Физика и астрономия · 12 клас · урок 9 от 13

Източници на светлина и техните характеристики

Източниците на светлина са топлинни (Слънцето, лампата с нажежаема жичка) и луминесцентни (светодиоди, луминесцентни лампи, лазери). Лампите се сравняват по светлинния поток (в лумени), по светлинната ефективност (лумени на ват), по цветната температура и по цветопредаването. Светодиодите имат много по-висока ефективност от лампите с жичка, при които повечето енергия отива за топлина. Осветеността на повърхност се мери в луксове.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Светлинен поток: лумен (lm); сила на светлината: кандела (cd); осветеност: лукс (lx).
  • Светлинна ефективност = светлинен поток / мощност (lm/W).
  • Лампа с жичка: около 10-15 lm/W; LED: около 80-150 lm/W.
  • Цветна температура: 2700 K топла бяла, 6500 K студена бяла светлина.
  • Лазерът дава монохроматична, кохерентна и насочена светлина.

Пример

LED лампа 10 W дава 900 lm, ефективността ѝ е 90 lm/W, а лампа с жичка 60 W с около 700 lm има около 12 lm/W.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Кои от изброените лампи имат най-висока светлинна ефективност (lm/W)?
    • Светодиодните (LED)
    • С нажежаема жичка
    • Халогенните
    • Луминесцентните

    Отговор: Светодиодните (LED)

    LED лампите дават най-много светлина на ват консумирана мощност и затова пестят енергия.

  2. Кой от изброените източници на светлина е топлинен?
    • Светодиод
    • Лампа с нажежаема жичка
    • Лазер
    • Луминесцентна лампа

    Отговор: Лампа с нажежаема жичка

    Жичката свети, защото е нагрята до висока температура.

  3. В каква единица се измерва светлинният поток?
    • Кандела (cd)
    • Лукс (lx)
    • Лумен (lm)
    • Ват (W)

    Отговор: Лумен (lm)

    Светлинният поток се мери в лумени; канделата е за сила на светлината, а луксът за осветеност.

  4. Какво показва цветната температура на лампа, например 2700 K или 6500 K?
    • Цветовия оттенък на светлината: топла или студена бяла
    • Колко се нагрява корпусът
    • Мощността на лампата
    • Продължителността на живот

    Отговор: Цветовия оттенък на светлината

    Ниска цветна температура дава жълтеникава (топла) светлина, а висока синкава (студена).

  5. LED лампа с мощност 9 W дава светлинен поток 810 lm. Каква е светлинната ѝ ефективност?
    • 9 lm/W
    • 81 lm/W
    • 7290 lm/W
    • 90 lm/W

    Отговор: 90 lm/W

    810 lm : 9 W = 90 lm/W.

  6. Кой от изброените е естествен източник на светлина?
    • Светодиодът
    • Лазерът
    • Луминесцентната лампа
    • Слънцето

    Отговор: Слънцето

    Слънцето е естествен топлинен източник; останалите са създадени от човека.

  7. В каква единица се измерва осветеността на повърхност?
    • Лумен (lm)
    • Кандела (cd)
    • Лукс (lx)
    • Ват (W)

    Отговор: Лукс (lx)

    Осветеността е светлинният поток на единица площ: 1 lx = 1 lm/m2.

  8. В каква единица се измерва силата на светлината?
    • Лукс (lx)
    • Кандела (cd)
    • Волт (V)
    • Херц (Hz)

    Отговор: Кандела (cd)

    Канделата е основна единица в SI за сила на светлината.

  9. Каква светлина дава лампа с цветна температура 6500 K?
    • Студена бяла
    • Топла жълтеникава
    • Червена
    • Инфрачервена

    Отговор: Студена бяла

    По-високата цветна температура дава по-синкава (студена) светлина, 2700 K е топла.

  10. Защо лампата с нажежаема жичка има ниска светлинна ефективност?
    • Свети твърде силно
    • Работи на ниско напрежение
    • Жичката е от мед
    • Повечето енергия става топлина

    Отговор: Повечето енергия става топлина

    Повечето енергия се излъчва като инфрачервено (топлинно) лъчение, а не като видима светлина.

  11. Какви са свойствата на лазерната светлина?
    • Бяла и разсеяна
    • Само инфрачервена
    • Монохроматична и кохерентна
    • Хаотично поляризирана и широка

    Отговор: Монохроматична и кохерентна

    Лазерната светлина е с една дължина на вълната, кохерентна и силно насочена.

  12. Какво показва индексът на цветопредаване (CRI) на лампа?
    • Мощността на лампата
    • Вярност на цветовете
    • Срока на годност
    • Напрежението

    Отговор: Вярност на цветовете

    Той показва колко естествено изглеждат цветовете на предметите в сравнение със слънчевата светлина.

  13. Лампа с жичка 100 W (12 lm/W) се заменя с LED лампа (100 lm/W) със същия светлинен поток. Каква е мощността на LED лампата?
    • 12 W
    • 100 W
    • 8,3 W
    • 1,2 W

    Отговор: 12 W

    Поток 100·12 = 1200 lm; P = 1200/100 = 12 W.

  14. Точков източник със сила на светлината 100 cd е на 2 m над масата. Каква е осветеността точно под него?
    • 50 lx
    • 200 lx
    • 400 lx
    • 25 lx

    Отговор: 25 lx

    E = I/r2 = 100/4 = 25 lx.

  15. От какво зависи цветът на светлината на светодиода?
    • От напрежението на мрежата
    • От формата на корпуса
    • Зависи от полупроводника
    • От температурата на въздуха

    Отговор: Зависи от полупроводника

    Цветът се определя от ширината на забранената зона на полупроводниковия материал.