1. Wat zijn de basistermen die worden gebruikt om de optische parameters van een lichtbron te beschrijven?
Over het algemeen omvatten de parameters die het licht beschrijven dat door een lichtbron wordt uitgezonden, luminantie, lichtstroom, lichtsterkte en verlichtingssterkte, zoals weergegeven in het onderstaande diagram.
De lichtstroom is de hoeveelheid licht die een lichtbron per tijdseenheid uitstraalt, gemeten in lumen (lm). Deze grootheid beschrijft de totale hoeveelheid licht die door de lichtbron wordt uitgestraald; hoe groter de lichtstroom, hoe meer licht de lichtbron uitstraalt. De lichtstroom is rechtstreeks evenredig met het vermogen van de lichtbron.
De lichtstroom die een lichtbron per eenheid ruimtehoek in een bepaalde richting uitzendt, wordt gedefinieerd als de lichtsterkte van de lichtbron in die richting, gemeten in candela (cd). Lichtsterkte heeft betrekking op een puntlichtbron en beschrijft hoe helder de lichtbron is. Hoe groter de lichtsterkte, hoe helderder de lichtbron lijkt, en onder dezelfde omstandigheden zullen objecten die door die lichtbron worden verlicht ook helderder lijken.
Luminantie is de fysische grootheid die de intensiteit beschrijft van het licht dat wordt uitgestraald door het oppervlak van een lichtbron. Wanneer het menselijk oog een lichtbron vanuit één richting waarneemt, wordt de verhouding tussen de lichtintensiteit in die richting en het oppervlak van de lichtbron dat door het oog wordt waargenomen, gedefinieerd als de luminantie per geprojecteerd oppervlak, oftewel de lichtintensiteit per geprojecteerd oppervlak. De eenheid van luminantie is candela per vierkante meter (cd/m²). Luminantie is de menselijke perceptie van lichtintensiteit.
Verlichtingssterkte verwijst naar de lichtstroom per oppervlakte-eenheid van een verlicht oppervlak, gemeten in lux. Verlichtingssterkte is een belangrijke indicator voor de omgevingsomstandigheden. Op een maanverlichte nacht is de verlichtingssterkte doorgaans 0,02–0,3 lux; op een bewolkte dag is de verlichtingssterkte buiten doorgaans 50–500 lux; en op een zonnige dag is de verlichtingssterkte binnenshuis doorgaans 100–1000 lux. De verlichtingssterkte die nodig is om te lezen, ligt over het algemeen tussen de 50 en 60 lux.
2. Wat is een lichtverdelingscurve? Waarom is lichtverdeling noodzakelijk?
Een lichtverdelingscurve is een curve die de ruimtelijke verdeling van de lichtintensiteit van een lichtbron of armatuur beschrijft. Deze curve registreert informatie zoals de lichtstroom, het aantal lichtbronnen en het vermogen van de armatuur. We kunnen ons voorstellen dat we een lamp of lichtbron in het midden van een bol plaatsen en vervolgens de lichtintensiteit meten op een dwarsdoorsnede door het midden om de lichtverdelingscurve te verkrijgen. Om de ruimtelijke verdeling van het door de lichtbron of lamp uitgestraalde licht beter te begrijpen, kunnen we de lichtintensiteit natuurlijk ook onder verschillende hoeken meten.
(De lichtverdelingscurve geeft de ruimtelijke verdeling van de lichtintensiteit van de lichtbron of lamp weer.)
Wanneer een lichtbron licht uitzendt, verspreiden de lichtstralen zich in alle richtingen. Om een lichtbron te gebruiken voor de gewenste verlichting, zijn specifieke mechanismen nodig om het licht te regelen en de ruimtelijke verdeling ervan aan te passen om het gewenste effect te bereiken. Deze regeling wordt lichtverdeling genoemd.
3. Hoe verschilt het spectrum van een LED van het spectrum van andere verlichtingsarmaturen?
Een spectrum is het patroon van monochromatisch licht dat wordt verspreid door een dispersiesysteem (zoals een prisma of rooster) en sequentieel is gerangschikt op golflengte (of frequentie). Het wordt ook wel het optische spectrum genoemd. Het volledige elektromagnetische spectrum omvat radiogolven, infraroodstraling, ultraviolette straling en röntgenstraling. Deze verschillen in golflengte. Het grootste deel van het spectrum, het zichtbare spectrum, is het gedeelte van het elektromagnetische spectrum dat zichtbaar is voor het menselijk oog, waarbij golflengten tussen 400 en 760 nanometer typisch zichtbaar licht vormen.
De meeste LED's gebruiken momenteel een blauwe LED-chip om een of meer fosforen aan te sturen, waardoor het blauwe licht en het door de fosfor uitgezonden licht uiteindelijk gemengd worden tot wit licht. Het spectrum van een typische LED heeft daarom meestal meer dan twee pieken, terwijl andere golflengtebereiken een relatief lage stralingsintensiteit hebben.
(Verschillen tussen LED-spectra en die van andere verlichtingsarmaturen)
4. Wat is kleurtemperatuur? Welke gewaarwordingen roepen verschillende kleurtemperaturen op?
Kleurtemperatuur is een maat voor de kleur (kleuroppervlak) van een lichtbron. Wanneer de kleur die een lichtbron uitzendt gelijk is aan de kleur die een zwart lichaam bij een bepaalde temperatuur uitzendt, wordt de kleurtemperatuur van het zwarte lichaam bij die temperatuur gedefinieerd als de kleurtemperatuur van de lichtbron, uitgedrukt in Kelvin (K). Omdat de meeste lichtbronnen licht uitzenden dat gewoonlijk wit licht wordt genoemd, wordt de kleuroppervlaktetemperatuur of gecorreleerde kleurtemperatuur van een lichtbron gebruikt om aan te geven in hoeverre de lichtkleur relatief wit is, waarmee de kleurprestaties van de lichtbron worden gekwantificeerd. De zwarte lichaamscurve in het CIE-kleurcoördinatensysteem toont het proces van een zwart lichaam dat verandert van rood naar oranje-rood naar geel naar geelachtig wit naar wit naar blauwachtig wit, zoals weergegeven in het onderstaande diagram.
(Verschillende kleurtemperaturen roepen verschillende gevoelens op.)
Verschillende kleurtemperaturen van lichtbronnen resulteren in verschillende lichtkleuren: hogere kleurtemperaturen produceren een blauwer licht, ook wel bekend als koel wit licht; terwijl lagere kleurtemperaturen een roder licht produceren, ook wel bekend als warm wit licht. Kleurtemperaturen onder de 3300K creëren een stabiele en warme sfeer; kleurtemperaturen tussen de 3000 en 5000K worden beschouwd als gemiddeld en geven een verfrissend gevoel; kleurtemperaturen boven de 5000K creëren een koel gevoel. Verschillende lichtkleuren van verschillende lichtbronnen creëren de optimale omgeving.