臺(tái)燈的光源和角度對(duì)人眼影響

董源 黃子怡 黃穎 高淼 王君

【摘 要】為解決某些臺(tái)燈耗電量大，容易造成視覺疲勞，沒有保護(hù)眼睛的功能等問題，做了實(shí)驗(yàn)，挑選出市場(chǎng)上性價(jià)比高，適合學(xué)生讀書寫字學(xué)習(xí)的臺(tái)燈。

【關(guān)鍵詞】臺(tái)燈；光源；人眼；LED；熒光燈；白熾燈；節(jié)能燈

中圖分類號(hào)： TM923.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）16-0175-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.079

【Abstract】In order to solve some lamp power consumption is big，easy to cause visual fatigue，there is no such problems as the function of protecting our eyes，do the experiment，selected costeffective on the market，the desk lamp that is suitable for students to read and write.

【Key words】Desk lamp；The light source；The human eye；The LED；Fluorescent lamp；Incandescent lamp；Energy-saving lamps

0 引言

臺(tái)燈，是燈的一種，小巧精致，方便攜帶。該電器主要放置在寫字臺(tái)或餐桌上，以供照明之用。臺(tái)燈的光亮照射范圍相對(duì)比較小和集中，因而不會(huì)影響到整個(gè)房間的光線，作用局限在臺(tái)燈周圍，便于閱讀、學(xué)習(xí)，節(jié)省能源。可以說是家家的必備品。臺(tái)燈不同光源不同的擺放角度必然對(duì)我們?nèi)搜劬τ谢蚨嗷蛏俚挠绊懀蚨?，我們要找出?duì)人的眼睛傷害最小的光種、擺放角度，從而達(dá)到保護(hù)眼睛的效果。

臺(tái)燈的光源一般有白熾燈，熒光燈，LED。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，白熾燈只有5%的電耗用于發(fā)光照明，其他全部轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，在夏天使用甚至?xí)谷擞凶茻岣?。由于白熾燈燈絲發(fā)光比較集中，因此其功率稍大就會(huì)產(chǎn)生眩光，反之又會(huì)造成亮度不夠。普通熒光燈的臺(tái)燈，由于供電方式的原因?qū)е缕淞炼炔豢烧{(diào)節(jié)，容易造成能源浪費(fèi)。LED燈亮度大，打開的一瞬間刺眼。LED燈的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能，不是prwn調(diào)光，無頻閃，缺點(diǎn)在于藍(lán)光激發(fā)黃粉混合成的白光led光譜存在明顯的問題，藍(lán)光太多，紅綠光譜少，然而短促的藍(lán)光對(duì)眼睛的傷害非常大。光譜的連續(xù)性差，顯色性差。

針對(duì)每種臺(tái)燈的光源都存在其自身的一些問題，設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)，在對(duì)比價(jià)格，性能，對(duì)人眼傷害，頻閃等發(fā)面，找出性價(jià)比較高的臺(tái)燈。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 研究對(duì)象

2017年10月至12月，采用便利抽樣法選取南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院某班級(jí)的健康男女生各10名作為本次研究的受試者。納人標(biāo)準(zhǔn)為：（1）眼部結(jié)構(gòu)和功能正常；（2）無眼部相關(guān)疾??；（3）年齡18-20歲；（4）檢查合作。按隨機(jī)數(shù)字表法將20名受試者分為A、B兩組各10名。A組男5名、女5名，年齡18-19歲，B組男5名、女5名，年齡19-20歲。兩組受試者的性別、年齡等一般資料經(jīng)比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。所有受試者均告知本研究的目的及過程，知情同意。

1.2 研究方法

擬采用對(duì)3種主要臺(tái)燈的型號(hào)即LED，熒光燈，白熾燈分別實(shí)驗(yàn)在0.5h，1h，1.5h，2h，觀察同一個(gè)人在同一時(shí)間段里的眨眼次數(shù)，眼紅程度以及受試者對(duì)眼睛舒適程度的自我感覺。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，取平均值。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 得出結(jié)論

3.1 已有成果

光源的光輻射會(huì)對(duì)視網(wǎng)膜造成光化學(xué)危害，可能引發(fā)視網(wǎng)膜炎等癥狀，對(duì)人眼視網(wǎng)膜造成不可逆損傷。GB/T 20145-2006中規(guī)定：即便是大家習(xí)以為常的可見光可能會(huì)對(duì)人眼組織造成傷害，例如藍(lán)光普通照明用燈或燈系，評(píng)價(jià)其危害主要是從皮膚和眼睛的光化學(xué)紫外危害，眼睛的近紫外危害，藍(lán)光危害，眼睛的紅外輻射等方面來評(píng)價(jià)，光生物安全性檢測(cè)主要對(duì)輻照度、輻亮度等方面進(jìn)行測(cè)試。[1]容易引起視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞巧光化學(xué)損傷和色素上皮功能的退化；過強(qiáng)的紅外線照射眼睛引起視網(wǎng)腹的熱損傷。高強(qiáng)度的紫外福射短時(shí)間照射人眼，就可能會(huì)損傷眼前節(jié)的組織，導(dǎo)致角膜和結(jié)膜最外層細(xì)胞被破壞，從而引發(fā)光致角膜炎和光致結(jié)膜炎。[2]

白熾燈雖然依靠加熱燈絲來發(fā)光，但燈光顏色偏黃或者偏紅，燈光會(huì)減弱被照物體黑白對(duì)比度和人眼對(duì)事物的分辨力。 普通燈泡會(huì)產(chǎn)生眩光和陰影等問題，從而加重眼晴負(fù)擔(dān)使眼睛過度疲勞。[3]

光對(duì)人體除了上述提及的直接的光危害效應(yīng)外，在間接方面還會(huì)對(duì)人體的生理規(guī)律產(chǎn)生影響。藍(lán)光波長(zhǎng)與人體的司辰視覺有關(guān)，有較強(qiáng)的使人分總檻黑色素抑制劑的作用，褪黑包素的減少會(huì)使人興奮而不易進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從而影響人的免疫運(yùn)行機(jī)制。[4]

光生物安全評(píng)價(jià)工作圍繞以下三個(gè)方面開展：第一，光輻射對(duì)人體組織的損傷機(jī)制研究；第二，人體組織對(duì)光福射的耐受限值研究；第三，光輻射安全評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)研究。針對(duì)于日常生活應(yīng)用的光源而言，我們更多的關(guān)注焦點(diǎn)在于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法的研究。[5]

3.2 實(shí)驗(yàn)成果

關(guān)于臺(tái)燈角度，本實(shí)驗(yàn)采取的是放在左手邊，燈源高度置于眉眼的上方。針對(duì)燈源對(duì)眼睛的影響方面，由表二、表三（橫坐標(biāo)波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)反射率）可知，總的來說LED燈光是白光，在打開一瞬間較刺眼，對(duì)眼睛傷害比較大；較為推薦辦公學(xué)習(xí)時(shí)使用led燈。白熾燈燈光是自然光，比較柔和，相對(duì)來說眼睛舒適程度較好；熒光燈燈光也是白光閃頻高，亮度大，眼睛極易疲勞，眼睛酸澀。

但是，由于本實(shí)驗(yàn)的主觀性較大，所以本實(shí)驗(yàn)的誤差較大，只能片面的給出結(jié)論。

4 結(jié)論分析

4.1 白熾燈

白熾燈是熱光源，費(fèi)電，光連續(xù)，光譜是自然光，對(duì)視力有利。白熾燈又叫做電燈泡，它的工作原理是電流通過燈絲（鎢絲，熔點(diǎn)達(dá)3000多攝氏度）時(shí)產(chǎn)生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達(dá)2000攝氏度以上，燈絲在處于白熾狀態(tài)時(shí)，就象燒紅了的鐵能發(fā)光一樣而發(fā)出光來。燈絲的溫度越高，發(fā)出的光就越亮。故稱之為白熾燈。

4.2 熒光燈

熒光燈的能源利用率高，熒光燈又叫做日光燈，它的工作原理：日光燈管簡(jiǎn)單的說是個(gè)密閉的氣體放電管。管內(nèi)主要?dú)怏w為氬（argon）氣氣壓約大氣的0.3%。另外包含幾滴水銀——形成微量的水銀蒸汽。水銀原子約佔(zhàn)所有氣體原子的千分之一的比例。日光燈管是靠著燈管的汞原子，由氣體放電的過程釋放出紫外光。所消耗的電能約60%可以轉(zhuǎn)換為紫外光。其他的能量則轉(zhuǎn)換為熱能。不同的熒光物質(zhì) 會(huì)發(fā)出不同的可見光。一般紫外光轉(zhuǎn)換為可見光的效率約為40%。

4.3 LED燈（1）

LED燈亮度大，打開的一瞬間刺眼。LED燈的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能，不是prwn調(diào)光，無頻閃，缺點(diǎn)在于藍(lán)光激發(fā)黃粉混合成的白光led光譜存在明顯的問題，藍(lán)光太多，紅綠光譜少，然而短促的藍(lán)光對(duì)眼睛的傷害非常大。光譜的連續(xù)性差，顯色性差。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。

4.4 節(jié)能燈（LED燈（2））

節(jié)能燈燈管中的氣體通電后發(fā)出熒光，熱量小，發(fā)出的光有頻閃，光譜單一光，對(duì)眼睛有害。節(jié)能燈節(jié)能效果明顯，壽命長(zhǎng)（是普通燈泡的8倍），體積小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。它的工作原理和日光燈基本相同。一般來說在同一瓦數(shù)之下，一盞節(jié)能燈比白熾燈節(jié)能80%，平均壽命延長(zhǎng)8倍，熱輻射僅20%。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李芹，王杰，趙海波，孟祥偉，郭陽.《LED球燈泡的光生物安全測(cè)試與分析》.

[2]鄭健，牟同升.《應(yīng)用于兒童的LED光源光福射安全評(píng)價(jià)研究》.

[3]許名傳.《綠色新光源給力低碳生活》.

[4]鄭健，牟同升.《應(yīng)用于兒童的LED光源光福射安全評(píng)價(jià)研究》.

[5]鄭健，牟同升.《應(yīng)用于兒童的LED光源光福射安全評(píng)價(jià)研究》.