摘要:本文主要简单讨论了常用照明光源发出的光谱中,可见光部分及红外线和紫外线对视力的影响情况,并结合五官科学得出红外线和紫外线会对人眼产生怎样的影响。{zh1}根据人眼的视功能原理讨论出什么样的光源才是即不影响我们观察物体有利于摘要视力健康的理想光源。 关键词:光谱,视锥细胞,视杆细胞,显色性 The Spectrum Analysis Of Light Source And It's Effect Of Sight
Li zhen jie
(Physics Department of BaoJi College of Arts and Sciences) Abstract:This paper discusses the influences of visible light and infrared rays and ultraviolet rays for sight in spectrum. And to arrive at the conclusion that influences of infrared rays and ultraviolet rays for eyes. Finally, incording to the principle of sight fuction, the writer tells us what is the healthful light source that not effect we observe the objects and advantage the sight. Keywords:Spectrum Rods cell Cones cell Development character 引言: 我们日常生活中常用的照明光源是千姿百态,举不胜举的,但无论他们的外型如何不同他们都具有照明光源的几个共同参数:亮度,均匀度和对比度,眩光,显色性,频率等。当人眼在某光源工作时这些参数或多或少地并且程度不同地会对人的视力产生影响。 1.光源的频率对视力的影响:
光源的频率是我们生活中常提到的一个概念,它是指光源在1秒钟内闪烁的次数。如我们常用的白炽灯是直接接在220V,50HZ的生活用电电路中的。也就是说他在一秒钟内闪烁50次。但我们却感觉不到它在闪烁,原因是人有一种被称作"视觉暂留"的特性,它是指当一物体若突然从人眼视线内消失时人眼并不能同时感觉到物体的消失,而是有一个时间差。叫做视觉暂留时间,约50~200ms,即频率超过20HZ,人眼是感觉不到闪烁的。从医学上解释也就是说若人眼随着光源明暗的变化会相应同步地进行调节那么必然回造成人眼的疲劳,从而影响视力。那么是否果真如此呢:光线强弱的变化回引起人眼瞳孔的变化(正常人眼瞳孔的直径可动于1.5~8.0mm之间)瞳孔变化的周期至少大于50ms(最小视觉暂留时间)而一般家用照明光源的周期只有20ms(50HZ),所以它不会引起瞳孔的反复放大与缩小,人眼对此是没有感觉的。如电影画面的频率只有24HZ,我们都能很舒适地进行观赏。这说明常用照明光源的频率因素对视力是没有什么影响的。 2.光源的光谱对视力的影响:
光源的显色性只是视觉效果上的概念,光源发出的光谱既能说明它的显色性有能推断出它对人眼的视力有何影响。 2.1光源光谱可见光部分对视力的影响:
可见光部分即波长为400~750nm的电磁波。我们知道当"白光"照射到一物体上时,该物体只能够反射或透射与该物体相同的颜色(在太阳光下人眼看到该物体的颜色)从光谱的角度说就是一物体只能反射或透射特定波长和频率的光。而且进入人眼的光线光强也可以不同,那么在可见光中的不同频率和光强的光线对视力有何影响呢?下面简单结合人眼生理学来做一讨论:
光强对视力的影响:人眼中有两种形状的视觉细胞,即视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞与暗视觉有关,而在所有的视杆细胞中都发现了视紫红质,它对蓝光有{zd0}吸收能力,而这与人眼在弱光条件下对光谱上蓝绿光区域(相当于500nm波长附近)感觉最明亮(不是感到了蓝绿色)的事实相一致,说明人的暗视觉与视杆细胞中所含的视紫红质的光化学反应有直接的关系。
视紫红质是一种结合蛋白质,由一分子称为视蛋白的蛋白质和一分子称为视黄醛的生色基团组成。视紫红质在光照时迅速分解为蛋白和视黄醛,这是一个多阶段反应。在亮处分解的视紫红质,在暗处又可重新合成,亦即这是一个可逆反应,其反应的平衡点决定于光照的强度。
所以由以上讨论可知,只要可见光的强度不是很强或很弱,眼内的视紫红质是能够保持一个化学平衡的,这样不会影响视力。若光线太强会使大量视紫红质迅速分解而合成不足造成"暂时失明"同样也会使瞳孔扩约肌收缩过度以至痉挛状态,影响视力。
在可见光强度适中的情况下不同波长的光线对视力的影响:与视杆细胞类似,不同波长的光线会分别在三种视锥细胞中产生化学平衡。而并无资料显示人眼长期接受单一波长的光线会导致缺乏相应的视锥细胞而造成色盲。但这样可能会导致对该波长光线反应能力减弱或增强而造成某种色弱。色盲绝大多数是由遗传因素引起的而色弱常由后天因素引起。
人们常说看绿色的物体对视力有好处,这是毫无科学根据的,是人们对绿色光的一个错误认识。这只是由于人眼对波长为555nm的黄绿光的敏感度最强罢了。如图给出了人眼对E光源光谱的响应曲线。