Sisteme de Iluminat Electronice

CAP.1 GENERALITĂŢI

1.1. Aspecte fiziologice ale relaţiei lumină-vedere

Vederea, dintre toate simţurile cu ajutorul cărora omul percepe realitatea inconjurătoare,prezintă importantă deosebită,ea fiind poarta de acces a celor mai numeroase informaţii despre lumea exterioară.Pentru ca ochiul-organul vederii- să poată recepta imagini,prezenţa luminii este indispensabila şi omul a inţeles de la inceputurile existenţei sale această necesitate ,cautând mijloacele de a o realiza.

Iniţial,producerea luminii artificiale a rezultat numai din nevoia continuării activităţii omului si in perioadele când lumina naturală lipsea sau era insuficientă;ulterior –cu timpul si cu dezvoltarea civilizaţiei umane- lumina a dobândit un rol tot mai complex ca element definitoriu în asigurarea confortului ambiental.

Urmând calea firescă a dezvoltării sub presiunea necesităţilor practice,iluminatul artificial s-a conturat ca domeniu specific –parte componentă a fizicii aplicate- cuprinzând teoria şi aplicaţiile privitoare la producerea ,trasmiterea şi utilizarea luminii artificiale.

Lumina este o radiaţie electromagnetică si pentru a fi percepută de om ea trebuie să aibă anumite caracteristici: frecvenţa trebuie să fie cuprinsă între limitele sensibilităţii vizuale ale receptorilor fotosensibili din retină, iar intensitatea trebuie să depăşească pragul de sensibilitate al acestora.

Sistemul vizual (ochi-nerv optic-partea aferenta din cortex) receptează,transmite şi prelucrează radiaţia electromagnetică luminoasă având lungimea de undă cuprinsă în spectrul vizibil cu urmatoarele limite aproximative[1]:

• Roşu: nm;

• Galben: nm;

• Verde : nm

• Albastru: nm

• Violet: nm;

Sensibilitatea ochiului la radiaţiile luminoase variază cu lungimea de undă a acestora,fiind minimă la extremele spectrului si maximă pentru culoarea verde corespunzătoare nm,unde =1.

Funcţia eficacităţi luminoase relative(spectrale) sau a sensibilităţi relative reprezinta conexiunea dintre intensitatea senzaţiei vizuale şi lungimea de undă a radiaţiilor emise în spectrul vizibil şi este redată în Fig. 1.1.

(1.1.)

unde: =puterea radiantă a unei surse monocromatice de 555 nm

=puterea radiantă a sursei emiţătoare în spectrul vizibil care provoacă aceeaşi senzaţie vizuală.

Sensibilitatea ochiului ţine cont şi de cele două tipuri de celule care formeaza retina,conurile şi bastonaşele, prin modul lor de reacţie diferit la lungimi de undă diferite. Efectul Purkinje[1] caracteristic se manifesta astfel: o dată cu scăderea luminanţei obiectului privit,corpurile albastre par mai luminoase decât la luminanţele mari in timpul zilei.Explicaţia fenomenului rezultă din faptul că vederea diurnă(fotopică) este determinata in special de conuri iar cea nocturnă (scotopică) de bastonaşe,care nu discretizează corect culorile.

Pentru vedere fotopică avem funcţia şi pentru vedere scotopică ,Comitetul Internaţional de Iluminat a normalizat[4] curba ,unde intensitatea senzaţiei vizuale maxime corespunde la =507nm.Curbele caracteristice ale vederii fotopice şi scotopice sunt redate în Fig. 1.2.

Fig.1.1. Curba eficacităţi luminoase relative

Pentru vederea fotopică luminanţa trebuie să fie mai mare de câteva cd/m2,iar in cazul vederii scotopice mai mică decât câteva sutimi de cd/m2. [2]

Ochiul este impresionat de radiaţia luminoasă (numită “stimul”) rezultând o senzaţie şi o percepţie vizuală.

Senzaţia vizuală are o pondere afectivă ( se simte efectul stimulului mai tare sau mai slab).

Fig.1.2. Curbele caracteristice ale vederii fotopice şi scotopice

Percepţia vizuală are o pondere reprezentativă( se percepe culoarea stimulului,forma,

dimensiunile si mişcările sale).

Câmpul vizual este domeniul unghiurilor spaţiale în care un obiect poate fi perceput,când observatorul priveşte axial,înainte:

• in plan orizontal :2*90o

• in plan vertical : -sus : 50o-60o (arcada);

-jos : 60o-70o;

Avem câmpul vizual central (vederea centrală)-imagine clară si câmpul vizual periferic(vedere periferică)-imagine slab conturată,ştearsă,estompată.

Adaptarea vizuală reprezintă capacitatea ochiului de a se acorda la diferite iluminări receptate.Adaptarea este mai rapidă de la iluminări mici spre iluminări mari si mai lente in sens invers,Are loc un proces fizic rapid (reflexul pupilei) şi un proces chimic lent(migrarea pigmentului retinian).

Acomodarea vizuală este proprietatea ochiului de a forma o imagine clară pe retină indiferent de distanţa la care este obiectul (modificarea distanţei focale oculare cu muşchii ciliari ce modifică convergenţa cristalinului , în mod spontan,reflex).

Acuitatea vizuală sau precizia percepţiei vizuale se defineşte ca fiind capacitate de a distinge doua puncte foarte apropiate si din punct de vedere cantitativ reprezintă inversul valorii unghiului sub care se vad punctele (Fig. 1.3).

Acuitatea vizuală variază cu luminanţa fondului fiind unul din factorii de influenţă in determinarea nivelului de iluminare.