Физика в быту

Имеются и ультрафиолетовые светодиоды. Если желательно, чтобы излучатель имел ультрафиолетовую составляющую света, берут ультрафиолетовый светодиод и три слоя люминофоров, излучающих синий, зелёный и красный свет. Это похоже на получение белого света в люминесцентных лампах. В массовой продукции такие излучатели не используются.

Как устроена светодиодная лампа

Один светодиод светит ярко, но из-за малых размеров имеет малую световую мощность. Светодиодная лампа содержит десятки кристаллов-светодиодов, размещённых на общей плате. Каждый кристалл покрыт люминофором. В некоторых моделях ламп с прозрачной колбой вы можете увидеть жёлтые квадратики – это и есть светодиоды, покрытые жёлтым люминофором. Яркий свет крохотных светодиодов слепит глаза, поэтому в большинстве ламп светодиодная плата закрыта пластиковым колпаком-рассеивателем, который равномерно распределяет свет во все стороны.

От плато со светодиодами надо отводить теплоту, ведь при протекании тока через кристалл не вся работа электрического поля превращается в излучение – часть тратится на нагревание. Для теплоотвода лампы обычно снабжают алюминиевыми теплообменниками-радиаторами ребристой формы.

Помимо ламп, популярны светодиодные ленты: один или несколько рядов светодиодов располагают на гибкой основе. Делают и светодиодные светящиеся панели различной площади.

И непременная часть типовых светодиодных ламп, которые включаются в сеть с напряжением 220 В, – встроенный в корпус лампы источник питания светодиодной платы: драйвер. Его задача – выпрямить и сгладить пульсации напряжения, чтобы питать светодиод постоянным током. От качества драйвера зависит коэффициент пульсации лампы.

В дешёвых лампах драйвер может отсутствовать, вместо него применяется простой блок питания, не обеспечивающий стабилизации напряжения и тока. В миниатюрных лампочках драйвера нет по причине нехватки места внутри корпуса.

Особенности спектра

Спектр светодиодных ламп с люминофором, которые используются для освещения, содержит синий пик – свет самих светодиодов – и непрерывный спектр излучения люминофора, захватывающий широкую область от зелёного до красного (рис. 18). Непрерывный характер спектра является большим преимуществом led-ламп перед КЛЛ. Но обратите внимание на ярко выраженный провал в области голубого света (480 нм), а это как раз та часть солнечного спектра, которая максимально представлена в спектре голубого неба и которая стимулирует выработку «гормона бодрости» серотонина. Проблема «заполнения провала» волнует разработчиков ламп, но до сих пор ещё не решена.

Главная же опасность света led-ламп – это синий пик на длине волны около 450 нм. Многие окулисты высказывают опасения, что этот избыток синего света может вызвать помутнение хрусталика и даже провоцировать повреждения сетчатки, особенно у детей, хрусталик которых особенно прозрачен для ультрафиолета. Проблема синего пика усугубляется нехваткой красного света в спектре led-ламп. Вы ведь помните: при нехватке красного требуется бóльшая интенсивность света для зрительного комфорта. Для увеличения интенсивности мы увеличиваем число ламп – и ещё больше возрастает мощность синего света.

Особенно опасно «ударное» воздействие синего света при резком переходе от темноты к свету, когда хрусталик расширен, а сетчатка не защищена чёрным пигментом. Замечали, как хочется зажмуриться при резком включении светодиодных или люминесцентных ламп в тёмном помещении? Поэтому лучше включать такие источники понемногу, постепенно увеличивая освещённость. Имейте это в виду по утрам.

Рис. 18. Примерные спектры светодиодных ламп «холодного белого» и «тёплого белого» света

Для поражения сетчатки глаз синим светом требуется в 10–100 раз меньшая энергетическая мощность, чем для аналогичного поражающего воздействия светом в более длинноволновом участке спектра.