Колірна температура світла
Колірна температура світла. Тепле, нейтральне та холодне біле світло.
Колірна температура за формулою німецького фізика Планка, це температура абсолютно чорного тіла, при якій дане тіло видає випромінювання такого ж тону (колірного), як і вимірюване випромінювання. Колірна температура вимірюється у Кельвінах.
Колірна температура джерела світла визначається шляхом порівняння з так званим чорним тілом і відображається лінією чорного тіла. Якщо температура «чорного тіла» підвищується, то синя складова у спектрі зростає, а червона складова зменшується. Лампа розжарювання з тепло-білим світлом має, наприклад, колірну температуру 2700 К, а люмінесцентна лампа з кольоровістю денного світла – 6000 К
Поняття корельованої колірної температури
Говорячи технічною мовою, слово «температура» у понятті корелированной колірної температури характеризує випромінювання абсолютно чорного тіла – твердого тіла, що має певні властивості і знаходиться в розжареному стані. Вона вимірюється в градусах Кельвіна (К), де зазвичай вимірюється абсолютна температура. При підвищенні температури чорного тіла колір світлового випромінювання, що випромінюється ним, змінюється наступним чином: червоний – помаранчевий – жовтий – білий – блакитний. Це нагадує шматок заліза, який нагрівається у ковальському горні. Послідовність зміни кольору відповідає кривій у колірному просторі. Лампа розжарювання випромінює світло з колірною температурою приблизно 2700 K, яка знаходиться в теплій або червоній області колірного простору. Так як в лампі розжарювання використовується нитка, що розжарюється при випромінюванні світла, температура нитки є такожколірної температури світлового випромінювання.
Спектральний аналіз видимого світла дозволяє визначити температуру кольорів джерел світла, відмінних від ламп розжарювання, таких як люмінесцентні лампи і світлодіоди. Фактична температура світлодіода, що випромінює світло з колірною температурою 2700 K, зазвичай дорівнює приблизно 80°С, хоча світлодіод випромінює світло того ж кольору, що і нитка, нагріта до температури 2700 K.
Різні люди сприймають той самий колір по-різному. Образно кажучи, поняття того чи іншого кольору — це лише результат неписаної угоди між людьми називати певне відчуття зорового нерва конкретним кольором, наприклад, «червоним». Також відомо, що з віком кришталик жовтіє, що призводить до порушень ідентифікації кольорів. Тобто можна сказати, що адекватне сприйняття кольору — це результат швидше психологічного процесу, ніж фізичного.
Якщо колір поверхні не нагрітого предмета, що не випромінює, тобто одну з його відбивних (а значить і фільтруючих) характеристик, можна описати довжиною хвилі або зворотною їй величиною - частотою, то з нагрітими і випромінюючими тілами ми надійдемо по-іншому. Уявімо абсолютно чорне тіло, тобто тіло, яке не відображає жодних світлових променів. Для примітивного експерименту нехай це буде спіраль із вольфраму в електричній лампочці. З'єднаємо цю нещасну лампочку з електричним ланцюгом через реостат (зміна, що змінюється), виженемо всіх з ванної кімнати, виключимо освітлення, подамо струм і будемо спостерігати за кольором спіралі, поступово знижуючи опір реостата. Одного разу наше абсолютно чорне тіло почне світитися ледь помітним червоним кольором. Якщо виміряти в цей момент його температуру, то виявиться, що вона будеприблизно дорівнює 900 градусів за Цельсієм. Оскільки всі випромінювання походять від швидкості руху атомів, яка дорівнює нулю при нулі градусів Кельвіна (-273 ° С) (на чому і заснований принцип надпровідності), то надалі забудемо про шкалу Цельсія, і користуватимемося шкалою Кельвіна.
Таким чином, початок видимого випромінювання абсолютно чорного тіла спостерігається вже при 1200К і відповідає червоній межі спектру. Тобто, простіше кажучи, червоному кольору відповідає колірна температура 1200К. Продовжуючи нагрівати нашу спіраль, вимірюючи при цьому температуру, ми побачимо, що при 2000К її колір стане помаранчевим, а потім, при 3000К - жовтим. При 3500К наша спіраль перегорить, оскільки буде досягнуто температури плавлення вольфраму. Однак якби цього не сталося, то ми побачили б, що при досягненні температури 5500К колір випромінювання був би білим, стаючи при 6000К блакитним, і при подальшому нагріванні до 18000К все більш блакитним, що відповідає фіолетовому кордоні спектру.
Ці цифри і назвали «колірною температурою» випромінювання. Кожному кольору відповідає його колірна температура. Психологічно важко звикнути до того, що колірна температура полум'я свічки (1200К) удесятеро нижча (холодніша) колірної температури морозного зимового неба (12000К). Тим не менш, це так, колірна температура відрізняється від звичайної температури.