Теоретическая часть. Свет – это электромагнитное излучение

Свет – это электромагнитное излучение.

Электромагнитное излучение возникает при любом движении электрических зарядов. В различных условиях оно проявляет как волновые (с энергией , – постоянная Планка = 6,626·10^–34 Дж·c), так и корпускулярные свойства (с энергией – физическая концепция теории относительности, согласно которой полная энергия физического объекта (физической системы, тела) равна его (её) массе, умноженной на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме, где – энергия объекта, – его масса, – скорость света в вакууме, равная 299 792 458 м/с).

Таким образом, электромагнитное излучение – электромагнитные волны, возбуждаемые различными излучающими объектами, – заряженными частицами, атомами, молекулами и пр. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания.

Отметим, что воздействие света на глаз или какой-либо другой приемный аппарат состоит, прежде всего, в передаче этому аппарату энергии, переносимой световой волной.

Свет – невидимый для глаза, но становится видимым при столкновении с поверхностью.

Из волн разной длины образуются цвета. Все цвета вместе образуют белый свет. Глаз воспринимает диапазон так называемого видимого света, от 0.4 мкм до 0.76 мкм, за пределами которого находятся ультрафиолетовый и инфракрасный свет.

Отметим, что такие явления, как интерференция и дифракция света, убедительно свидетельствуют о волновой природе света. В то же время закономерности равновесного теплового излучения, фотоэффекта и эффекта Комптона (рассеяние фотонов на свободных электронах) можно успешно истолковать с классической точки зрения только на основе представлений о свете, как о потоке дискретных фотонов. Однако волновой и корпускулярный способы описания света не противоречат, а взаимно дополняют друг друга, так как свет одновременно обладает и волновыми и корпускулярными свойствами.

Виды освещения

В зависимости от источника света освещение может быть трех видов: естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение

Естественное освещение – освещение земной поверхности за счет излучения солнца.

Единственным источником естественного освещения является солнце. Оно излучает прямой солнечный свет, часть которого рассеивается в атмосфере и создает рассеянное излучение. Таким образом, различают свет, падающий непосредственно от солнца и свет “неба” – солнечного света, рассеянного атмосферой. Естественное освещение меняется в зависимости от времени дня, состояния погоды и времени года. Главная особенность естественного освещения – непостоянство интенсивности и спектрального состава его излучения. Изменение освещенности подвержено влиянию закономерных и случайных факторов. К закономерным факторам относятся высота солнца над горизонтом и географическая высота. К случайным факторам относятся дождь, снег, туман, прояснения и т.д.

Освещенность помещения зависит от интенсивности прямого солнечного света, а также от окраски отражающих поверхностей окружающих зданий, от окраски потолка, стен, пола, мебели в самом помещении. Темные цвета поглощают большое количество световых лучей, белый цвет и светлые тона обеспечивают наибольшее отражение световых лучей – 70 –90 %, желтый цвет – 50 %, цвет натурального дерева – 40 %, зеленый и серый – 30 %, голубой – 25 %, светло-коричневый – 15 %, синий и фиолетовый – 10 %, черный – 1 %. Окраска стен и мебели оказывает также психофизическое действие. Так, красный, оранжевый и желтый цвета относятся к теплым тонам. Красный цвет возбуждает, желтый тонизирует. Они улучшают настроение, повышают работоспособность. Эти яркие цвета широко используют в дизайне детских комнат. Окраска стен и обивки мебели в красный, розовый цвета не приемлема для легковозбудимый людей.

Согласно санитарным нормам все помещения, в которых постоянно находятся люди, должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение делится на следующие виды:

– верхнее естественное освещение;

– боковое естественное освещение;

– комбинированное естественное освещение.

Верхнее и комбинированное естественное освещение обеспечивают более равномерное освещение помещения, нежели боковое естественное освещение.

Боковое естественное освещение создаёт значительную неравномерность в освещении участков, расположенных вблизи окон или вдали от них.

При применении только бокового освещения создается высокая освещенность вблизи световых проемов и низкая в глубине помещения и при этом возможно образование теней от оборудования больших размеров.

При недостаточности естественного освещения используется комбинированное (совмещенное) освещение. Комбинированное освещение представляет собой освещение, при котором в светлое время суток используется одновременно искусственный и естественный свет.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня, года, метеорологических факторов: облачности, и отражающих свойств поверхности земли.

Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности.

В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности (КЕО), , который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности ,создаваемой светом полностью открытого небосвода, то есть

.

Таким образом, КЕО оценивает размеры оконных проёмов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, то есть способность системы естественного освещения пропускать свет.

Искусственное освещение

Искусственное освещение предусматривается во всех производственных и бытовых помещениях, где недостаточно естественного света, а также для освещения помещений в ночное время.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное. Рабочее освещение обеспечивает зрительные условия нормальной работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение устраивают для продолжения работы при внезапном отключении рабочего освещения. При этом нормируемая освещенность должна составлять 5 % от рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятий, Эвакуационное освещение предусматривается для эвакуации людей из помещений при авариях в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках (должно быть в помещениях не менее 0,5, а на открытых территориях – не менее 0,2 лк). Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения.

В качестве источников света применяют газоразрядные лампы или лампы накаливания. Совокупность источника света и осветительной арматуры представляет собой светильник. Наиболее важными функциями осветительной арматуры являются предохранение глаз работающих от чрезмерно больших яркостей источников света, а также перераспределение светового потока лампы, которое повышает эффективность осветительной установки. По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, рассеянного и отраженного света, а по конструктивному исполнению – светильники открытые, закрытые, защищенные, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные. По назначению светильники делятся на светильники общего и местного освещения.

Искусственное освещение может быть общим (равномерным или локализованным) и комбинированным (к общему добавляется местное). Применение только местного освещения запрещается.

В кодексе о труде в морском судоходстве скзано:

Руководящий принцип В3.1.4 – Освещение

1. На всех судах жилые помещения моряков должны обеспечиваться электрическим освещением. Если не имеется двух независимых источников электричества для освещения, то должна обеспечиваться дополнительная система аварийного освещения с помощью ламп или осветительных приборов надлежащей конструкции.

2. В каютах у изголовья каждой койки должны устанавливаться электрические лампочки для чтения.

3. Соответствующие нормы естественного и искусственного освещения должны устанавливаться компетентным органом.

В Российском морском регистре указано, что во всех судовых помещениях, местах и пространствах, освещение которых является важным для обеспечения безопасности плавания, управления механизмами и устройствами, обитаемости и эвакуации пассажиров и экипажа, посадки и высадки лоцмана, должны быть установлены стационарные светильники основного освещения, которые получают питание от основного источника электрической энергии.

Распределительные щиты основного освещения должны получать питание по отдельным фидерам. От щитов основного освещения допускается осуществлять питание электрических приводов неответственного назначения мощностью до 0,25 кВт и отдельных каютных электрических грелок с номинальным током до 10 А. Освещение коридоров, машинных помещений, туннелей валопроводов, указателей уровня воды в котле должно получать питание не менее чем по двум независимым фидерам с таким расположением светильников, чтобы даже в случае выхода из строя одного из фидеров обеспечивалась возможно большая равномерность освещения.

Освещенность отдельных помещений и пространств должна быть не менее указанной в таблице ниже. Указанные требования не относятся к судам, имеющим освещение, питаемое напряжением ниже 30 В.