Что такое цветовая температура
Цветовая температура - температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение с той же хроматичностью (с той же цветностью), что и рассматриваемое излучение.
Цветовая температура характеризует:
- спектральный состав излучения источника света; а также
- объективное впечатление от цвета источника света.
Температура - физическая величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы.
Разные люди воспринимают один и тот же цвет по-разному. Образно говоря, понятие того или иного цвета - это всего лишь результат неписанного соглашения между людьми называть определённое ощущение зрительного нерва конкретным цветом, к примеру, "красным". Более того, в книге Ч.Пэдхема и Дж.Сондерса "Восприятие света и цвета" упомянуто, что "имеются сведения о различиях в пигментации хрусталика у различных рас, что может приводить к различиям в цветовом зрении". Также известно, что с возрастом хрусталик желтеет, что приводит к нарушениям в идентификации цветов. То есть можно сказать, что адекватное цветовое восприятие - это результат скорее психологического процесса, чем физического. Как видите, науке пришлось немало повозиться, что бы систематизировать и строго научно определить характеристики различных цветов спектра!
Если цвет поверхности ненагретого неизлучающего предмета, то есть одну из его отражательных (а значит и фильтрующих) характеристик, можно описать длиной волны или обратной ей величиной - частотой, то с нагретыми и излучающими телами мы поступим по-другому. Представим себе абсолютно чёрное тело, то есть тело, которое не отражает никакие световые лучи. Для примитивного эксперимента пусть это будет спираль из вольфрама в электрической лампочке. Соединим эту несчастную лампочку с электрической цепью через реостат (изменяемое сопротивление), выгоним всех из ванной комнаты, выключим освещение, подадим ток и будем наблюдать за цветом спирали, постепенно понижая сопротивление реостата.
В один прекрасный момент наше абсолютно чёрное тело начнёт светиться еле заметным красным цветом. Если замерить в этот момент его температуру, то окажется, что она будет примерно равна 900 градусам по Цельсию. Поскольку все излучения происходят от скорости движения электронов, которая равна нулю при нуле градусов Кельвина (-273С), то в дальнейшем забудем про шкалу Цельсия, и будем пользоваться шкалой Кельвина. Таким образом, начало видимого излучения абсолютно чёрного тела наблюдается уже при 1200К, и соответствует красной границе спектра. То есть, попросту говоря, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжая нагревать нашу спираль, замеряя при этом температуру, мы увидим, что при 2000К её цвет станет оранжевым, а затем, при 3000К - жёлтым. При 3500К наша спираль перегорит, так как будет достигнута температура плавления вольфрама. Однако если бы этого не произошло, то мы увидели бы, что при достижении температуры 5500К цвет излучения был бы белым, становясь при 6000К голубоватым, и при дальнейшем нагревании вплоть до 18000К всё более голубым, что соответствует фиолетовой границе спектра.
Эти цифры и назвали "цветовой температурой" излучения. Каждому цвету соответствует его цветовая температура. Психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) в десять раз ниже (холоднее) цветовой температуры морозного зимнего неба (12000К). Тем не менее это так, цветовая температура отличается от обычной температуры.
800 К — начало темно-красного свечения раскаленных тел
2000 К — свет пламени свечи,
2360 К — лампа накаливания вакуумная,
2800—2854 К — газонаполненные (газополные) лампы накаливания с вольфрамовой спиралью,
3200—3250 К — типичные киносъемочные лампы,
5500 К — дневной свет, прямой солнечный,
6500 К — стандартный источник дневного белого света, он близок к среднедневному солнечному свету,
7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от неба,
100000 К — цвет источника с «бесконечной температурой»
|
Ксеноновые лампы имеют температуру от 4050К и выше. Максимальная яркость дистигается только на температуре 4300К и с ростом или уменьшением температуры яркость падет. Однако 4300К многим не нравится из-за цвета - это яркий бело-желтый свет. Температура выше 6000К уже мало пригодна для практического применения так как голубой(7000К) и синий(8000К) цвет по яркости не намного лучше обычных галогеновых ламп.
Соответствие температуры и цвета ксеноновых ламп:
|