通過(guò)物理知識(shí)看現(xiàn)有燈具的照明

摘 要：作為高中學(xué)生，緊張的高三生活讓我們都無(wú)可避免的需要挑燈夜戰(zhàn)，晚上的學(xué)習(xí)時(shí)間在高三時(shí)候經(jīng)常會(huì)達(dá)到六到七個(gè)小時(shí)。因此，我們無(wú)可避免的需要在燈下有比較高強(qiáng)度的用眼時(shí)間，眼睛疲勞是很多同學(xué)都遇到的問(wèn)題。那么在不影響復(fù)習(xí)進(jìn)度的同時(shí)，如何更好的保護(hù)視力，提高復(fù)習(xí)效率呢。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有集中常用光源進(jìn)行分析，簡(jiǎn)要介紹了光源光譜、頻閃等對(duì)使用者市里的影響，初步討論了如何選擇更合適光源的方法。

關(guān)鍵詞：光譜；LED燈；護(hù)眼效果

作為學(xué)生的我們，總以學(xué)習(xí)為第一要?jiǎng)?wù)，在現(xiàn)在的高考?jí)毫ο?，我們每個(gè)高三學(xué)生的或多或少的不自覺(jué)的增加了自己的學(xué)習(xí)時(shí)間。也因此，我們?cè)跓艄庀掠醚鄣臅r(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)。拋開(kāi)我們每個(gè)人坐姿、用眼習(xí)慣的人為影響因素不談，單論燈光、及光源對(duì)我們的視力是否有影響呢？市面上推出的護(hù)眼燈受到了很多學(xué)生家長(zhǎng)的追捧，那么它們是否能達(dá)到真正護(hù)眼的作用呢？

我通過(guò)結(jié)合高中物理光學(xué)知識(shí)，以及自己對(duì)資料的所及整理與思考，通過(guò)實(shí)際的數(shù)據(jù)與理論，對(duì)我們學(xué)生學(xué)習(xí)所使用的燈具進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，希望能夠?qū)ξ覀兠课煌瑢W(xué)對(duì)燈具的選擇起到一定的參考作用，在緊張的高考之外，做好充分的輔助備戰(zhàn)工作。

一、人眼視物的特點(diǎn)和對(duì)光線的反應(yīng)

了解光源對(duì)眼睛的影響，首先應(yīng)當(dāng)清楚的是我們眼睛對(duì)光線的反應(yīng)。雖然人眼有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但是，通過(guò)課本上的知識(shí)我們知道，其原理與相機(jī)類(lèi)似。當(dāng)光線進(jìn)入人眼，先后經(jīng)過(guò)眼角膜、瞳孔、晶狀體等最后在視網(wǎng)膜上投影出物體的倒像。

視網(wǎng)膜是將視覺(jué)的光學(xué)轉(zhuǎn)化為電生理過(guò)程中介，當(dāng)光線聚集到視網(wǎng)膜上時(shí)，我們的視覺(jué)就開(kāi)始工作了。而視網(wǎng)膜上的光感覺(jué)細(xì)胞可以分為柱狀細(xì)胞（視桿細(xì)胞）和錐狀細(xì)胞（視錐細(xì)胞）兩種，其中視桿細(xì)胞一般在低亮度條件下起作用光敏感度強(qiáng)，色敏感度弱；而視錐細(xì)胞對(duì)光的分辨能力高，但光敏感性低，所以一般在高亮度的情況下分辨顏色。其實(shí)現(xiàn)在普遍理論認(rèn)為視網(wǎng)膜上的細(xì)胞主要對(duì)紅綠藍(lán)三色直接的反應(yīng)，至于我們看到的五顏六色其實(shí)都是我們的大腦通過(guò)三原色補(bǔ)充而成的，這才是名副其實(shí)的“腦補(bǔ)”。

在視覺(jué)敏感度方面有一個(gè)非常重要的曲線，即相對(duì)視敏函數(shù)曲線：如下圖所示：

二、關(guān)于光源的分析

由上述分析可知道，人們?cè)诓煌牧炼拳h(huán)境下對(duì)顏色的感覺(jué)敏感程度是不同的。從上圖中我們也可看到，人們對(duì)綠色的敏感度是最高的，所以這是多看綠色對(duì)眼睛好的依據(jù)。通過(guò)對(duì)人眼視物特點(diǎn)的分析，我們可以明確從三個(gè)方面考慮光源對(duì)視力的影響，即亮度、顏色、頻率（是否連續(xù)發(fā)光）。

通過(guò)查看陽(yáng)光的光譜圖，我們不難看到太陽(yáng)的光譜非常連續(xù)，并且陽(yáng)光的光色是一種復(fù)合色。根據(jù)我們視網(wǎng)膜的特點(diǎn)，我們可以知道陽(yáng)光的光色是讓眼睛很舒服的，當(dāng)然這也是生物進(jìn)化逐漸適應(yīng)的結(jié)果。所以如果使用各類(lèi)燈具的人造光源，應(yīng)當(dāng)分析其光譜是否更加接近陽(yáng)光。對(duì)于更加接近日光照明的光源在一定程度上會(huì)對(duì)視力比較有益。下面我們就常見(jiàn)的幾種家居照明光源進(jìn)行初步的分析。

（一）白熾燈

白熾燈的光譜在目前來(lái)說(shuō)是最接近自然光的一種電光源，它的色溫通常在2700K左右。白熾燈具有顯色性好的優(yōu)點(diǎn)，理論值甚至接近100，可以比較好的還原物體本色，并且瞬時(shí)啟動(dòng)，便宜，還可以調(diào)節(jié)光的亮度。但是白熾燈的缺點(diǎn)也非常明顯，它的光電轉(zhuǎn)換效率低非常低，大部分耗能都用來(lái)發(fā)熱。從光譜來(lái)看，白熾燈輻射的紅外光線相對(duì)較高。同時(shí)，鎢礦資源有限，由于白熾燈光電轉(zhuǎn)換效率太低，我國(guó)已經(jīng)決定在16年十一之后就開(kāi)始全面淘汰白熾燈了。

（二）節(jié)能燈

緊湊型熒光燈，通常我們稱(chēng)之為節(jié)能燈?？梢哉f(shuō)是人造電光源領(lǐng)域的一個(gè)偉大發(fā)明，其特點(diǎn)是可以形成任意色溫并且具有較高的顯色性，由于熒光粉的輝光作用，對(duì)視覺(jué)疲勞造成比較大影響的頻閃，基本可以忽略。其優(yōu)點(diǎn)是光的轉(zhuǎn)化效率高，比如10W左右的節(jié)能燈可完全替代60W的白熾燈。節(jié)能燈通常使用三基色的熒光粉，保證顯色性都能達(dá)到80以上。但是節(jié)能燈的缺點(diǎn)是熒光管內(nèi)充滿了汞蒸氣，制造和回收過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響非常大。

（三）LED

LED燈是目前國(guó)家大力推動(dòng)的一類(lèi)照明產(chǎn)品。由于發(fā)光原理的不同，LED燈徹底消除了頻閃并且擁有很高的光效及開(kāi)發(fā)出更高光效的潛力。LED燈具有體積小、無(wú)頻閃、不含紫外線、光效高的，使用優(yōu)質(zhì)芯片的LED產(chǎn)品顯色性可以超過(guò)80甚至達(dá)到95，并且LED燈具有很長(zhǎng)的使用壽命。但是目前LED燈具還處于發(fā)展階段，制作標(biāo)準(zhǔn)較為混亂，沒(méi)有比較統(tǒng)一的規(guī)范。并且色溫不同的情況下，LED燈光譜平衡性不好，因?yàn)長(zhǎng)ED芯片在電子通過(guò)后就直接產(chǎn)生了可見(jiàn)光藍(lán)光，LED燈是基于藍(lán)光基礎(chǔ)上通過(guò)覆蓋在芯片表面的熒光粉調(diào)色而產(chǎn)生出我們想要的光色。

三、護(hù)眼燈的工作原理

目前市面上宣傳的所謂“護(hù)眼”的概念，除去商家對(duì)概念的炒作之外，大多數(shù)只是減少或避免在燈具下用眼時(shí)，對(duì)眼睛的傷害，并非絕對(duì)意義上的護(hù)眼。

目前護(hù)眼燈的技術(shù)上一般分為兩種形式，一種是通過(guò)采用變頻電子鎮(zhèn)流器，利用把低頻閃提高至高頻閃的工作原理，使得頻閃基本可以忽略；另一種方式是將交流電進(jìn)行降壓整流變?yōu)橹绷麟?，輸入特制的直流燈管，這種情況下確實(shí)可以避免光源的頻閃，而且光照柔和，但采用這種方式的護(hù)眼燈工藝較為復(fù)雜，價(jià)格也相對(duì)昂貴。從改善眼睛的閱讀疲勞的方面來(lái)討論，后者效果確實(shí)會(huì)明顯些。

四、燈具的選擇

其實(shí)，通過(guò)上述的分析，我們可以看到，光源對(duì)視力確實(shí)有一定的影響，但除去極端的環(huán)境條件（過(guò)于刺眼獲過(guò)于昏暗）情況下，光源和燈具的選擇對(duì)視力的影響并未達(dá)到使人談虎色變的地步，關(guān)鍵還在于我們養(yǎng)成良好的閱讀習(xí)慣，保持正常良好的室內(nèi)照明，選擇質(zhì)量可靠、通過(guò)國(guó)家檢測(cè)的燈具就完全可以。既沒(méi)必要花大價(jià)錢(qián)去強(qiáng)求護(hù)眼的噱頭，更不至于因?yàn)槭褂玫臒艟叨a(chǎn)生心理的情緒。

作者簡(jiǎn)介：尹雪松（1999-），男，漢族，河北邯鄲人。