В чем измеряется температура света. Цветовая температура

Цугунов Антон Валерьевич

Время на чтение: 4 минуты

Выбирая осветительные приборы для своей квартиры, мы сталкиваемся с вопросом подбора подходящего цвета освещения. Чему отдать предпочтение, теплому белому свету или холодному? Однозначного ответа не существует, поскольку для отличающихся по своему предназначению помещений следует выбирать разное по интенсивности и цветовой температуре освещение.

Как цвет освещения влияет на находящихся в помещении людей?

Оптимальным для человеческих глаз считается естественный солнечный свет. Однако создать прибор с интенсивностью излучения, максимально приближенной к натуральной, у ученых до сих пор не вышло.

Понятие цветовой температуры

Цветовой температурой в светотехнике называют характеристику, определяющую цветность ламп и цветовую тональность пространства, которое ими освещено. Эта величина указывается на упаковках источников света, измеряется в Кельвинах (К). Именно от нее зависит, холодное или теплое белое излучение будет производить лампочка.

Чем меньше значение температуры цвета, тем более желтым и теплым становится оттенок светового потока. Соответственно, при высоких показателях освещение будет становиться все более холодным, с голубым отливом. Описываемая величина имеет следующую градацию:

  • Нейтральный (3500–5000 К) – близок к естественному солнечному свету, идеален для гостиных, коридоров и общих комнат. Производимое такими лампами излучение не переутомляет глаз, не вызывает ощущения дискомфорта.
  • Холодный свет (5000–6000 в Кельвинах). Излучаемый осветительными приборами поток имеет синевато-белый цвет. Он больше подходит для кабинетов, освещения компьютерных столов и прочих рабочих зон. Под его воздействием людям проще сосредоточится, внутренне мобилизоваться. Однако длительное пребывание в комнате с таким освещением повышает утомляемость примерно на 25 %.

Какое освещение выбрать?

На протяжении долгих тысячелетий человеческой истории единственным доступным для человека искусственным источником света был огонь, который после заменили лампочки накаливания. Разновидности светильников в нейтральном или голубоватом холодном цвете появились совсем недавно.

Упомянутые выше названия – «теплый» и «холодный» цвет искусственного потока – были созданы благодаря психологической ассоциации первого с согревающим и «родным» огненным светом, а второго – с отблесками на зимнем снегу.

  1. В желтоватом свечении можно создать уютную домашнюю обстановку, придать своей квартире атмосферу защищенности и полной безопасности.
  2. Помещения, освещенные в холодном цвете, помогут настроиться на рабочий лад.
  3. Нейтральный белый свет является, по сути, компромиссным вариантом, расположенным между ними.

Еще один важный момент – искажение цветов. Под теплым освещением более заметны, выделены желтые и красные оттенки, а синяя и фиолетовая палитра затемняется почти до черной. В холодном белом свете красно-желтая гамма будет восприниматься, как зелено-фиолетовая, а синие оттенки станут более контрастными.

Лампы какой цветовой температуры вы предпочитаете?

Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

    Нейтральный или естественный белый – 3500–5000 К 43%, 988 голосов

    Теплый белый – 2700–3500 К 39%, 898 голосов

    Холодный белый – 5000–6400 К 18%, 426 голосов

11.03.2018

  • Комбинирование нескольких источников света – разумный выход при выборе освещения для квартир. Таким образом удается сгладить недостатки каждого из типов ламп, выровнять общий световой фон в доме. Оптимально установить теплое освещение от потолочных люстр или светильников, а в качестве местной подсветки для кухонной рабочей, обеденной зоны или компьютерного стола использовать элементы с холодным излучением. Закончив работу, требующую повышенной точности, можно отключить лампу и приступить к выполнению остальных дел без ущерба для других домочадцев.

С течением времени становятся все более популярными. Применение этих современных источников освещения находит использование в разных областях народного хозяйства и промышленного производства. используются в автомобилях, наружной рекламе, освещают производственные цеха, жилые дома, а также освещают улицы городов. В офисах они встроены в светильники. Мощные прожекторы уже невозможно представить без таких источников светового потока.

Цветовая температура светодиодных ламп часто ошибочно принимается за количество излучаемого тепла, но она имеет несколько иное значение. Это понятие означает визуальный эффект ощущения источника света глазом человека. Величина «теплоты» лампы зависит от удаленности цветового спектра к солнечному световому потоку. Голубоватый оттенок подобен пасмурному небу или ночному сиянию. Такой свет у человека вызывает холодные ощущения.

Интервал цветовой температуры

При нагревании металла возникает специфическое свечение. В начале интервал цвета имеет красные оттенки. Но при увеличении температуры спектр цвета постепенно приближается к желтому, белому и далее к голубому и фиолетовому цвету.

Для отдельного цвета свечения металла имеется свой температурный интервал, что дает возможность описать это явление физическими величинами. Это определяет свойства цветовой температуры как некоторого диапазона нагревания до образования необходимого цвета спектра.

Светодиоды излучают свет с несколько другим спектром, отличающимся от света металла, так как у него другая природа происхождения. Однако суть остается одна: для создания определенного оттенка цвета понадобится заданная цветовая температура. В этом случае нельзя считать, что этот параметр связан с температурой нагревания лампы, физическая и цветовая температура являются абсолютно разными показателями.

Шкала для источников света

Сегодня в продаже предлагается большой перечень источников света, работающих на основе светодиодных кристаллов. Они функционируют в разных интервалах температур. Чаще всего их подбирают по месту планируемой установки, так как каждая лампа способна создать индивидуальный облик. Комнату можно преобразить путем изменения цвета светового потока ламп.

Для рационального использования светодиодного источника освещения необходимо заблаговременно определить, какой цвет для вас наиболее комфортен. Цветовая температура важна не только для светодиодных приборов освещения, она зависит от состава спектра излучения. Этот показатель имеется у каждого прибора освещения, например, у свет бывает только теплым желтым.

При появлении и ламп в обиход вошел холодный белый свет. А светодиодные лампы имеют более широкую гамму цветов света, поэтому выбор таких ламп стал более сложным, а оттенки цветов зависят от материала изготовления полупроводника.

Связь освещения и цветовой температуры

Если знать табличные значения этого параметра, то становятся понятными соответствующие ему цвета. Каждый человек обладает индивидуальным восприятием цвета, поэтому визуально определить цветовую температуру очень трудно.

Основой считают средние показатели некоторой группы источников света, функционирующих в определенном спектре, а при конечном выборе светодиодных источников света учитывают их предназначение, освещаемое помещение и место установки.

Группы светодиодных ламп по цветовой температуре

  • Теплый белый свет находится в диапазоне цветовой температуры 2700-3200К. Такой спектр освещения аналогичен простой лампе накаливания. Такие лампы рекомендуются к применению в жилых помещениях.
  • Дневной белый свет излучают лампы в интервале 3500-5000К. Их свет внешне похож с утренним солнечным светом. Это нейтральный свет, который может применяться, например, в туалете, прихожей, школьных классах.
  • Холодный белый свет называют дневным, который относится к диапазону 5000-7000К. Это создает аналогию яркого дневного освещения. Такие лампы чаще всего используют в лабораториях, медицинских учреждениях, парках и рекламных щитах.

Из этих параметров видно, что низкая цветовая температура светодиодных ламп имеет преимущественно красный цвет, а синего цвета нет вовсе. При повышении этого параметра появляются синий и зеленый цвета, а красный постепенно исчезает.

Где обозначается цветовая температура светодиодных ламп

Чаще всего фирма изготовитель на упаковке лампы указывает ее параметры. Среди других характеристик есть и этот рассматриваемый нами параметр. Перед приобретением ламп следует обращать на это внимание. Эти данные обозначаются как на упаковке, так и на корпусе лампы.

Для каждого помещения следует индивидуально выбирать лампы, обладающие заданным цветовым спектром свечения.


Для офиса

Целесообразно применять светодиодные приборы освещения с цветовой температурой 4400-5600 К. Это значит, что лампа должна светить белым светом. Это повышает эффективность труда сотрудников.

При установке ламп в офисе с другим цветовым оттенком света, эффективность работы сотрудников уменьшится. Исследования показали, что лампа с оранжевым свечением ухудшает производительность до 80%. Белый или нейтральный свет содержит синий спектр, ускоряющий концентрацию внимания и реакцию в дневное время.

Для жилых помещений

Для квартиры или дома рекомендуется устанавливать приборы освещения, у которых другая цветовая температура светодиодных ламп, отличающаяся от офисных моделей. Лампы синего спектра не рекомендуется использовать для спальни или детской.

Цветовая температура светодиодных ламп для гостиной выбирается в диапазоне от 2700 до 3200 К, что создает комфортную и уютную обстановку.

Цветовая температура является одной из основных характеристик светодиодных изделий, использующихся для освещения. Часто возникает вопрос, что же это такое и как выбрать подходящую цветовую температуру? Попробуем разобраться с этими вопросами.

По определению, цветовая температура - это температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение, измеряется в градусах Кельвина.

Другими словами, цветовая температура определяет «оттенок» света, излучаемого источником (лампой или светильником), от теплого, близкого к лампе накаливания, отдающего «желтизной» до холодного белого света (люминесцентные лампы холодного света), отдающего в синюю область спектра.

Шкала цветовых температур распространенных источников света:

800 К - начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К - свет пламени свечи;
2000 К - Натриевая лампа высокого давления;
2200 К - лампа накаливания 40 Вт;
2680 К - лампа накаливания 60 Вт;
2800 К - лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К - газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К - лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200-3250 К - типичные киносъёмочные лампы;
3400 К - солнце у горизонта;
3800 К - лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4200 К - лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300-4500 К - утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К - ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К - солнце в полдень;
5500 К - облака в полдень;
5500-5600 К - фотовспышка;
5600-7000 К - лампа дневного света;
6200 К - близкий к дневному свет;
6500 К - стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500-7500 К - облачность;
7500 К - дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500-8500 К - сумерки;
9500 К - синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К - источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000 К - ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К - синее небо в полярных широтах.

Градации цветовой температуры.

Примерное разделение градаций цветовой температуры:

  • Теплый белый (2700-3200К)
  • Дневной белый (3500-4500К)
  • Белый (5000-6000К)
  • Холодный белый (6000-8000К).

Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, т.к. у разных производителей понятия «теплый», «нейтральный», «холодный» могут различаться.

В таблице 1 диапазоны значений цветовых температур наиболее распространенных искусственных источников света. Причем, точное значение цветовой температуры у истоников света всегда указан на упаковке или в сопроводительной документации на товар(паспорт на изделие, техническое описание).

Таблица 1. Цветовые температуры наиболее распространенных источников света

Цветовые температуры наиболее распространенных источников света
КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) 2700-6500 К
ДНаТ (натриевая лампа высокого давления) не более 2200 К
ДРЛ (дуговые ртутные лампы) 3800 К
ЛН и ГЛН при 100% мощности (лампы накаливания и галогенные лампы) 2700-3500 К
МГЛ (металлгалогенные лампы) 3500-7000 К
ЛЛ (люминесцентные лампы) 2700-6500 К
LED (светоизлучающие диоды) 2200-15000 К

Кривая излучения абсолютно черного тела в цветовом пространстве МКО 1931.

Кроме того, источники с одинаковой цветовой температурой могут различаться по цветовому тону света: из представленной выше диаграммы следует, что все источники света, измеренные значения цветности которых лежат на одной линии, проведенной перпендикулярно кривой излучения абсолютно черного тела, имеют одинаковую цветовую температуру. По этой и по другим причинам производители светодиодов используют метод управления цветовыми вариациями (и другими характеристиками), известный как сортировка по бинам.

Сортировка светодиодов по бинам*.

При изготовлении светодиодов, также как и любых других изделий, их параметры имеют определенные отклонения от номинальных значений, это относится и к цветовой температуре. Допустимые отклонения регламентируются стандартами, например, стандарт цветности C78.377A, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI) (таблица 2), определяет 8 номинальных значений цветовой температуры. Светодиоды, цвет которых соответствует указанному номинальному значению Тцв и цветовому диапазону, соответствуют стандарту.

Таблица 2. Стандарт ANSI C78.377A для Т цв

Разница в цвете для светодиодов, соответствующих стандарту хорошо заметна, поэтому на практике производители разбивают каждый диапазон на несколько бинов (подклассов).

Одной из основных задач производителей светотехники является такое деление светодиодов на бины, которое сводит к минимуму различие цветов между отдельными осветительными приборами или между партиями такой продукции.

Чтобы понять, как определяется бин, снова обратимся к диаграмме цветового пространства МКО 1931 и увеличим масштаб для кривой излучения черного тела. Изменения цветовой температуры располагаются на кривой излучения абсолютно черного тела, но изменения цвета светодиода располагаются также выше и ниже кривой излучения черного тела. Светодиоды, у которых цветовые координаты лежат выше кривой излучения абсолютно черного тела, имеют зеленоватый оттенок, а те, у которых ниже, - розоватый. На практике это означает, что указание цветовой температуры не обеспечивает одинаковый цвет.

Диапазоны цветовых температур по стандарту ANSI C78.377A.

Например, две представленные ниже диаграммы иллюстрируют два гипотетических бина светодиодов, цветовая температура каждого из которых равна 5300 K, с отклонением +/- 300 K. Бин 1 имеет некоторое отклонение цвета, так как его область лежит выше и ниже кривой излучения абсолютно черного тела. Отклонение в цвете у бина 2 в четыре раза больше, хотя он также соответствует указанной производителем цветовой температуре.

Пример бинов светодиодов.

Каждый производитель предлагает свое разбиение на бины, например, компания OSRAM предлагает несколько бинов светодиодов с одной цветовой температурой. Каждый бин находится в пределах области, соответствующей стандарту ANSI для этой цветности. На диаграмме ниже приведен пример разбиения на бины для светодиодов OSRAM Golden DRAGON с цветовой температурой 2700 K. Хотя все 16 бинов, предлагаемых компанией OSRAM, соответствуют стандарту ANSI C78.377A для номинальной Тцв 2700 K, они отличаются по Тцв и цветовому тону. Поэтому необходимо учитывать бин светодиодов при установке светильников из разных партий одного производителя, либо разных производителей.

Пример разбиения диапазона на бины.

Также составляется из светодиодов одного бина, каждая лента марки ARlight, представленная в нашем интернет-магазине проходит контроль по показателям оттенка, что отмечается кодом BIN на упаковке.

Маркировка BIN на упаковке ленты ARlight

Светодиодные ленты ARlight цветовой температуры 4000К Дневной белый разных BIN (сверху 39G, снизу 46).

На изображении выше видно, как отличаются по цветовому тону ленты с разными бинами. В реальности разница заметна только если положить две ленты рядом, на фото насыщенность и сочность цветов специально увеличена. Два не находящихся рядом источника света человеческий глаз способен заметить по цветности при разнице температур 400-600К, лучше чувствуется разница в теплых оттенках, меньше в холодных.

Прежде чем устанавливать светодиодные ленты, лампы, линейки и другие светотехнические изделия на основе светодиодов, проверьте их БИН (оттенок, работоспособность). БИНы должны совпадать на всех рядом установленных светодиодных лентах. Необходимо применять данное правило ко всем цветовым температурам белого света, а также и к RGB или RGB-W светодиодным лентам. Две рядом установленные ленты RGB с разными бинами(BIN) будут отличаться оттенком друг от друга!

* Данный раздел содержит материалы, предоставляемые компанией Philips Color Kinetics.

Цветовая температура и восприятие человека.

От выбора правильной цветовой температуры источников зависит, как будет эмоционально влиять на человека окружающее пространство, восприниматься внешний вид объектов и их цвета. Большое значение имеет то, что разные источники света ассоциируются с определенной обстановкой. Например, теплый свет свечи оказывает расслабляющее действие, белое освещение ламп дневного света создает рабочую атмосферу, холодное освещение создает больший контраст, применяется при необходимости работ с высоким цветоразличением.

Существует нормативный документ, в котором содержатся рекомендации по подбору цветовой температуры в помещении различного назначения: СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В нем, в частности, для жилых помещений рекомендуется теплый свет, в помещениях, где выполняется зрительная работа - дневной 3000-4000К, в помещениях с высокими требованиями к цветоразличению более холодный свет до 5000-6000К.

Также там упоминается, что при большом количестве в освещаемом пространстве зеленых и синих объектов следует применять источники с цветовой температурой более 4000К, с большим количеством красных и желтых цветов - не более 3500К. Конечно, когда создавался данный нормативный документ применение светодиодных источников света было весьма ограничено, тем не менее, содержащаяся там информация может быть полезна и при их выборе. Например, осветительные диоды холодного света содержат большую долю синей части спектра, т.е. подчеркивают синие цвета, а в светодиодах теплого белого света синяя составляющая подавляется большим количеством желтого люминофора. Кроме этого, нужно учитывать индекс цветопередачи светодиодных источников, т.к. он не всегда на высоте в отличие от галогенных ламп, например, а только у отдельных более дорогих моделей.

В материалах, предоставляемых компанией Philips Color Kinetics приводится следующая таблица (таблица 3) для выбора цветовой температуры в зависимости от желаемой атмосферы и области применения:

Таблица 3. Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры

Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры
Цветовая
температура 		Теплый свет
2700 К 		Белый свет
3000 К 		Нейтральный
3500 К 		Холодный свет
4100 К 		Дневной свет
5000-6500 К
Эффекты и атмосфера Теплая
Уютная
Открытая 		Дружеская
Интимная
Индивидуальная 		Дружеская
Располагающая
Безопасная 		Ясная
Чистая
Продуктивная 		Яркая
Тревожная
Подчеркивающая цвета
Области применения Рестораны
Вестибюли гостиниц
Бутики
Жилы помещения 		Библиотеки
Офисные помещения
Магазины 		Выставочные залы
Книжные магазины
Офисные помещения 		Офисные помещения
Классные комнаты
Супермаркеты
Больницы 		Галереи
Музеи
Ювелирные магазины
Помещения для медицинских осмотров

Восприятие человеком цветовой температуры в зависимости от освещенности.

На многих лампах, предназначенных для освещения, производитель указывает такой параметр, как цветовая температура. Это ключевой фактор, на который стоит обратить внимания перед покупкой лампы. Цветовая температура указывает, какую длину волны испускает светоизлучающий элемент. В бытовых целей для градации спектра используют Кельвины (К).

Наш орган зрения способен воспринимать световое излучение в огромном диапазоне от 800К до 25000К. Наиболее оптимальный и комфортный диапазон для нас тот, который максимально приближен к дневному свету – 4500К-5200К.

Цветовая температура светодиодов

В светодиоде свет излучает специальное люминофорное покрытие. Традиционно все светодиодные источники освещения делят на три группы по спектру:

  • Теплый белый (до 3500К);
  • нейтральный белый (3500К – 5200К);
  • холодный белый (выше 5200К).

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Что такое цветовая температура светодиодных ламп

С точки зрения физики световая температура это спектр, излучаемый нагретым телом относительно абсолютно чёрного тела. Что значит цветовая температура лампы? Это цвет свечения тела, раскалённого до соответствующей температуры.

Соответственно, цвет светодиодных ламп имеет три градации – жёлтый (до 3200К), белый (4000-5500К) и бело-голубой (выше 5500К). Чем выше температура, тем короче длинна волны излучаемого светового луча.

Существуют источники с цветом выше 9000К, но для освещения их использовать невозможно. Мы видим предметы благодаря тому, что от их поверхности отражается свет. При повышении цветовой температуры длина волны уменьшается, чем она меньше тем «хуже» свет отражается от окружающих объектов.

Если в мощный фонарь поставить светодиод на 18000К, то сторонний наблюдатель сможет заметить его за несколько километров, а вот под ногами он создаст пятно лишь в десятки сантиметров.

Индекс цветопередачи и цветовая температура

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Цветовая температура и качество освещения

Казалось бы для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400К-3000К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фору. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение. Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

Выбираем светодиодные лампы для дома

При выборе цветовой температуры надо изначально определиться, для каких целей будет использоваться светодиодное освещение.

Как показали исследования, спектр излучения лампы важен не только для субъективного восприятия. При освещении рабочих мест лампами с температурой 2000К-3000К способность обрабатывать информацию снижается почти на четверть. Видимо, это связано с тем, что подсознательно мозг ассоциирует такое освещение с закатом или рассветом.

В то же время холодный белый свет оказывает более тонизирующее воздействие на мозг. Еще одна особенность «холодных» светодиодов – высокая дальность видимости, благодаря этому такой тип источников света широко используют в прожекторах и поисковых фонарях.

Цветовая температура светодиодных ламп для дома выбирается исходя из назначения помещений.

Как показывают многочисленные исследования, наиболее оптимальное освещение в квартире можно достичь лишь при использовании нескольких светодиодных источников света с разной цветовой температурой.

Теплый белый свет (2700-3200К)

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Нейтральный белый свет (3200-4500К)

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Холодный белый свет (более 4500К)

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например смотровые кабинеты, операционные. Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогу утром быстрее войти в рабочий тонус.

Прежде, чем разобраться в том, что такое цветовая температура, имеет смысл для начала вспомнить, что такое температура вообще, отчего тела бывают горячие и холодные.
Температура – это движение атомов, из которых состоят все тела. Чем подвижнее атомы, чем сильнее они колеблются – тем больше и будет температура тела. Цельсий придумал шкалу температуры, взяв за точки отсчета воду. При нуле градусов она должна превращаться в лед, а при ста – кипеть (при оговоренном атмосферном давлении). Кельвин выяснил, что бывает предел холода – состояние, когда все атомы тела неподвижны, и назвал такую температуру «абсолютный ноль», потому что ниже температуры во Вселенной быть не может (в самом деле – нельзя же еще замедлять и без того неподвижные атомы).
Кельвин воспользовался шкалой Цельсия, при которой абсолютный ноль составил –273С. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия как раз на эти 273 градуса, то есть температура замерзания воды по Кельвину - это 273К, а температура кипения – это 373К. Все просто. Нужна эта шкала нам только потому, что цветовую температуру измеряют именно в Кельвинах.

Представим себе тело, вроде сажи, которое совсем не отражает свет, и назовем его «абсолютно черным телом». Для простоты опыта возьмем в качестве такого тела спираль из вольфрама в электрической лампочке. И приступим к эксперименту. Для начала запремся в темной комнате и выключим свет. После того, как глаза привыкнут к темноте, начнем через блок питания подавать ток на лампочку, потихоньку поднимая напряжение.


Рано или поздно спираль начнет светиться еле заметным малиновым цветом. Это значит, что она разогрелась примерно до 900 градусов по Цельсию. Значит, абсолютно черное тело начинает светиться при 1200К. Это и будет красная граница спектра видимого света. Иными словами, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжим увеличивать напряжение. При 2000К спираль станет оранжевой, при 3000К - желтой, при 5500К – белой, при 6000К – голубой, а потом – фиолетовой. 18000К – это верхняя, фиолетовая граница спектра видимого света (Разумеется, это опыт умозрительный, потому что в реальности спираль перегорит гораздо раньше, вольфрам расплавится уже при 3500К).

Итак, цветовая температура желтого цвета примерно 3000К. Это значит, что для того, чтобы получить точно такой же желтый цвет, нагревая спираль, ее надо разогреть как раз до 3000 градусов по Кельвину. Что, конечно же, ни в коем случае не будет означать, что предмет синего цвета окажется горячее желтого. Человеку чисто психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) ниже цветовой температуры чистого неба (12000К). Отсюда вытекает вывод: цветовую температуру источника света можно менять. Для этого сгодится самый обыкновенный светофильтр, крашеное стекло. Цветовую температуру лампы накаливания можно легко довести до тех же 12000К, воткнув в прожектор светофильтр. При этом реальная тепловая температура нити накаливания как была 2700К, так и останется.

Лампы и фары

Поначалу автомобили оборудовали ацетиленовыми лампами, очень быстро их сменили лампы накаливания. Со временем они совершенствовались, лучше становились рассеиватель и прожектор, но источником света неизменно служила вольфрамовая нить. У обычной лампы накаливания колба из силикатного стекла. Воздух из нее выкачан, а к электродам прикреплена вольфрамовая спираль. Недостатков у таких ламп хватает: вольфрам понемногу испаряется, оседает на стенках колбы, и стекло теряет прозрачность. Спираль истончается, растет ее сопротивление, и она в конце концов перегорает. Вольфрам нельзя раскалять беспредельно – расплавится нить. Значит, свечение будет желтоватым. Чтобы увеличить силу света и яркость, приходится удлинять и утолщать нить, а чем она длиннее, тем труднее фокусируется фарой . Наконец, КПД лампы накаливания всего-то 3% – львиная доля электроэнергии бесполезно превращается в тепло.

Во второй половине двадцатого века появилось новое поколение ламп накаливания: галогеновые. У такой лампы колба заполнена газами из группы галогенов. Особенность ее в том, что галоген возвращает частицы испарившегося вольфрама с колбы на спираль. Значит, ее можно разогреть до большей температуры, реально до 2700–3000°С. Светоотдача «галогенок» достигает 22–25 лм/Вт – в два раза больше, чем у классических ламп. Простой пример: световой поток обычной автомобильной 45-ваттной лампы – 600 люменов, а 55-ваттной «галогенки» – более полутора тысяч! Стекло «галогенок» не загрязняется со временем, а срок службы ощутимо больше. Колба из жаростойкого кварцевого стекла и повышенные требования к точности сборки спирали сказались на цене: «галогенка» дороже обычной лампы в несколько раз.


А в начале 90-х годов на автомобилях появились газоразрядные лампы, которые и называют в обиходе «ксеноновыми» или просто «ксеноном». В такой лампе нет раскаленной нити. Свет дает крошечная сфера из газов (один из них – ксенон, откуда и пошло название). Газы нагреты электрической дугой почти до солнечной температуры, более 4000°К. 35-ваттная газоразрядная лампа дает световой поток в 3000 люменов! В продаже есть лампы с разной цветовой температурой, от 3500К до 8000К.

3500К желтый – годится только для противотуманок
4300К бело-желтый, такие лампы идут в заводской комплектации автомобиля
5000К белый
6000К холодный белый с легким голубым
7000К голубой, яркость лампы значительно ниже, ездить с голубым светом плохо
8000К синий – легкий фиолетовый, яркость еще хуже

Разумеется, такой разбег цветовых температур достигается не разным разогревом газа, а всего-навсего подкраской – в смесь газа вводятся добавки, которые и окрашивают световой поток. Интересно, что самый лучший, самый приятный для глаза свет дают лампы без красителей.
Свет ксеноновой лампы легко сформировать в точный световой пучок, а это значит, он он будет отчетливее. Такие лампы долговечны, не боятся вибраций. Ехать с ксеноном – одно удовольствие, видимость просто изумительная. Даже создается впечатление, что дальний свет и не нужен.