Физика
Оптика
Брызгалова Л.Н., кандидат технических наук, доцент Филиала Национального исследовательского университета «МЭИ» в г. Смоленске
ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ СЕВЕРНОЙ СТОРОНЫ НЕБА
Приведены результаты измерения спектра северной стороны неба. Проведенные исследования явились частью экспериментальных исследований по выработке рекомендаций для визуальной оценки цвета бриллиантов и оценке влияния спектра источников цвета на цветность. По результатам измерений предложены три усредненные кривые спектра северной стороны неба, которые могут служить рекомендацией для спектра искусственных источников света применяемых для освещения рабочих мест оценщиков бриллиантов.
Ключевые слова: визуальная оценка цвета бриллиантов, спектр излучения северной стороны неба.
THE STUDY OF THE EMISSION SPECTRUM OF THE NORTH SIDE OF THE SKY
The results of measurement of the spectrum of the Northern side of the sky. Studies have been a part of experimental studies to develop recommendations for visual color evaluation of diamonds and the assessment of the impact of the spectrum of the source color chromaticity. Based on the measurement results of the proposed three-averaged spectrum curves North side of the sky, which can serve as a recommendation for the spectrum of artificial light sources used ^ for illumination of workplaces appraisers of diamonds.
Keywords: visual evaluation of color diamonds, the emission spectrum of the North side of the sky.
Окраска ограненных алмазов (бриллиантов) является одним из параметров, определяющих их стоимость. Отсутствие высокопроизводительных приборов для объективной оценки цветовых характеристик образцов не позволяет отказаться от визуального метода. Результат оценки цвета определяется спектральными характеристиками образцов, но зависит также от спектрального состава источника излучения. Имеются и субъективные факторы, влияющие на результат оценки: нестабильность работы зрительного анализатора оценщика, степень утомления нервной системы оценщика. Определение цвета бриллиантов усложняется высоким показателем преломления и сложностью геометрической формы.
На практике цвет и интенсивность окраски прозрачных ограненных алмазов оценивается визуально на закладке из белой бумаги, сравнением с цветом эталонных бриллиантов. Цвет определяется при освещении рассеянным светом северной части неба, не содержащим прямых солнечных лучей. Помещения, в которых проводится оценка, располагается в северной части здания.
Применение искусственных источников света при визуальной оценке цветовых различий бриллиантов позволит избежать влияния нестабильного спектрального состава естественного излучения и повысит однозначность результатов оценки, а также даст возможность проводить оценку в любое время суток.
Успешное применение искусственной освещения возможно при стандартизации источников света и условий освещения при визуальной оценке цвета этих изделий. Такой стандартизации в настоящее время нет.
Одним из направлений исследований по внедрению искусственных источников света на операции оценки цвета бриллиантов явилось изучение спектра северной части неба в часы наиболее благоприятные для разбраковки бриллиантов по цвету: с 1000 до 1600 часов. Эти
данные необходимы для решения вопроса определения спектрального состава искусственного источника света, пригодного для оценки цвета бриллиантов.
Измерения распределения спектральной плотности яркости северной часть неба проводились на установке, собранной на базе монохроматора ДМР-4 и отградуированной по спектральной чувствительности - по источнику А [1,2]. Полное заполнение светом коллиматора обеспечивалось с помощью с пластинки из окиси магния, наклоненной под углом 45° и установленной вблизи входной щели монохроматора.
Измерения спектральной плотности яркости северного неба проводились в Центральном районе Европейской части России (54,8° северной широты и 32° к востоку от Гринвича) через открытое окно при расположении монохроматора под углом 18° к горизонту, чтобы исключить попадание в поле монохроматора посторонних предметов. Измерения проводились четыре раза
ле
"г*
V т
(\\ \
[V \ \\
1 "Л \ А. / \
1 V N
/■ ■ — \ ' V// ч3
А
Рис. 1. Усредненное спектральное распределение излучения северной части неба:
1- сплошная облачность 2 - облачно с проглядывани-ем голубого неба, 3- голубое безоблачное небо.
те
610
в сутки(1000, 12'
оптики на входе монохроматора, при различном состоянии погоды: сплошной облачности, тумане, снеге, дожде, а также безоблачном голубом небе в солнечный день и в случае, когда небо закрыто облаками.
По результатам измерений рассчитаны кривые распределения спектральной плотности яркости неба. Проведено усреднение результатов измерений для разных месяцев года, разных погодных условий. По спектральным кривым рассчитаны координаты цветности в системе ХУ2 с пересчетом в координаты цветности равноконтрастной системы МКО 1960г. и по [1] определена коррелированная цветовая температура.
Проведенный эксперимент показал существенную зависимость спектра излучения неба от состояния атмосферы. Закономерностей от времени года не выявлено. Результаты измерений приведены на рис.1. На всех кривых наблюдается подъем в синей части спектра. Максимум приходится на длине волны 450 нм, что согласуется с литературными данными [2]. Изменение спектра выражается в изменении наклона кривых в фиолетовой и красной частях спектра. При голубом безоблачном небе наблюдается резкий спад кривой в красной части спектра. При сплошной облачности в красной части спектра кривая расположена выше, при наличии облачности с проглядыванием голубого неба кривая занимает промежуточное положение. Полученные спектральные кривые качественно схожи с спектром источника В65. Координаты цветности измеренных излучений при сплошной облачности х=0,285^0,331 у=0,209^0,339; в случае облачности с проглядыванием голубого неба х=0,290^0,318 у=0,303^0,300; при голубом безоблачном небе в солнечный день х=0,276^0,300 у=0,303-0,310.
00
00 00
14 , 16 ) в течение четырех лет без использования дополнительной
Цветовая температура Тц измеренных излучений при сплошной облачности лежит в пределах 5,8-8,0кК. В случае облачности с проглядыванием голубого неба Тц = 6,2 - 10,0 кК, при голубом безоблачном небе Тц = 8,5 - 10,0 кК.
Полученные результаты расчета цветовой температуры согласуются с результатами спектрорадиометрический измерений, проведенных в для среднего спектрального распределения плотности излучения неба. По результатам измерений предложены три усредненные кривые спектра северной стороны неба, которые могут служить рекомендацией для спектра искусственных источников света, применяемых для освещения рабочих мест оценщиков цвета на предприятиях ювелирной промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники: Учебное пособие для вузов. В 2-х ч. Ч. 2. Физиологическая оптика и колориметрия, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатоиз-дат, 1989, 432 с.
2. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науки и техники, М. , Мир, 1978, 592.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.