Осенняя серия спектральных измерений на проекте «Старый Свет»

Спектр излучения источника света является не менее, а часто даже более важной его характеристикой, чем например количество излучаемого света или светораспределение. Однако если количественные характеристики ещё как-то можно оценить при помощи доступных средств измерения (люксметра), то со спектральными параметрами всё обстоит совсем печально. Фактически пользователю ничего не остаётся, как слепо доверять графикам и характеристикам, официально публикуемым производителями тех или иных ламп. Для самостоятельного получения спектрального распределения мощности излучения по длинам волн требуются приборы профессионального уровня, имеющие соответствующие ценники. Существует, конечно, известная возможность постройки собственного бюджетного спектроколориметра на базе дифракционной решётки из DVD-диска и веб-камеры, однако точность такого решения вряд ли позволит всерьёз оценивать достоверность уже имеющейся информации из открытых источников.

В ноябре 2018 года в распоряжении Лаборатории проекта «Старый Свет» оказался замечательный прибор – профессиональный спектроколориметр Konica Minolta CL-70F:

Основными функциями прибора являются:

• Измерение освещённости в пределах от 30 до 200 000 лк;
• Измерение спектрального распределения мощности в интервале длин волн от 380 до 780 нм;
• Расчёт коррелированной цветовой температуры излучения;
• Расчёт координат цветности излучения в системе МКО1931;
• Расчёт координат цветности излучения в системе МКО1976;
• Расчёт 14 частных индексов цветопередачи Ri;
• Расчёт общего индекса цветопередачи Ra₈.

Перед проведением измерений необходимо запустить так называемую темновую калибровку (корректировочное измерение с выключенными источниками света). Далее достаточно всего лишь осветить датчик прибора исследуемым источником и нажать кнопку запуска измерения. Все заявленные параметры рассчитываются одновременно, процесс занимает от 0,5 до 15 секунд в зависимости от уровня освещённости и сложности спектра. Результаты измерения можно просмотреть на встроенном цветном экране прибора и сохранить в его память (до 999 записей подряд). По завершению измерений прибор подключается USB-кабелем к компьютеру, и записи импортируются на жёсткий диск последнего. Причём все данные, кроме спектрального распределения мощности излучения, загружаются сразу в графическом виде (JPEG-файлы с цветными графиками и диаграммами). Спектральное распределение мощности загружается не только в формате JPEG, но и в удобном для дальнейшей обработки текстовом формате CSV.

Разумеется, мы решили незамедлительно приступить к реализации давно вынашиваемых планов по обмеру всех источников света, имевшихся в наличии. За так называемую осеннюю серию измерений (прибор находился в нашем распоряжении около 2 недель) было проведено свыше 300 самых разнообразных измерений. Результаты оказались крайне интересными, познавательными и показательными. Покажем здесь несколько примеров:

1. Дневной свет в ясный ноябрьский день (11.11.2018 в 13:00). Тц = 8007К.

Что забавно, прибор посчитал цветопередачу такого источника не идеальной, а всего лишь равной 95 единицам  :

2. А вот так например выглядит усталое ноябрьское солнце (12.11.2018, 14:52):

Т_ц = 4170К. С цветопередачей у него уже получше:

Кстати, любопытно было проследить, как по мере продвижения солнца к закату его цветовая температура падает. Например, всего часом позже она уже была ровно на 1000К ниже.

3. Обычная чайная свеча (Тц = 2101К):

Ну и конечно же, некоторые электрические источники света:

4. Обычная лампа накаливания 230В 40Вт (Т_ц = 2705К):

Обратите внимание, её цветопередача выше, чем у солнца!

5. КЛЛ «ЭРА», 15W (Т_ц = 2721К):

На этом примере, кстати, хорошо виден механизм «обмана» индекса цветопередачи Ra₈:

6. Китайский фонарик «26 светодиодов». Вот что значит настоящая китайская синюха! Т_ц = 13553К! Отвратительнейший спектр с преобладающим синим пиком:

Но при всём при этом на удивление сносная цветопередача:

Формально уж точно получше, чем у КЛЛ из предыдущего примера. Однако свет этого фонарика всё же крайне неприятный и заметно режет глаз. Делаем вывод: не всё то золото, что блестит не всегда высокий R_a говорит о том, что перед нами достойный источник)

7. Трёхкристальная (RGB) LED-лампочка, в максимальном режиме дающая свет, похожий на белый (Т_ц = 4672К):

Как и ожидалось, с цветопередачей у такого варианта совсем печально:

Ну и напоследок ещё парочка экзотических ламп:

8. Спектральная натриевая лампа ДНаС18 (Т_ц = 1802К):

9. КЛЛ «blacklight blue» 25W:

10. Галогенная лампа MR16 20W «холодного света», Т_ц = 2638К:

11. Неоновая лампа из советского стартёра СЛЗ 80С-220:

Данные всех остальных измерений будут в дальнейшем добавлены в специальную базу данных на нашем сайте (на данный момент туда добавлено пока только 50 протоколов). Незарегистрированные пользователи смогут увидеть только графики спектральных распределений мощности, а участникам Проекта будет доступен полный набор информации, включающий диаграмму цветности и характеристики цветопередачи. Ссылки на эти данные также прикрепляются к каждому из обмеренных типов ламп в базах экспозиции и энциклопедии (пример). Так как там же часто присутствуют и официальные спектральные графики от производителей, сравнение может оказаться довольно любопытным.