Tükrök irányítottan, ideális matt felületek szórtan verik vissza a fényt. Fényátbocsátó anyagoknál is megfigyelhetünk irányított (ablaküveg), vagy szórt (opálüveg) fényátbocsátást.
15. Mi jellemzi a fotopos és a szkotopos látást.
Ha a környezet fénysűrűsége néhány cd/m2 -nél nagyobb, akkor világosra adaptált szemről beszélünk (fotopos látás). Ez elsősorban a csapok működésének köszönhető.
Ha a környezet fénysűrűsége néhány század cd/m2-nél kisebb fénysűrűségű, akkor sötétben látásról beszélünk (szkotopos látás). Ebben az esetben a látás a pálcikák működésén alapul. A két szélsőség közötti átmeneti tartomány a mezopos látásé, ahol a színek még megkülönböztethetők, de már nem érik el a fotopos látás színvilágát. A mezopos látás során a hosszabb hullámhossz tartományba tartozó meleg színek, p1. a vörös tűnnek el először.
16. Vázolja az emberi szem működési mechanizmusát, az akkomodációt, az adaptációt. Milyen receptorok találhatók az ideghártyán.
A szem működése
Akkomodáció
Azt a folyamatot, amelynek során a szemlencse domborúságának változtatásával éles képet állít elő a retinán, akkomodációnak nevezzük. A szemlencse domborúságát a sugártest izmai változtatják. Nyugalmi állapotában az emberi szem távolba, izmok megfeszült állapotában közelre tekint.
Távoli tárgyat figyelve a szemlencse görbületi sugara nagyobb lesz, a szemtengelyek közel párhuzamosak, és a pupilla is kitágul. Azt a területet, amelyen belül a szemlencse a közeli és távoli pontok között változni képes akkomodációs területnek nevezzük. Nagyságát dioptriával mérjük, az ember akkomodációs területe mintegy 10 dpt (dioptria). Az akkomodációs képesség 100 1x megvilágítás alatt csökken.
Adaptáció
Azt a folyamatot, amely során a szem a látótér fénysűrűségéhez és a színingerekhez alkalmazkodik, adaptációnak nevezzük. Ebben a folyamatban a pupilla és a retina játszik nagy szerepet.
A szem 10-6 cd/m` és 105 cd/m` közötti fénysűrűséghez képes alkalmazkodni. Ez hét nagyságrenddel nagyobb, mint amit hallószervünk áthidal. Az adaptáció ideje függ a kezdeti és az állandósult állapothoz tartozó fénysűrűség értékétől.
Ha a látómező a világosból sötét felé halad sötétre adaptálásról, míg a fordított esetben világosra adaptálásról beszélünk. Sötétre adaptálás ideje 10-30 perc, de akár 1 óra is lehet, világosra adaptálás ideje másodperc nagyságrendű.
17. Mi a káprázás. A káprázás mely formáit ismeri.
A káprázás a látási kényelmetlenségek gyűjtőfogalma. Fajtái a következők:
- hatása szerint zavaró (kényelmetlen érzést okoz) és rontó (látóteljesítmény csökkenését okoz);
- keletkezés helye szerint közvetlen (a kápráztató fényforrás a szemlélt tárgy irányában van és így a fénysugarak közvetlenül jutnak a szembe) és közvetett (a vizsgált tárgyról jutnak a szembe).
A káprázás mértéke függ a kápráztató felület fénysűrűségétől, a felület nagyságától, a látószögtől, a háttér és a látótér fénysűrűségétől, valamint a kápráztató felület látótérbeli helyzetétől.
Weber - Fechner törvény szerint az ingerküszöb az ingerszint meghatározott értékű hányada.
Időbeli folyamatok
Fúziós frekvencia a fényingerek változásának határértéke, amelynél a fénysűrűség-különbségek külön-külön már nem észlelhetők. Talbot törvénye szerint, ha a retinát a fúziós frekvenciánál nagyobb frekvenciájú fény ingerli, a fényérzet a változó fényhatás időbeli átlagával lesz arányos.
Villogás a fénysűrűség változások által keltett benyomás.
Stroboszkophatás egyfajta érzéki csalódás, amely szerint a forgómozgást végző tárgyak mozgását a ténylegestől eltérőnek érzékeljük.
18. Mi a sztoboszkóp hatás és mi a fúziós frekvencia.
Sztroboszkóp-hatás
Érzéki csalódás, amely abból áll, hogy megfelelő frekvenciával váltakozó fénnyel megvilágított mozgó tárgyak nyugvónak látszanak, vagy a ténylegestől eltérő mozgást mutatnak.
Fúziós frekvencia
Az időben periodikusan változó fényinger változásának az a frekvenciája, amely fölött villogás (fénysűrűség különbségek már nem észlelhetők) már nem érzékelhető, reciproka a tervezési tényező.
19. Ismertesse a villamos fényforrások rendszerét és a fényforrások főbb technikai paramétereit.
A mesterséges fény előállítására szolgáló optikai sugárforrás a lámpa, vagy fényforrás.
A fénykeltés alapvetően két féle módon valósulhat meg:
- hőmérsékleti sugárzással, ha a szilárd anyagban történik az energiaváltozás az elektronok számára,
- lumineszcens sugárzással, ha a gázokban, gőzökben történik az elektronok vándorlása.
Fényforrásokkal kapcsolatos fogalmak
Egységfényáram a sugárzott teljesítményből az emberi szem spektrális érzékenységének figyelembe vételével származtatott mennyiség. Egysége a lumen.
Fényhasznosítás (F) a fényforrás által kibocsátott fényáram és a felvett villamos teljesítmény hányadosa. Jele:h; egysége: lumen per watt, lm/W.
Élettartam a fényforrás működési idejét jellemző időtartam. Jele: T; egysége: óra, h.
Névleges élettartam: a gyártó által deklarált érték.
Átlagos élettartam: a kiégési görbe 50%-ához tartozó érték.
Tényleges élettartam: a vizsgált darabot jellemző érték.
Prognosztizált élettartam: adott helyen, adott üzemi feltételek mellett várható érték.
Fényerősség (I) a fényforrás adott irányú egységnyi térszögbe kisugárzott fényárama. Egysége a kandela [cd].
Színhőmérséklet a sugárzott teljesítmény spektrális eloszlására jellemző, a színérzetet meghatározó fogalom. Számértéke az adott hőmérsékletű fekete test által keltett színérzetet jellemzi. Jele: F; egysége: kelvin, K.
Színvisszaadási index az adott színhőmérsékletű összehasonlító sugárzás által keltett színérzettől való eltérést, a spektrális telítettséget jellemző fogalom. Jele: Ra; dimenzió nélküli szám.
Felfutási idő a bekapcsolástól a fényforrás névleges fényárama 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tf; egysége: min (perc). Rövid felfutási idejű fényforrások, amelyek az állandósult állapotukat 0,1 min, vagy annál rövidebb idő alatt elérik, p1.: izzólámpa, fénycső.
Újragyújtási idő a feszültség visszatéréstől a névleges fényáram 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tú; egysége: min (perc). Rövid újragyújtási idejű fényforrások, amelyeknél a feszültség visszatéréstől az állandósult állapotuk eléréséig legfeljebb 0,1 min telik el, p1.: izzólámpa, fénycső.
Fej a fényforrásnak a hálózathoz történő csatlakozására, a villamos áram bevezetésére szolgáló része. Leggyakoribb az un. Edison fej. (gyertya foglalat E14, normál foglalat E27, góliát foglalat E40).
Az egy végén fejelt fényforrások másik leggyakoribb fej típusa a B jelű un. bajonett fej. Vannak még csapos fejek is.
Geometriai méretek a fényforrás kubaturája, a fejméret.
20. Ismertesse a halogén ciklust. Milyen munkavédelmi problémák merülhetnek fel a halogén lámpák alkalmazásánál.
Halogén izzólámpák
Az izzólámpa tönkremenetelét a Wolfram elpárolgása által bekövetkező száltörés okozza. E hiba csökkentését szolgálja a halogén körfolyamat, amelynek az a lényege, hogy az izzószálból kilépő Wolframot visszatereli az izzószálhoz. A wolfram párolgását kémiai úton csökkentik, a lámpa töltő gázához kis mennyiségű halogénvegyületet (jódot) kevernek, mely az izzólámpa gázterében disszociál (felbomlik), és a halogén elem a kisebb hőmérsékletű térrészben (a bura előtt) a wolfram atomokkal egyesül, vegyületet képez. Ezzel megakadályozza a wolfram kicsapódását a bura falon, másrészt a keletkezett wolframhalogenid a melegebb térrész (izzószál) irányába halad, és az egyensúlyi hőmérsékletet átlépve ott ismét szétbomlik wolframra és halogénre.
A halogén izzók felépítése: burája nagyobb hőállóságú és szilárdságú. A halogének agresszív anyagok, ezért az elektródák molibdénből készülnek. Fényhasznosítása, élettartama kedvezőbb, mint a hagyományos izzóké, miközben azok előnyös tulajdonságait is megtartották. Rövid felfutási és újragyújtási idejű fényforrás.
1 - fémérintkező; 2 - molibdén huzal; 3 - kerámiafej; 4- ponthegesztés;
5- szilikonos fejelőkitt; 6 - molibdén fólia; 7 - Wolfrámhuzal; 8 - tartógyűrű;
9 - szívócső-leszúrás; 10 - spirál; 11 - kvarcbura; 12 lapítás
Beruházási költsége 25 %-a1 nagyobb, mint a hagyományos izzóé (üzemeltetési költségükben nincs jelentős eltérés), fényhasznosítása 20 %-al kedvezőbb.
Napjainkban a miniatürizált törpefeszültségű halogén izzók igen elterjedtek. Megfelelő bura hiányában UV sugárzásuk káros lehet.
21. Ismertesse a fénycsövek működési elvét, kapcsolási vázlatukat.
Lumineszcens sugárzók, kisülőlámpák
Működésének elvi alapja, hogy gáz állapotban minden atom szabadon mozog. A lumineszcens fényforrások sugárzása az atom külső elektronhéjon lévő valencia elektronjának gerjesztése útján keletkezik. A kisülőcsöves fényforrások működéséhez mindig szükség van gyújtóra, ami a gerjesztést létrehozza. Ez a gyújtó lehet önálló hálózati elem, mint a nátrium lámpáknál, vagy lehet un. belső gyújtó, mint a higanylámpáknál.
Az ívkisülés karakterisztikája negatív, azaz növekvő áramerősséggel a cső feszültsége csökken, ezért szükség van a cső védelmére, azaz áramkorlátozásra. Az áramkorlátozó előtét mindig külső elem, a kevertfényű lámpa kivételével, amelynél az előtét, a beépített izzószál.
A kisülőcsőben a nyomás lehet néhány mbar, ekkor kisnyomású, pl. fénycső és a kisnyomású nátriumlámpa. Ha a nyomás néhányszor 10 mbar, akkor nagynyomású kisülőcsőről van szó, pl. higanylámpák, fémhalogénlámpák, nagynyomású nátriumlámpák.
Fénycső
Kisnyomású kisülőcsöves fényforrás. Működéséhez áramkorlátozó előtétre, gyújtóra és esetleg fázisjavító kondenzátorra van szükség.
A fénycső teljesítményfelvétele, fényhasznosítása az előtét fajtájától függ.
A fénycső a felvett villamos teljesítmény 25 %-át sugározza a látható tartományba, és fény érzetet 10 %-a hoz létre.
Névleges élettartama több ezer óra (8-10.000h).
A fénycsövek színhőmérsékleti csoport szempontjából a legszélesebb spektrumot biztosítják. Hasonlóképpen széles a színvisszaadás fokozata is, amely közepestől a legjobbig terjed.
Felfutási, újragyújtási idő szempontjából rövid idejűnek számít.
Kompakt fénycsövek
Működési elvük megegyezik a standard fénycsövekével. Gyakran Edison fejjel készítik, és ebben helyezik el az előtétet és gyújtót.
Fényárama a néhány száz lumentől a néhány ezerig tart. Fényhasznosítása kisebb, mint a hagyományos fénycsöveké. Névleges élettartama néhány ezer óra. Élettartama során a fényáram csökkenés jelentős.
Üzemeltetési költsége kedvező, beruházási igénye az izzólámpáénak többszöröse.
22. Ismertesse a nagynyomású kisülőlámpákat és azok főbb technikai paramétereit.
A higanylámpa nagynyomású kisülőcsöves fényforrás. Működéséhez nem szükséges gyújtó, mert azt a segédelektróda helyettesíti, előtét viszont kell hozzá. Sugárzásának jelentős része az UV tartományba esik, amelyet a külső bura fénypor bevonata alakít fénnyé.
Felépítése: 1 - fej; 2 - gyújtó ellenállás; 3 - segéd elektróda; 4 - főelektróda;
5 - áramvezető és tartó; 6 – kisülőcső; 7 - fénypor bevonat; 8 - bura
A higanylámpa a felvett villamos teljesítmény 15%-át alakítja látható sugárzássá, 18% az UV sugárzás és mindössze 8-9 % a fényként érzékelt sugárzás. Élettartama utolsó harmadában fényárama gyorsan és nagymértékben csökken. Jellemzője a fényhalál, ami azt jelenti, hogy a fényforrás villamosan még működik, a hálózatból felveszi a névleges teljesítményt, de fényárama a kezdeti fényáramnak csak töredéke.
Fényhasznosítása közepes. Névleges élettartama 16.000 h. Színhőmérséklete meleg vagy semleges, színvisszaadása közepes, színvisszaadási fokozata: 3 (Rá=40).
Felfutási és újragyújtási ideje hosszú (az újragyújtáshoz először le kell hűlnie).
A higanylámpa 50 - 2000 W-s egységteljesítmény tartományban készül. Általában E27-es ill. E40-es fejjel készül.
Fémhalogénlámpák olyan higanylámpák, amelyeknek kisülőcsövébe a gyújtáshoz szükséges argon (Ar) és a higany mellé a színképet gazdagító adalékokat tettek. Készülhet átlátszó burával vagy fénypor-bevonattal. Van belső gyújtós kivitelű is, de a többség külső gyújtóval üzemel. Egy vagy két végén fejelt típusban készülnek. Eegyes típusainál az égetési helyzet kötött.
A felvett teljesítmény 25 %-a alakul látható sugárzássá, és 10%-a hoz létre fényérzetet. Fényhasznosítása jó, színvisszaadása kiváló. Színhőmérsékletének és fényszínének gyártási szórása jelentős. Hosszú felfutási és újragyújtási idejű. Névleges élettartama típusonként változó, 500-10.000 h-ig.
Nátriumlámpák
A higanylámpa műszaki adatainak javításaként született meg. Két fő fajtája a kisnyomású és a nagynyomású. Hazánkban a nagynyomású terjedt el.
Nagynyomású nátriumlámpa
1 - porcelán szigetelő; 2 - fej; 3 - getter; 4 - áramvezető és tartó; 5 - kerámia zárósapka; 6 - kerámia kisülőcső; 7 - bura; 8 - áramvezető és tartó; 9 - kitámasztás
Fényhasznosításban csak a kisnyomású változata múlja felül. Működéséhez az esetek többségében gyújtó és előtét, valamint fázisjavító kondenzátor szükséges. Létezik un. belső gyújtós változat is. Lámpatesteiken feltüntetik, hogy külső vagy belső gyújtós fényforráshoz készítették-e.
Felvett teljesítményének 30%-a a látható sugárzás, fényérzetet pedig ennek mintegy a fele 17,5 % hoz létre.
Élettartama alatt fényáram-csökkenése elenyésző. Színhőmérséklete mintegy 2000 K, azaz M (meleg) színhőmérsékleti csoportba tartozik, színvisszaadása rossz, színvisszaadási fokozata 4 (Ra=25). Van un. javított színvisszaadási fokozatú fajtája is, ezek fényhasznosítása azonban valamivel kisebb.
Névleges élettartama nagyon jó, 28.500 h! Felfutási és újragyújtási ideje hosszú.
Ellipszoid burás fénypor-bevonatos, a tubus alakú átlátszó burájú.
23. Ismertesse a kisülőlámpák gyújtási és újragyújtási folyamatait, a felfutás és újragyújtás jellemzőit.
Felfutási idő a bekapcsolástól a fényforrás névleges (állandósult) fényárama 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tf, egysége: min (perc). Rövid felfutási idejű fényforrás, amely 0,1 min, vagy annál rövidebb idő alatt eléri állandósult állapotát, p1.: izzólámpa, fénycső. Hosszú felfutási idejű fényforrások, pl.: nátriumlámpa. Az üzemeltetésben kap szerepet a felfutási idő.
Újragyújtási idő a feszültség visszatérésétől a névleges (állandósult) fényáram 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tú; egysége: min (perc).
Rövid újragyújtási idejű fényforrás, amelynél a feszültség visszatéréstől az állandósult állapot eléréséig legfeljebb 0,1 min telik el, pl.: izzólámpa, fénycső. Hosszú újragyújtási idejű fényforrás, pl.: nátriumlámpa. Szerepe az üzemeltetésben van. Ezeknél szükség lehet un. átmeneti világítás létesítésére is, de különleges gyújtókkal megvalósítható az azonnali újragyújtás pl.: stadionokban.
24. Ismertesse a kevertfényű (HML) lámpák felépítését, főbb technikai paramétereit, alkalmazásukkal járó munkavédelmi problémákat.
Kevertfényűlámpa
A higanylámpa és az izzólámpa egybeépítésével alakult ki. Fényhasznosítása kisebb, mint a higanylámpáé, színvisszaadása pedig rosszabb, mint az izzólámpáé.
Felfutási ideje rövid, újragyújtási ideje azonban hosszú.
Alkalmazásának egyetlen előnye, hogy külön elemek nélkül használható, ez azonban hátránya is, mivel higanylámpa kinézetű és könnyen összetévesztik a higanylámpával, és a higanylámpa előtét nélkül szétrobbanhat.
A kevertfényűlámpa felépítése:
1 - fej; 2 - állvány; 3 - fénypor bevonat; 4 - gyújtóellenállás; 5 - segédelektróda; 6 - főelektróda; 7 - áramvezető; 8 - kisülőcső; 9 - izzószál; 10 - bura.
25. Milyen veszéllyel jár törött burájú higanylámpa üzemeltetése.
26. Fényforrások kiválasztásának főbb szempontjai.
A mesterséges fény előállítására szolgáló optikai sugárforrás a lámpa, vagy fényforrás.
A fénykeltés alapvetően két féle módon valósulhat meg:
- hőmérsékleti sugárzással, ha a szilárd anyagban történik az energiaváltozás az elektronok számára,
- lumineszcens sugárzással, ha a gázokban, gőzökben történik az elektronok vándorlása.
Fényforrásokkal kapcsolatos fogalmak
Egységfényáram a sugárzott teljesítményből az emberi szem spektrális érzékenységének figyelembe vételével származtatott mennyiség. Egysége a lumen.
Fényhasznosítás (F) a fényforrás által kibocsátott fényáram és a felvett villamos teljesítmény hányadosa. Jele:h; egysége: lumen per watt, lm/W.
Élettartam a fényforrás működési idejét jellemző időtartam. Jele: T; egysége: óra, h.
Névleges élettartam: a gyártó által deklarált érték.
Átlagos élettartam: a kiégési görbe 50%-ához tartozó érték.
Tényleges élettartam: a vizsgált darabot jellemző érték.
Prognosztizált élettartam: adott helyen, adott üzemi feltételek mellett várható érték.
Fényerősség (I) a fényforrás adott irányú egységnyi térszögbe kisugárzott fényárama. Egysége a kandela [cd].
Színhőmérséklet a sugárzott teljesítmény spektrális eloszlására jellemző, a színérzetet meghatározó fogalom. Számértéke az adott hőmérsékletű fekete test által keltett színérzetet jellemzi. Jele: F; egysége: kelvin, K.
Színvisszaadási index az adott színhőmérsékletű összehasonlító sugárzás által keltett színérzettől való eltérést, a spektrális telítettséget jellemző fogalom. Jele: Ra; dimenzió nélküli szám.
Felfutási idő a bekapcsolástól a fényforrás névleges fényárama 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tf; egysége: min (perc). Rövid felfutási idejű fényforrások, amelyek az állandósult állapotukat 0,1 min, vagy annál rövidebb idő alatt elérik, p1.: izzólámpa, fénycső.
Újragyújtási idő a feszültség visszatéréstől a névleges fényáram 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tú; egysége: min (perc). Rövid újragyújtási idejű fényforrások, amelyeknél a feszültség visszatéréstől az állandósult állapotuk eléréséig legfeljebb 0,1 min telik el, p1.: izzólámpa, fénycső.
Fej a fényforrásnak a hálózathoz történő csatlakozására, a villamos áram bevezetésére szolgáló része. Leggyakoribb az un. Edison fej. (gyertya foglalat E14, normál foglalat E27, góliát foglalat E40).
Az egy végén fejelt fényforrások másik leggyakoribb fej típusa a B jelű un. bajonett fej. Vannak még csapos fejek is.
Geometriai méretek a fényforrás kubaturája, a fejméret.
&n | 
AJÁNLOM AZ OLDALT
