Введение

Свет с частотами в диапазоне от инфракрасного до ближнего ультрафиолета.

Полный спектр света – это свет, охватывающий электромагнитный спектр от инфракрасного до ближнего ультрафиолета, или все длины волн, полезные для жизни растений и животных. В частности, солнечный свет считается полным спектром, хотя спектральное распределение солнечного излучения, достигающего Земли, меняется в зависимости от времени суток, широты и атмосферных условий. Термин "полный спектр" не является техническим применительно к электрическим лампам. Он скорее подразумевает, что продукт имитирует некоторые важные характеристики естественного света. Продукты, рекламируемые как "полный спектр", могут излучать свет во всем видимом спектре, но без равномерного спектрального распределения. Некоторые из них могут не сильно отличаться от осветительных приборов, не маркированных как "полный спектр".

Измерение

Цветовая температура и индекс цветопередачи (CRI) являются стандартами для измерения света. Технического определения термина "полный спектр" не существует, поэтому его нельзя измерить. Для сравнения источников света, заявленных как "полный спектр", требуется прямое сравнение их спектрального распределения. Спектр излучения источника света меняется в зависимости от механизма генерации света. Тепловые источники, такие как лампы накаливания, производят электромагнитное излучение в широком и непрерывном диапазоне длин волн, включая инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Радиатор абсолютно черного тела является идеализированной моделью теплового источника. С увеличением температуры радиатора абсолютно черного тела форма его спектрального распределения изменяется, при этом большая часть энергии излучается на более коротких (синих) длинах волн. Источники, основанные на флуоресценции, имеют иную форму спектра излучения, чем тепловые источники. При этом некоторые длины волн излучаются с большей амплитудой, чем другие. Флуоресцентные источники света, используемые для освещения, такие как люминесцентные лампы, белые светодиоды и металлогалогенные лампы, предназначены для излучения света на всех длинах волн, однако их распределение отличается от распределения в тепловых источниках, поэтому цвета могут выглядеть по-разному при этих типах освещения по сравнению с дневным светом. Некоторые цвета могут совпадать при одном источнике света, но отличаться при другом – это явление называется метамеризмом. В источниках света, использующих электрический разряд в газе низкого давления, спектр света может быть прерывистым, с отсутствием некоторых длин волн или их очень низкой амплитудой. Такие источники света имеют выраженный оттенок, например, натриевые лампы низкого давления или неоновые лампы. Эти лампы чаще используются для создания цветовых эффектов, чем для общего освещения. В некоторых научных приборах используются газоразрядные трубки для получения света, содержащего лишь несколько длин волн – так называемый "линейчатый спектр". Лазер является источником монохроматического света, излучающего свет очень чистого цвета.

Использование в искусстве и в цветовом сочетании

В идеале, в течение дня художественная мастерская (в северном полушарии) должна быть освещена северным солнечным светом, поскольку он считается более нейтральным и рассеянным, чем прямой, "желтоватый" свет, исходящий с юга. Поскольку во многих художественных мастерских нет окон, выходящих на север, для имитации такого освещения иногда используются лампы полного спектра. Лампы люминесцентного полного спектра также применяются специалистами по цвету, подбирающими оттенки в магазинах красок, а также квилтерами и другими, работающими с тканями или пряжей, при недостаточном освещении, чтобы помочь добиться точных цветов, которые впоследствии будут выглядеть так же при дневном свете или в галерейном освещении.

Использование в аквариумах

Полноспектральное освещение используется как для тропических, так и для морских рыб, а также для многих других водных питомцев. Использование полноспектрального освещения способствует росту аквариумных растений и поддерживает здоровье рыб и аквариума в целом. Хотя растения адаптировались к восприятию естественного солнечного света, полноспектральные лампы часто достаточно точно имитируют спектральный состав солнечного света, чтобы стимулировать рост растений. Полноспектральное освещение также усиливает естественную окраску рыб, растений и других водных элементов в аквариуме, которые часто тускнеют под воздействием искусственного освещения. Полноспектральное освещение обычно используется чаще в пресноводных аквариумах, поскольку для морских или коралловых рифов часто требуется интенсивное синее освещение.

Использование в садоводстве

Садоводство под искусственным освещением позволяет растениям цвести почти круглый год, обеспечивая зимний урожай. Лампы для выращивания специально разработаны для поддержки роста растений, хотя и с разной степенью эффективности и энергосбережения. Некоторые растения лучше растут при большем количестве света определенного спектра, благодаря механизму фотосинтеза. В частности, более высокие доли синих длин волн стимулируют вегетативный рост и развитие, а добавление увеличивающегося количества красного света способствует образованию бутонов, цветению и плодоношению.

Применение при сезонных аффективных расстройствах

В последние годы полноспектральное освещение используется для лечения сезонного аффективного расстройства (САР) с помощью "световых коробок", имитирующих естественный солнечный свет, который может быть недоступен в некоторых регионах в зимние месяцы. Свет является важным фактором окружающей среды, регулирующим циркадные ритмы. Светотерапия, также известная как фототерапия, признана эффективным методом лечения депрессии, включая САР, и является основным способом лечения нарушений циркадного ритма сна. Для эффективного лечения, в зависимости от качества света, требуется около 10 000 люкс. Световые коробки различаются по характеристикам, и некоторые излучают только синий или зеленый свет. Снижение воздействия солнечного света зимой и изменение времени восхода и заката могут влиять на циркадный ритм/внутренние часы человека, уровень серотонина и мелатонина. Симптомы САР обычно более выражены у женщин (в 75% случаев), у молодых людей (18-30 лет), у людей, страдающих депрессией или имеющих семейную историю депрессии, а также у тех, кто проживает севернее или южнее 30-й параллели.

Независимая проверка

Некоммерческий исследовательский центр освещения, объединяющий коммунальные компании, экспертов и государственные учреждения, создал в США Национальную информационную программу по осветительным продуктам (NLPIP) для предоставления объективной информации об эффективности различных систем освещения. Согласно данным NLPIP, свет полного спектра не обеспечивает никаких дополнительных преимуществ по сравнению с аналогичными системами освещения. Исследование, проведенное Корнелльским университетом, пришло к смешанным выводам об использовании освещения полного спектра в ресторанах для увеличения продаж. Национальный исследовательский совет Канады, Институт исследований в области строительства – канадское государственное научно-исследовательское агентство – опубликовал ряд научных статей о полноспектровом освещении, которые собраны на их веб-странице. Авторы этих статей также пришли к выводу, что освещение полного спектра (~5000 К, CRI>90) не дает никаких преимуществ в отношении работоспособности, настроения или здоровья по сравнению с типичным холодным белым люминесцентным освещением.