通過物理知識看現(xiàn)有燈具的照明

摘 要：作為高中學生，緊張的高三生活讓我們都無可避免的需要挑燈夜戰(zhàn)，晚上的學習時間在高三時候經常會達到六到七個小時。因此，我們無可避免的需要在燈下有比較高強度的用眼時間，眼睛疲勞是很多同學都遇到的問題。那么在不影響復習進度的同時，如何更好的保護視力，提高復習效率呢。本文通過對現(xiàn)有集中常用光源進行分析，簡要介紹了光源光譜、頻閃等對使用者市里的影響，初步討論了如何選擇更合適光源的方法。

關鍵詞：光譜；LED燈；護眼效果

作為學生的我們，總以學習為第一要務，在現(xiàn)在的高考壓力下，我們每個高三學生的或多或少的不自覺的增加了自己的學習時間。也因此，我們在燈光下用眼的時間也越來越長。拋開我們每個人坐姿、用眼習慣的人為影響因素不談，單論燈光、及光源對我們的視力是否有影響呢？市面上推出的護眼燈受到了很多學生家長的追捧，那么它們是否能達到真正護眼的作用呢？

我通過結合高中物理光學知識，以及自己對資料的所及整理與思考，通過實際的數據與理論，對我們學生學習所使用的燈具進行了簡要的分析，希望能夠對我們每位同學對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、人眼視物的特點和對光線的反應

了解光源對眼睛的影響，首先應當清楚的是我們眼睛對光線的反應。雖然人眼有著非常復雜的結構，但是，通過課本上的知識我們知道，其原理與相機類似。當光線進入人眼，先后經過眼角膜、瞳孔、晶狀體等最后在視網膜上投影出物體的倒像。

視網膜是將視覺的光學轉化為電生理過程中介，當光線聚集到視網膜上時，我們的視覺就開始工作了。而視網膜上的光感覺細胞可以分為柱狀細胞（視桿細胞）和錐狀細胞（視錐細胞）兩種，其中視桿細胞一般在低亮度條件下起作用光敏感度強，色敏感度弱；而視錐細胞對光的分辨能力高，但光敏感性低，所以一般在高亮度的情況下分辨顏色。其實現(xiàn)在普遍理論認為視網膜上的細胞主要對紅綠藍三色直接的反應，至于我們看到的五顏六色其實都是我們的大腦通過三原色補充而成的，這才是名副其實的“腦補”。

在視覺敏感度方面有一個非常重要的曲線，即相對視敏函數曲線：如下圖所示：

二、關于光源的分析

由上述分析可知道，人們在不同的亮度環(huán)境下對顏色的感覺敏感程度是不同的。從上圖中我們也可看到，人們對綠色的敏感度是最高的，所以這是多看綠色對眼睛好的依據。通過對人眼視物特點的分析，我們可以明確從三個方面考慮光源對視力的影響，即亮度、顏色、頻率（是否連續(xù)發(fā)光）。

通過查看陽光的光譜圖，我們不難看到太陽的光譜非常連續(xù)，并且陽光的光色是一種復合色。根據我們視網膜的特點，我們可以知道陽光的光色是讓眼睛很舒服的，當然這也是生物進化逐漸適應的結果。所以如果使用各類燈具的人造光源，應當分析其光譜是否更加接近陽光。對于更加接近日光照明的光源在一定程度上會對視力比較有益。下面我們就常見的幾種家居照明光源進行初步的分析。

（一）白熾燈

白熾燈的光譜在目前來說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，理論值甚至接近100，可以比較好的還原物體本色，并且瞬時啟動，便宜，還可以調節(jié)光的亮度。但是白熾燈的缺點也非常明顯，它的光電轉換效率低非常低，大部分耗能都用來發(fā)熱。從光譜來看，白熾燈輻射的紅外光線相對較高。同時，鎢礦資源有限，由于白熾燈光電轉換效率太低，我國已經決定在16年十一之后就開始全面淘汰白熾燈了。

（二）節(jié)能燈

緊湊型熒光燈，通常我們稱之為節(jié)能燈。可以說是人造電光源領域的一個偉大發(fā)明，其特點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，對視覺疲勞造成比較大影響的頻閃，基本可以忽略。其優(yōu)點是光的轉化效率高，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，保證顯色性都能達到80以上。但是節(jié)能燈的缺點是熒光管內充滿了汞蒸氣，制造和回收過程中對環(huán)境影響非常大。

（三）LED

LED燈是目前國家大力推動的一類照明產品。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發(fā)出更高光效的潛力。LED燈具有體積小、無頻閃、不含紫外線、光效高的，使用優(yōu)質芯片的LED產品顯色性可以超過80甚至達到95，并且LED燈具有很長的使用壽命。但是目前LED燈具還處于發(fā)展階段，制作標準較為混亂，沒有比較統(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，因為LED芯片在電子通過后就直接產生了可見光藍光，LED燈是基于藍光基礎上通過覆蓋在芯片表面的熒光粉調色而產生出我們想要的光色。

三、護眼燈的工作原理

目前市面上宣傳的所謂“護眼”的概念，除去商家對概念的炒作之外，大多數只是減少或避免在燈具下用眼時，對眼睛的傷害，并非絕對意義上的護眼。

目前護眼燈的技術上一般分為兩種形式，一種是通過采用變頻電子鎮(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行降壓整流變?yōu)橹绷麟姡斎胩刂频闹绷鳠艄埽@種情況下確實可以避免光源的頻閃，而且光照柔和，但采用這種方式的護眼燈工藝較為復雜，價格也相對昂貴。從改善眼睛的閱讀疲勞的方面來討論，后者效果確實會明顯些。

四、燈具的選擇

其實，通過上述的分析，我們可以看到，光源對視力確實有一定的影響，但除去極端的環(huán)境條件（過于刺眼獲過于昏暗）情況下，光源和燈具的選擇對視力的影響并未達到使人談虎色變的地步，關鍵還在于我們養(yǎng)成良好的閱讀習慣，保持正常良好的室內照明，選擇質量可靠、通過國家檢測的燈具就完全可以。既沒必要花大價錢去強求護眼的噱頭，更不至于因為使用的燈具而產生心理的情緒。

作者簡介：尹雪松（1999-），男，漢族，河北邯鄲人。