.
[8] Osvětlování rostlin. URL < www.darwiniana.cz/chramst/view.php?cisloclanku=2004060801 >.
[9] JANČOVIČ, A. Historie Vnímání barev, DIPLOMOVÁ PRÁCE. Masarykova univerzita v Brně, Pedagogická fakulta, Katedra fyziky. 2005 Brno. URL < www.ped.muni.cz/wphy/publikace/Jancovic1.html >.
[10] ING. ROBERT KREJČÍ; DOC. ING. EDUARD HULICIUS, CSC. Polovodičové lasery a LED-ky. Microdesignum. 2007. URL < www.microdesignum.cz/clanky/Polovodicove-lasery-a-LED-ky.html >.
[11] Color and Light - Intiri Designs. URL < intiridesigns.com/articles/color.php >.

Barvy světla

Modrá barva světla

• Modrá barva je jedím z rizikových faktorů, které mohou urychlovat věkem podmíněnou makulární degeneraci lidského oka a vést ke slepotě (možno podstoupit i genetické testy na predispozici k věkem podmíněné makulární degeneraci - více info)
• Kromě fotosyntézy využívá rostlina modré světlo k fototropismu – rostlina redistribuuje vhodně růstové hormony a přizpůsobuje tak svůj tvar k intenzitě a směru právě tohoto záření, tak aby záření efektivně využila. Dále podle modrého záření dochází k otevírání průduchů. [8]
• U klasického pěstování rostlin pomocí výbojek je denní světlo simulováno metalhalidovou výbojkou, která má ve spektru dostatek modré. Proto se používá , jak je všeobecně známo pro růst a vývoj rostlin. Nelze naopak pro absenci červené složky použít pro kvetení. [3]

• Aktinové spektrum zářivky v akvaristice
• Zvýrazněné spektrum modrých vlnových délek
• Nezbytné pro život korálů a mořských bezobratlých
• Výdej UV záření vytváří příjemné a přirozené světelné prostředí, které napodobuje noční světelné podmínky mořských vod
• Jako nočního osvětlení pro všechna mořská akvária [4]

• Rozptyl molekul vzduchu způsobuje modrou barvu oblohy – v atmosféře vznikají v důsledku neuspořádaného pohybu molekul neustále místa zhuštění a zředění, a ta rozptylují především modré paprsky sluečního světla. [9]
• Na konci září roku 1950 zapadalo na mnoha místech Evropy indigově modré Slunce, příčinou tohoto neobvyklého jevu byl obrovský lesní požár v Kanadě. Do atmosféry se dostalo velké množství olejových částeček z hořícího dřeva, které způsobily rozptyl slunečních paprsků. [9]
• Modré světlo vyvolalo vzestup tlaku. Změny frekvence tepu však pozorovány nebyly. [9]
• Efekty modrého světla jsou obecně protikladné účinkům světla červeného. Modré světlo podporuje oxidaci, okysličování tkání, a aktivizuje respirační enzym – podporuje dýchání. V tomto smyslu je asi třikrát účinnější než světlo zelené nebo žluté. Modré světlo však zpomaluje hormonální činnost. [9] Věrohodnost informace ??
• Sunlight peaks in the blue spectrum at 475 nanometers (nm). This is a shorter wavelength than red light and is used by both plants and algae. As light passes through water the intensity decreases. The shorter wavelength blue light penetrates water better and more quickly than red, which is slower and absorbed more quickly. Chlorophyll, the photosynthetic pigment used by plants traps blue and red light but is more efficient with red light at 650 – 675nm. Blue is used at the same rate as red because it is more available for reasons mentioned above. [11]
• For green plants the lighting peaks that are most important:
• Chlorophyll-a: 430nm/662nm
• Chlorophyll-b: 453nm/642nm
• Carotenoids: 449nm/475nm [11]
• ochrana před modrým světlem ??

• Red pigmented plants use more light in the blue area of the spectrum. [11]
• také ochrana před modrým světlem ??

Zelená a žlutá barva světla

• Při zeleném a žlutém světle podle naměřených údajů k evidentním změnám krevního tlaku nedocházelo
• Nejpříznivější účinky na lidský metabolismus má světlo žluté a purpurové. [9]

Červená barva světla

• Tuto oblast využívá rostlina jak k fotosyntéze tak k prodlužovacímu růstu stonku (natahování se za sluncem)[8]
• Rostlina využívá poměru intenzit záření vlnových délek 660 (red)/735(far red) nm. [8]
• Absorpční křivka chlorofylu: vidíme že rostlina chytře využívá ostrou hranici této křivky. [8]
• Pokud se rostlina nachází ve stínu jiné rostliny dopadne díky absorpci záření red chlorofylem stínící rostliny na rostlinu minimum záření červeného ( red ), ale dostatek záření infračerveného ( far red ) a rostlina se začne prodlužovat. [8]
• Ikdyž má rostlina dostatek umělého osvětlení a převažuje far red „vytahuje“ se rostlina do výšky v domnění, že je zastíněná.[8]
• Při opačném poměru rostlina zase roste do výšky pomalu. [8]
• Proto je dobré mít poměr těchto složek záření vyvážený (podobně jako u slunečního záření viz. níže rozhraní visible-infrared, kdy tento poměr činí 1-1,[2]. [8]

• Červené spektrum výrazně stimuluje kvetení a zrání téměř všech typů rostlin. [8]
• Pro kvetení a zrání je nejlepší zdroj světla který má červené dostatek. [8]
• U klasického pěstování je v této fázy použita sodíková výbojka, kde podle emisní čáry sodíku a uvedeného spektra výbojky je vhodné množství červené barvy. [3]

• Motýli nevidí červenou barvu. Motýli sytou červeň vnímají jako černou, protože jejich hranice viditelného spektra je posunuta směrem ke krátkovlnnému pásmu. [9]
• Kůň si plete černou a červenou, ale nikoliv šedou a růžovou, rozezná i žlutou, zelenou a modrou. [9]
• Kráva ani býk barvy nerozlišují, a proto je zbytečné dráždit býka červenou látkou – stejného účinku by toreadoři dosáhli, i kdyby muleta byla černá. Býk totiž nereaguje na červenou barvu šátku, ale na jeho pohyb. [9]

• Nejrůznější barevné jevy v atmosféře vznikají rozptylem světla při průchodu tzv. kalným prostředím. Výsledkem rozptylu je například červené zbarvení Slunce při jeho východu a západu. Ráno a večer totiž dopadají paprsky k Zemi pod ostřejším úhlem než v poledne, a to znamená, že jejich cesta zaprášeným a vlhkým vzduchem je delší. Silná vrstva atmosféry hlavně propouští paprsky červené, oranžové a žluté části spektra, modré světlo se stále více ztrácí rozptylem. Čím je Slunce níže, tím jsou barevné změny výraznější. Nejprve se nám zdá Slunce žluté, potom tmavooranžové a nakonec září tmavorudě. [9]
• V roce 1883, po velkém výbuchu indonéské sopky Krakatau, vycházelo a zacházelo nad Jávou krvavé Slunce ještě celé měsíce. [9]
• Zjistilo se, že červené světlo vyvolalo zřetelný pokles tlaku – zhruba 20 mm rtuťového sloupce. [9]
• Svalové reakce pokusných osob. Tyto osoby byly požádány, aby předpažily a bylo jim posvíceno do obličeje a na krk barevným světlem. Bylo-li světlo červené, jejich paže se bezděčně trhavě pohybovaly směrem ke zdroji světla, bylo-li světlo modré, uhýbaly před ním. Tato reakce nastala, i když se pokusným osobám zavázaly oči, a nastala dokonce i u slepců. [9]
• Zjistilo se, že červené světlo zvětšuje svalový tonus z normálních 23 jednotek na 42 jednotek a oranžové světlo na 35 jednotek. Vnikalo-li světlo pouze do jednoho oka, rostlo svalové napětí jen v odpovídající polovině těla. Pokusné osoby sedící s předpaženými pažemi reagovaly na červené světlo tak, že se jejich paže mimovolně odtahovaly od sebe, zelené světlo způsobovalo, že se paže trhavými pohyby přibližovaly k sobě. [9]
• Červené světlo má velkou pronikavou sílu, působí do hloubky a na krev, aktivizuje sexuální hormony a podporuje tvorbu krevního cukru. Podobně jako světlo zelené tlumí metabolismus – tj. chemické pochody v organismu, které umožňují přeměnu látek a energií a vytváření energie potřebné ke krytí tělesných funkcí. [9]

Fialová barva

• Vhodná pro všechny stádia růstu rostliny, od řízků až po dobu zrání plodu.
• Rovněž vhodné, doplnit spektrem této zářivky sodíkovou výbojku, která toto spektrum téměř postrádá, zvláště pak u vysokých výkonů. [3]

Ultrafialové záření

• Okem nevidíme
• škodlivé pro oko i pokožku, působí opálení i úžeh
• Zabijí mikroby – ale může zničit i buňky a důležité mikroorganismy
• Složky UF u žárovky podléhají zákonně předepsaným nejvyšším hodnotám [2]
• Určení UF-složek ve spektru žárovky
• Dvojitý monochromátor
• Kombinace dvou jednoduchých monochromátorů
• Optické zařízení pro izolování určité vlnové délky z dopadajícího světla [2]
• Plastové kryty moderních systémů světlometů se vlivem ultrafialového záření mohou pomalu zakalovat, některé žárovky je filtrují. [2]
• Včela vnímá elektromagnetické záření o vlnové délce až 30 nm, to znamená že vidí mnohem „hlouběji“ do ultrafialové oblasti než člověk. Proto také včela vidí svět mnohem barevněji než my. Další pozoruhodnou vlastností včelího oka je jeho citlivost na polarizované světlo. Rozptýlené světlo oblohy je polarizované, což umožňuje včele snadno určit směr ke Slunci, aniž na něj vidí. Díky tomu jsou včely schopny se dokonale orientovat mimo úl. [9]

• UVA
• Dostatek UVA je vhodný pro tvorbu anthocyaninu (červená barva) v rostlinách

• UVC
• Zářivky pro čistící a dezinfekční systémy, které pracují na světelném principu
• UVC efektivně ničí buňky řas, což vede ke krystalově čisté vodě v zahradních bazéncích a jezírkách [4]

• UVA a UVB
• Zářivky pro plazy
• 5% UVB a 30% UVA záření je dostačující pro plazy, kteří mají větší nároky na světlo a UV (např. želvy a ještěři) [4]
• Jako všechny ostatní zářivky s velkou produkcí UV záření je i Sylvania Reptistar poměrně tmavá (vyzařuje málo viditelného světla), proto ji doporučujeme používat v kombinaci s jinými typy zářivek [4]
• Nejvýznamnější je intenzita světla pro pouštní druhy (např. Uromastyx sp., mnoho druhů želv apod.). Právě tyto druhy se nejlépe cití v zajetí tehdy, pokud mohou využívat zdrojů osvětlení s co možná největším výdejem UV záření, tepla a viditelného světla. Jen tehdy se nám ukazují ve svých pravých barvách a jejich chování je přirozené. Základem pro obrovský výdej světla těchto lamp je jejich energetická nenáročnost. [6]

Monochromatické světlo - Ideální jednobarevné – monofrekvenční

• Tvořené jen jednou jedinou frekvenční (spektrální, harmonickou) složkou (jeho spektrum má nulovou frekvenční šířku ) [9]
• Není přesně realizovatelné [9]
• Realizovatelné je pouze kvazimonochromatické světlo (reálné jednobarevné, přibližně monochromatické, kvazimonofrekvenční světlo)[9]
• Například rozkladem bílého světla pomocí jeho lomu nebo difrakce (ohybu)[9]
• Jeho spojité spektrum vykazuje výrazné maximum pro jednu dominantní (střední) frekvenci (nebo popřípadě dominantní vlnovou délku ), která má nenulovou frekvenční šířku , která je daleko menší než je dominantní frekvence [9]

Polychromatické světlo - složené - polyfrekvenční

• Realizovatelné
• Obsahující mnoho frekvenčních (harmonických) složek
• Spektrum má velkou frekvenční šířku
• Příkladem je:
• Bílé světlo
• Sluneční denní světlo
• Izoenergetické bílé světlo
• Izoenergetické spektrum
• Všechny frekvenční složky rovnoměrně (jeho spektrální hustota výkonu je konstantní) v celém světelném rozsahu frekvencí a vlnových délek. [9]
• V praxi není toto světlo přesně realizovatelné. Realizovatelné je jen kvaziizoenergetické světlo, a to je tzv. smluvním zdrojem bílého světla [9]

Smluvní bílé světlo

• Zavádí se pro posouzení barvy různých těles
• Může být reprezentováno normalizovaným bílým světlem, jehož spektrální složení je stanoveno dohodou [9]
• Mezinárodně jsou normalizována smluvní bílá světla A, B, C [9]

• Fyzikální realizace je předepsána smluvním bílým světlům A, B, C, E, aby je bylo možné využívat pro přesné měření [9]

• Smluvní bílá světla D a I jsou definována pouze číselně a používá se jich pro početní zpracování spektrofotometrických měření nebo pro nejrůznější numerická sledování [9]

• Smluvní bílé světlo E
• Normalizováno pouze národními normami
• Odpovídá barvou izoenergetickému spektru
• Zdroj tohoto světla je však nerealizovatelný
• Druh kvaziizoenergetického světla o ekvivalentní teplotě barvy asi 5 600 K

• Smluvní bílé světlo I
• Odpovídá ideálnímu (nerealizovatelnému) izoenergetickému bílému světlu (v některých publikacích bývá někdy označováno jako smluvní bílé světlo E)

• Smluvní bílé světlo A
• Odpovídá umělému světlu žárovky / světlu do běla rozžhavené plynové lampy
• Ekvivalentní teplota barvy je asi 2 854 kelvinů (K)

• Smluvní bílá světla B, C, E
• Definována předepsanými přesnými spektrálními složeními
• Realizovatelná žárovkou
• Ekvivalentní teplotu barvy smluvního bílého světla A a prochází příslušným dvojdílným kapalinovým filtrem o předepsaném složení

• Smluvní bílé světlo B
• Přísluší střednímu dennímu světlu (přibližně slunečnímu světlu)s převažující složkou přímého slunečního záření
• Lze mu přiřadit ekvivalentní teplotu barvy zhruba 4 800 K

• Smluvní bílé světlo C
• Je přiřazeno střednímu dennímu světlu bez přímého slunečního záření
• Ekvivalentní teplotou barvy asi 6 500 K

• Smluvní bílé světlo D
• Odpovídá spektrálním složením průměrnému dennímu světlu
• Lze jej vypočítat pro libovolnou ekvivalentní teplotu barvy v rozmezí od 4 000 do 25 000 K [9]
• Příkladem je smluvní bílé světlo s ekvivalentní teplotou barvy 6 500 K, zvané někdy taktéž jako standardní bílé světlo [9]
• Občas se používá i jiné, avšak přesně definované smluvní bílé světlo (za standardní bílé světlo je někdy považováno i smluvní bílé světlo E) [9]

Denní světlo - plnospektrální

• Denní světlo vhodné pro vývin sazenic a řízků. Je rovněž nezbytné pro správný vývoj rostliny. [3]
• Chlorofyl A a B jsou zelené pigmenty obsaženy v chloroplastech rostlin, které poskytuje energii potřebnou pro fotosyntézu. Dalšími pigmenty účastnícími se fotosyntézy jsou karotenoidy (také roli při pohybu rostliny za světlem).
• Vrcholy spektra, které rostlina využívá tvoří vlnové délky červené (660 nm) a modré (440 nm) barvy. Zelená až žlutá zůstává kvůli zelené barvě chlorofylu nevyužita, neboť ji chlorofyl odráží.[8]

• Umělá náhrada světelného spektra pro rostliny např.:

• Zářivka pro celodenní osvětlení se spektrem velice blízkým přírodnímu slunečnímu záření - vhodné pro ryby, rostliny a terária. Dovolí nám své chovance pozorovat za přírodního světla - tedy v těch nejkrásnějších barvách.[6]

Color Rendering Index (CRI)

• Color rendering describes how a light source makes the color of an object appear to human eyes and how well subtle variations in color shades are revealed. The Color Rendering Index (CRI) is a scale from 0 to 100 percent indicating how accurate a "given" light source is at rendering color when compared to a "reference" light source.

• The higher the CRI, the better the color rendering ability. Light sources with a CRI of 85 to 90 are considered good at color rendering. Light sources with a CRI of 90 or higher are excellent at color rendering and should be used for tasks requiring the most accurate color discrimination.

• It is important to note that CRI is independent of color temperature (see discussion of color temperature). Examples: A 2700K ("warm") color temperature incandescent light source has a CRI of 100. One 5000K ("daylight") color temperature fluorescent light source has a CRI of 75 and another with the same color temperature has a CRI of 90. [12]

Literatura:

[1] Holger Kónig, Erlacher Peter, Neviditelná hrozba? Elektormagnetická pole kolem nás; Nakladatelství HEL 2001
[2] Test žárovek Bosch | bosch-service.cz. URL < www.bosch-service.cz/Infoboxy/Test-zarovek-Bosch.html >.
[4] SEVENDESIGN S.R.O. Farma Python | Zářivky Arcadia. URL < www.farmapython.cz/katalog.php?kat=3&product=Z%E1%F8ivky+Arcadia >.
[5] Zoo Med Repti Basking Spot - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/bodove-zarovky/zoo-med-repti-basking-spot >.
[6] Zoo Med Tropic Sun - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/osvetleni-3/zoo-med-tropic-sun >.
[7] Lucky Reptile Bright Sun UV Desert - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/vybojky-bright-sun-a-prislusenstvi/lucky-reptile-bright-sun-uv-desert >.
[8] Osvětlování rostlin. URL < www.darwiniana.cz/chramst/view.php?cisloclanku=2004060801 >.
[9] JANČOVIČ, A. Historie Vnímání barev, DIPLOMOVÁ PRÁCE. Masarykova univerzita v Brně, Pedagogická fakulta, Katedra fyziky. 2005 Brno. URL < www.ped.muni.cz/wphy/publikace/Jancovic1.html >.
[10] ING. ROBERT KREJČÍ; DOC. ING. EDUARD HULICIUS, CSC. Polovodičové lasery a LED-ky. Microdesignum. 2007. URL < www.microdesignum.cz/clanky/Polovodicove-lasery-a-LED-ky.html >.
[11] How Light is Measured & Lighting Spectrum and Photosythesis - Grasscity.com Forums. 2009-04-11. URL < forum.grasscity.com/lighting/489137-how-light-measured-lighting-spectrum-photosythesis.html >.
[12] Lighting Information: Color Temperature and Color Rendering. URL < www.topbulb.com/lighting_information/info_color.asp >.V bibli stojí, že světlo stvořil bůh – přednostně před vším ostatním, dokonce o tři dny dříve než slunce. [9]

Světelné zdroje

Žárovky

• Ve světle žárovek je těžké rozeznat modrou nebo fialovou barvu od černé. Světlo žárovek je totiž žluté, ale ne čistě žluté: není složené ze světelných vln jedné vlnové délky, ale je světelnou směsí podobně jako bílé světlo sluneční. Je v něm však víc tónů červenožlutých a méně modrofialových – proto je modrá a fialová barva ve světle žárovek špatně vidět. [9]
• Pro vyvážení barvy žárovky na bílou je tedy nutné zesilovat modrý signál a potlačovat červený.
• Žárovka jež vyhřeje požadované místo až na 50°C,je vhodná zvláště pro pouštní druhy plazů (např. trnorepy) [5]
• Klasická žárovka svítí díky rozžhavenému (obvykle wolframovému) vláknu, v němž jsou elektrony vázané v atomech vlákna tepelně excitovány z nižších orbitálních hladin na vyšší; fotony zde vznikají při přeskocích elektronů mezi hladinami. [10]
• Zatím považuji žárovku jako zdroj světla pro večerní čtení za nejvhodnější zdroj světla pro oči.

Žárovky HQL

• Nižší obsah UV záření
• Velmi vysoký obsah vyzařovaného viditelného světla
• Vhodné pro osvětlování všech typů terárií
• Stejně tak jako zářivky ztrácí většinu svých vlastností v průběhu používání, proto doporučujeme jejich pravidelnou výměnu [5]

Halogenové žárovky

• Konstrukcí a principem činnosti porovnatelné s běžnými žárovkami
• Plnicí plyn však obsahuje přísady halogenových prvků (brom, chlor, fluor, jód) popř. jejich sloučenin.
• Přísady umožňují vytvoření okruhu mezi odpařeným wolframem ve skleněné baňce a halogenovým prvkem.
• Odpařený wolfram a halogenové prvky se slučují při cca. 300 – 1.500 °C.
• Pokud se tato sloučenina dostane v důsledku tepelné cirkulace do blízkosti cca. 3.200 °C teplé žhavicí spirály, tak se znovu rozkládá.
• Částečky wolframu se znovu usadí na žhavicí spirále.
• Uvolněné částečky halogenových prvků mohou zachytit nové částečky wolframu.
• Tento proces funguje pouze při minimální teplotě 200 až 250 °C na stěně skleněné baňky.
• Vyšší stupeň využití světelného zdroje díky vyšší teplotě
• Delší životnost díky obnovování wolframových částeček
• Rovnoměrná svítivost; u skleněné baňky nedochází k zčernání [2]
• Incandescent light bulb with a neodymium coating. The neodymium filters out the yellow and red wavelengths of the visible spectrum leaving predominately blue wavelengths. So even though neodymium light bulbs have a 2800K color temperature, the light they produce appears to be bluer - similar to daylight and to other light bulbs that product light with color temperatures in the 5000K or higher range. [12]
• All incandescent and halogen light bulbs, by definition, have a CRI close to 100. They are excellent at rendering color. However, except for some halogen bulbs, most incandescents produce a warm 2800K color temperature. The only way to achieve the bluish white appearance of daylight with incandescent bulbs is to use bulbs coated with neodymium. However, these bulbs have a CRI much lower than 90. They are not good for accurate color rendering across the spectrum. [12]

LED = Light Emitting Diode = polovodičové elektroluminiscenční diody

• Větší účinnost [10]

• řádově delší životnost [10]
• Malé rozměry [10]
• Spektrální laditelnost [10]
• Rychlost rozsvěcení a zhasínání [10]
• LED a LD fungují na principu elektroluminiscence polovodičových materiálů [10]
• Světlo zde vzniká v důsledku přeskoků elektronů z vyšších energetických pásů do nižších. Rozdíl energie mezi dnem vodivostního a vrchem valenčního pásu pak odpovídá energii vyzářené ve formě fotonu. [10]
• K tomuto jevu obecně dochází u všech diod, ale pouze v některých případech dojde ke vzniku světelného záření, jinak se elektrická energie mění na tepelnou nebo naopak vzniká neviditelné ultrafialové záření. [10]
• Vlnová délka (a tedy barva světla) vzniklého záření je nepřímo úměrná vyzářené energii, která odpovídá šířce zakázaného pásu. [10]
• Pro vlnovou délku záření ? platí: ? = c / v
• C je rychlost světla
• V je frekvence záření [10]

• Barva LED v podstatě závisí (pomineme-li legování) na šířce zakázaného pásu materiálu, ze kterého je vyrobena její aktivní oblast. Pro LED produkující viditelné světlo se používají dva hlavní materiály:
• InGaN:
• Modré, bílé, zelené, případně ultrafialové LED [10]
• AlGaInP nebo AlInGaP:
• červené, žluté a oranžové LED [10]
• Použitý materiál má také vliv na úbytek napětí na diodě při průchodu proudu v propustném směru. Pro základní orientaci je užitečné vědět, že první typ diod má úbytek kolem 3,3 V a druhý typ kolem 2 V. [10]

Bílá LED

• První metodou je kombinace světla ze tří složek, jak již bylo řečeno: červené, zelené a modré (RGB). Pokud jsou tyto zdroje dostatečně blízko, složky se promíchají a vyvolají výsledný vjem bílé barvy. Mícháním poměru jednotlivých složek můžeme ladit barevnou teplotu bílého světla. [10]
• Emisní spektrum jednočipové bílé LED. Modré světlo z GaN diody se míchá se širokým emisním spektrem luminoforu YAG:Ce a vytváří potřebný odstín. [10]

• Druhá metoda využívá modrou nebo ultrafialovou LED v kombinaci s luminoforem, který je obvykle zabudován do materiálu průsvitného pouzdra součástky z epoxidové pryskyřice. Modré světlo excituje elektrony ve fluorescenčním materiálu do vyšších energetických hladin, které mají dobu života několik nanosekund. Vlivem elektron-fononových interakcí v excitovaných stavech mají emitované elektrony menší energii než modré světlo, které bylo absorbováno. Tento jev je známý jako Stokesův posun. Nejčastěji používaným materiálem luminoforu je Y3Al5O12:Ce3+ neboli zkráceně YAG:Ce, který má široké emisní spektrum ve žluté oblasti. Smícháním žluté a modré složky vznikne vjem bílého světla. [10]

• Osobní názor
• Ač jsou LED lampy úsporné a výkonné, tak dle popisu toho, z čeho se bílá barva LED skládá (viz obrázek výše), považuji LED jako zdroj bílého světla za nevhodný pro oči pro často vysoký podíl kratších vlnových délek ve spektru modré barvy (zvýšené riziko makulární degenerace modrým světlem).
• Více viz shrnutí rešerše na konci článku.

Laserová dioda = LD

• Laser (z angl. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
• Je kvalitativně novým typem světelného zdroje
• Svým principem v zásadě odlišným od „klasických“ zdrojů.
• Kvantový systém, nacházející se ve vybuzeném elektronovém energetickém stavu, může přejít do některého stavu s nižší energií za současného vyslání kvanta elektromagnetického záření – fotonu.
• Tento přechod může proběhnout dvojím způsobem:
• Spontánní emisí (luminiscencí – viz výše)
• Stimulovanou emisí - důležitá pro funci laseru [10]

• Předpokladem stimulované emise je, že na systém již působí elektromagnetické záření stejné frekvence jako má vyzařovaný foton. Pravděpodobnost stimulovaného přechodu je přímo úměrná hustotě energie tohoto záření a vyzářený foton je s tímto zářením koherentní. Tohoto jevu, při němž se energie předává z kvantového systému do elektromagnetického pole, lze využít ke generování a zesilování koherentního záření. [10]
• Laserové záření jsou fotony nebo vlny prakticky identické, mají stejnou energii (a tedy barvu neboli vlnovou délku), dále směr, fázi vlny a polarizaci. [10]
• Pro vznik koherentního záření je nutné splnění následujících tří podmínek:

• 1.Aktivní prostředí, které umožňuje dostatečně velké zesílení fotonů mechanismem stimulované emise. V případě polovodičů je aktivním prostředím např. GaAs. [10]

• 2.Existuje kladná zpětná vazba, která zajistí, že část generovaných fotonů zůstává v aktivním prostředí, aby stimulovaly další přechody elektronů z vodivostního pásu (Wc) do valenčního pásu (Wv). Této vazby se dosáhne vložením aktivního prostředí do Fabry-Perotova rezonátoru, který je tvořen dvěma planparalelními zrcadly, z nichž alespoň jedno je polopropustné. Od zrcadel („z výstupu“) se část generovaných fotonů několikrát odrazí zpět do aktivního prostředí („na vstup“), kde stimuluje několik přechodů a nakonec vyletí polopropustným zrcadlem ven z laseru a přispěje k celkovému zářivému toku. [10]

• 3.Inverze populace - v aktivním prostředí musí stimulovaná emise dominovat nad absorpcí. K tomu je zapotřebí zajistit, aby na vyšší energetické hladině (Wc) bylo více nosičů než na nižší (Wv). Tohoto stavu, který se nazývá inverzní obsazení (populace) hladin, se dosahuje buzením aktivního prostředí. V polovodičovém laseru je toho dosaženo injekcí nosičů na P-N přechodu. Inverzní obsazení se přitom rozumí inverzní oproti stavu rovnovážnému, který nastává, nedochází-li k buzení, kdy jsou nižší energetické hladiny obsazeny více než vyšší. [10]

Klasické laserové diody s dvojitou heterostrukturou

• Vyzařují hranou a jejich výstupní paprsek je eliptický
• Hrany čipu se musí v závěru technologického procesu zlomit podle krystalové osy, aby vznikly opticky lesklé a rovné povrchy pro odrazové plochy Fabry-Perotova rezonátoru, který zajišťuje kladnou zpětnou vazbu.
• Tento proces je technologicky náročný a neumožňuje větší integraci laserových polí. [10]

Vertikální lasery s povrchovým vyzařováním (VCSEL – Vertical Cavity Surface Emitting Laser)

• Oproti klasickým laserům řadu výhod
• Lze jich integrovat na čipu i několik desítek vedle sebe
• Možnost jejich menších rozměrů vede k nižším prahovým proudům [10]

Lasery s kvantovou jámou nebo kvantovou tečkou

• Vyšší účinnost
• Nižší prahový proud
• Menší teplotní závislosti [10]

Kaskádové mezipásové lasery

• Využívají přechodů elektronů z vyšších do nižších stavů ve vodivostním pásu (nikoliv z vodivostního do valenčního pásu)
• Oblasti přechodů jsou v kaskádě, což znamená, že poté co elektron projde přechodem, je injektován do vyššího stavu následující aktivní oblasti a tak stále směřuje k nižším energetickým stavům.
• Tak lze získat kvantovou účinnost větší než 100% [10]

Proč se LD nepoužívají pro osvětlování

V praxi se ukázalo, že efekt zrnění, ke kterému dochází u LD, působí velmi rušivě a nepřirozeně, a proto je nelze k běžnému osvětlování použít.

V přírodě se totiž laserové záření nevyskytuje, a lidské oko tedy není zvyklé na jeho účinky. [10]

Zrnění vypadá jako zdánlivě náhodný časově proměnlivý zrnitý obrazec vytvořený při dopadu laserového paprsku na drsný povrch. Vzniká vzájemnou interferencí koherentních vlnoploch, které jsou mezi sebou fázově posunuty a probíhají mezi nimi fluktuace intenzity. [10]

Každý bod vzniklého obrazce je superpozicí každého bodu drsného povrchu a příspěvku náhodné velikosti fáze v důsledku rozdílů v délce optické dráhy paprsku. [10]

Zářivky

• Světlo zářivek obsahuje málo červené – proto dává pleti nezdravý, namodralý tón. [9]

Trichromatická zářivka

• Vyvinuta pro sladkovodní akvária
• Teplota barev 7500K zvýrazňuje zelenou barvu rostlin a zobrazuje chované ryby v těch nejkrásnějších barvách
• Světelné spektrum zářivky podporuje růst rostlin
• Pro vytvoření optimálního světelného spektra, které napodobuje sluneční světlo ve sladkých vodách doporučujeme kombinaci se zářivkou Arcadia Original Tropical. [4]
  

Kompaktní UV zářivky - full-spectrum fluorescents

• Fluorescenční žárovky mají vysoký obsah UVA a UVB záření, stejně jako velký obsah vydávaného viditelného světla - do terárií pro plazy [4]

Full spectrum lamps

Předřadníky (adaptéry) zářivek

Elektronický předřadník

• Větší účinnosti oproti klasickým magnetickým předřadníkům (tlumivka, zapalovač)-Účinnost předřadníku - jaké množství vstupující energie do předřadníku se přemění na výstupní energii pro výbojku/zářivku, a o jaké množství energie přijdeme v podobě tepla
• Vyzařuje podstatně méně tepla než magnetický
• Nižší hmotnost, ve srovnání s rozměrnými a těžkými tlumivkami výbojek
• V zářivkách s výkonem 125W je předřadník vestavěný, u výkonu 200 W je externí.

Externí předřadník

• Pokud výbojce skončí životnost, tak ji nevyhodíme společně s předřadníkem, ale používáme ho dál, koupíme jen novou zářivku. Tím šetříme nejen peníze, ale i životní prostředí [3]

Výbojky

• Například výbojka 250 W má účinný dosah okolo 50 cm
• Rostlina o výšce 50 cm je osvětlována výbojkou 250 W.
• Pokud by jsme umístili výbojku těsně nad rostlinu, její světelný dosah by byl optimální, světlo by bylo dobře využito. Jenže kvůli teplotě musíme výbojku od vrcholku rostliny zvednout o 25 cm, někdy i více, v závislosti na chlazení a cirkulaci vzduchu. To znamená že dolní polovina rostliny již zdaleka není dostatečně osvícena. [3]
• U výbojek se to řeší různými speciálními stínidly typu cooltube a tepelnými štíty, každopádně ale odváděné teplo představuje energetické stráty, rovněž tak jeho odvádění spotřebovává další energii. [3]
• Výbojky se při provozu velmi zahřívají, neboť ztrátové teplo které vzniká při hoření oblouku je na rozdíl od zářivek soustředěno na malou plochu cca (1-2cm baňka), ale pokud nemáte osvětlení uvnitř vitríny/akvaria nemusí vás nějaké chlazení při výkonech 50 a 70W znepokojovat. [8]

Vlastní závěr rešerše o světle

Tato drobná rešerše na téma světlo mi měla pomoci nalézt odpověď na moji vlastní otázku, jaký typ světla je pro mé oči vhodný do lampičky u postele na večerní čtení si knih před spaním.

Přes všechny reklamní výkřiky a chvály nejrůznějších zdrojů světla jsem dospěla k vlastnímu závěru, že nejlepší je žluté světlo, jaké je například z těch nejobyčejnějších žárovek, které se přestávají vyrábět.

Důvody:

• Malý podíl vlnových délek spektra modrého a ultafialového světla
• Jako by nestačila denní zátěž denním světlem...
• O modrém světle se uvádí, že jeho dopad na čípky v sítnici je spojen s vyšším oxidačním stresem
• Tedy například s vyšším rizikem makulární degenerace
• Náhodně jsem nalezla další nepřímé důkazy o vztahu makulární degenerace a modrého světla:
• V prevenci makulární degenerace nejrůznější studie opakovaně prokazují protektivní vliv různých karotenoidů
• Zřejmě není náhodou, že právě karotenoidy mají schopnost pohlcovat vlnové délky světla z modrého spektra
• Imitace západu slunce s vlivem spíše na parasympatikus než sympatikus, snažší relaxace a příprava na spánek než ve světle bílém, které spíše aktivuje k výkonu
• Pakliže mluvíme o světlu o stejné intenzitě

Tímto svým názorem samozřejmě nehcci popřít fakt, že jiná světla a jiné světelné zdroje by nemohly být vodnější pro jiné lidské činnosti v jiné části dne.

Literatura:

[1] Holger Kónig, Erlacher Peter, Neviditelná hrozba? Elektormagnetická pole kolem nás; Nakladatelství HEL 2001
[2] Test žárovek Bosch | bosch-service.cz. URL < www.bosch-service.cz/Infoboxy/Test-zarovek-Bosch.html >.
[4] SEVENDESIGN S.R.O. Farma Python | Zářivky Arcadia. URL < www.farmapython.cz/katalog.php?kat=3&product=Z%E1%F8ivky+Arcadia >.
[5] Zoo Med Repti Basking Spot - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/bodove-zarovky/zoo-med-repti-basking-spot >.
[6] Zoo Med Tropic Sun - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/osvetleni-3/zoo-med-tropic-sun >.
[7] Lucky Reptile Bright Sun UV Desert - Farma Python s.r.o. URL < eshop.farmapython.cz/vybojky-bright-sun-a-prislusenstvi/lucky-reptile-bright-sun-uv-desert >.
[8] Osvětlování rostlin. URL < www.darwiniana.cz/chramst/view.php?cisloclanku=2004060801 >.
[9] JANČOVIČ, A. Historie Vnímání barev, DIPLOMOVÁ PRÁCE. Masarykova univerzita v Brně, Pedagogická fakulta, Katedra fyziky. 2005 Brno. URL < www.ped.muni.cz/wphy/publikace/Jancovic1.html >.
[10] ING. ROBERT KREJČÍ; DOC. ING. EDUARD HULICIUS, CSC. Polovodičové lasery a LED-ky. Microdesignum. 2007. URL < www.microdesignum.cz/clanky/Polovodicove-lasery-a-LED-ky.html >.
[11] How Light is Measured & Lighting Spectrum and Photosythesis - Grasscity.com Forums. 2009-04-11. URL < forum.grasscity.com/lighting/489137-how-light-measured-lighting-spectrum-photosythesis.html >.
[12] Lighting Information: Color Temperature and Color Rendering. URL < www.topbulb.com/lighting_information/info_color.asp >.