Kolik lumenů je potřeba ke čtení ve vodě?
Množství světla, které je k dispozici, je významným faktorem při určování schopnosti vidět skrz vodu; nicméně znát přesný počet lumenů, které jsou nezbytné, není snadný úkol. Neexistuje nic takového jako homogenní médium; optické charakteristiky vody, které zahrnují to, jak rozptyluje a absorbuje světlo, se mohou značně lišit v závislosti na faktorech, jako je čistota vody, hloubka vody a přítomnost suspendovaných částic. Aby bylo možné vybrat vhodné osvětlení, je nezbytné mít dobrý přehled o tom, jak lumeny interagují s vodou. To platí, ať už se člověk potápí pro rekreační účely, pracuje pod vodou profesionálně nebo jednoduše zkoumá jezero. Tento článek poskytuje rozpis faktorů, které mají vliv na viditelnost pod vodou, a popisuje rozsahy lumenů, které jsou nutné k „vidět skrz“ vodu v řadě různých situací.
Když je světlo ve vodě, chová se podstatně jinak, než když je ve vzduchu. Světlo při vstupu do vody naráží na dva základní problémy: prvním je absorpce a druhým rozptyl. Existuje proces známý jako absorpce, ke kterému dochází, když molekuly vody a rozpuštěné sloučeniny (jako jsou minerály nebo organická hmota) absorbují určité vlnové délky světla, a tím kradou energii z paprsku. Říká se, že světlo se rozptyluje, když se srazí se suspendovanými částicemi, jako jsou řasy, bahno nebo plankton. To způsobuje, že se světlo odráží v různých směrech, což zase způsobuje rozmazanou viditelnost. Jak vzdálenost, kterou světlo může urazit, tak kvalita toho, co osvětluje, jsou méně jasné v důsledku těchto procesů, které spolupracují.
Vlnová délka světlaje důležitým faktorem při určování toho, jak daleko může cestovat. Vlnové délky, které jsou absorbovány nejrychleji, jsou ty, které jsou delší, jako je červená a oranžová. Ve skutečnosti červené světlo úplně zmizí v prvních deseti až patnácti stopách čisté vody a změní vzhled předmětů, které se na souši zdají červené, aby se při pohledu zespodu jevily jako šedé nebo černé. Kratší vlnové délky, jako je modrá a zelená, fungují lépe. Modré světlo se může pohybovat až 300 stop ve vodě, která je v oceánu velmi čistá, ale zelené světlo je účinnější ve sladkovodních situacích, protože řasy a nečistoty rozptylují modré světlo více než v prostředí se slanou vodou. Modré nebo zelené LED diody se používají ve většině podvodních světel, protože zvyšují množství světla, které je schopno využít fotoaparát nebo lidské oko.
Jedním z nejdůležitějších faktorů, který určuje množství lumenů potřebných k vidění skrz vodu, je to, zda se jedná o sladkou nebo slanou vodu. Sladká voda, kterou lze nalézt ve vodních plochách, jako jsou jezera, řeky a rybníky, má obvykle větší koncentraci suspendovaných částic, jako je bahno, řasy a organický odpad, zejména v místech, která jsou mělčí nebo stojatá. Dokonce i v relativně malých hloubkách je vidění omezeno v důsledku agresivního rozptylu světla těmito částicemi. Když se světlo ze slunce nebo baterky tolik rozptýlí v bahnité řece s vysokým zákalem (zakalení způsobená suspendovanými materiály), může být obtížné rozlišit mezi věcmi, které jsou jen několik stop daleko.
Pobřežní slaná voda však může být stejně zakalená jako sladká voda v důsledku odtoku vody, písku nebo mořského života. Na druhou stranu má slaná voda tendenci být čistší v oblastech, které jsou vystaveny oceánu. Ve srovnání s bahnitou sladkou vodou je množství lumenů potřebné k vidění stejnou hloubkou v otevřeném oceánu nižší, protože světlo putuje dále v otevřeném oceánu, kde je zákal minimální. Kvůli větší hustotě slané vody je však stále schopna rozptylovat světlo více než vzduch. To znamená, že i když je jasné počasí, hlubší hloubky vyžadují více lumenů, aby byla zachována viditelnost.
Při hodnocení množství požadovaných lumenů je možná nejdůležitějším prvkem zákal. Nefelometrické jednotky zákalu nebo NTU se používají k posouzení čirosti vody; obecně řečeno, nižší hodnota NTU znamená, že voda je čistší. Pro srovnání, počet NTU v destilované vodě je extrémně nízký, ale počet NTU ve vlhké řece může být ve stovkách. Je možné, že sluneční světlo pronikne hluboko do vody s nízkým zákalem (méně než 10 NTU), jako je horské jezero nebo otevřený oceán. Dokonce i mírné umělé světlo může osvětlit věci vzdálené 20–30 stop. Je možné, že baterka s 500 až 1 000 lumeny by mohla stačit k tomu, abyste viděli kameny nebo ryby v těchto hloubkách.
Na druhé straně,zvětšuje se rozptyl světlave vodě, která je mírně zakalená (10–50 NTU), jako je jezero nebo pobřežní záliv po dešti. Pro zobrazení položek, které jsou vzdálené 10–15 stop, je často nezbytné mít v této oblasti 1 000–3 000 lumenů. Protože suspendované částice odrážejí více světla zpět ke zdroji, vytvářejí „záři“, která snižuje kontrast. V důsledku toho jsou zapotřebí silnější světla, aby bylo vidět skrz opar. Když je voda extrémně zakalená (50 nebo více NTU), jako je tomu v řece, která je plná bahna nebo v ústí, které bylo poškozeno bouří, může být viditelnost snížena pouze na několik stop. I při 3 000–5 000 lumenech můžete vidět pouze tři až pět stop před sebe, protože většina světla se rozptýlí dříve, než dosáhne velmi vzdálených objektů.
Opět platí, že hloubka je důležitou součástí, kterou je třeba zvážit. Dochází ke kumulativnímu účinku absorpce a rozptylu, který se při sestupu zintenzivňuje, což způsobuje nárůst tlaku vody. Ve vodách, které jsou čisté, je sluneční světlo dostatečné k tomu, aby poskytlo dostatečné osvětlení pro pozorování v mělkých hloubkách (méně než 20 stop), ale pokud člověk dosáhne hloubky za touto hranicí,umělé světloje vyžadováno. Sluneční světlo je v hloubce třiceti stop výrazně sníženo, dokonce i v oceánské vodě, která je zcela průhledná, a barvy začínají blednout. Objekty vzdálené 10–15 stop mohou být osvětleny světlem s výkonem 1 000 lumenů. Na vzdálenost 100 stop, když je sluneční svit vzácné, je potřeba tři tisíce až pět tisíc lumenů, abyste viděli pět až deset stop, v závislosti na jasnosti.
Když člověk cestuje do velkých hloubek, jako jsou ty, které zkoumají techničtí potápěči nebo ponorky (více než 200 stop), přirozené světlo téměř neexistuje a rozptyl je menší problém, protože je zde méně částic. Na druhou stranu dochází k maximální absorpci, což znamená, že k průniku do vody je zapotřebí vysoce-lumenových světel. V tomto místě se používají světla 5 000–10 000 lumenů nebo více; přesto je jejich účinný dosah stále omezený, ve většině případů jen několik stop před nimi. Voda má totiž potenciál absorbovat i světlo s krátkou vlnovou délkou na značnou vzdálenost.
Potřebné lumeny jsou také určeny důvodem, pro který se světlo používá. Při průzkumu korálových útesů v čisté vodě mohou rekreační potápěči potřebovat 500 až 2 000 lumenů pro bezpečnou plavbu a plně si užít mořský život, se kterým se setkávají. Proto tato světla vytvářejí kompromis mezi jasem a výdrží baterie, aby byla maximalizována mobilita. Podvodní fotografové na druhou stranu vyžadují přesnější osvětlení, aby přesně zachytili barvy. Aby se zabránilo přeexponování jednotlivců nebo vzniku zpětného rozptylu, což je světlo odrážející se od částic ve vodě, obvykle používají 1 000 až 5 000 lumenů a mají nastavení, která lze upravit.
Pokud jde o profesionální použití, jako je podvodní stavba, pátrací-a{1}}záchranné operace nebo vědecký výzkum, jsou vyžadovány větší lumeny. Použití 3 000–10 000 lumenů může být nezbytné pro pracovníky, kteří zkoumají potrubí v mlžných vodách, aby odhalili chyby ze vzdálenosti 5–10 stop. Pátrací týmy operující v kalných jezerech mohou používat výkonné světlomety s více než 10 000 lumeny k pokrytí obrovských oblastí, a to navzdory skutečnosti, že účinný dosah světla je kvůli tomuto jevu stále omezený.
Způsob přeměny lumenů na viditelnost je také ovlivněn typem osvětlovacího zařízení. Stejně jako baterky s úzkým paprskem{1}} soustředí své lumeny do malého paprsku, směrová světla dělají totéž a rozšiřují svůj dosah. Objekty vzdálenější je možné osvětlit 1000-lumenovou svítilnou, která má vyzařovací úhel 10 stupňů, na rozdíl od 1000lumenového světlometu s úhlem paprsku 60 stupňů, který šíří světlo na větší plochu, ale má menší intenzitu na větší vzdálenost. Světelné diody (LED) přinesly revoluci v podvodním osvětlení. LED diody generují více lumenů na watt než běžné žárovky nebo halogenové žárovky, což jim umožňuje vyrábět světla, která jsou jasnější, kompaktnější a mají delší životnost baterie. Mnoho podvodních LED také generuje modré nebo zelené světlo, které, jak bylo řečeno dříve, je účinnější při „prořezávání“ vodou než jiné vlnové délky. Modré a zelené světlo je totiž schopno pronikat vodou účinněji než jiné vlnové délky.
Když vezmeme v úvahu lumeny ve vodě, je důležité mít na paměti, že existuje bod klesající návratnosti. Vzhledem k tomu, že disperze ztěžuje průchod světla dále, zvýšení počtu lumenů výrazně nezlepší zrak nad určitou úroveň jasu. Například ve silně zakalené vodě by světlo s 10 000 lumeny nebylo schopno vidět příliš daleko od zdroje. Oba typy světel vytvářejí kolem zdroje zářivou světelnou bublinu, ale rozptýlené částice brání světlu osvětlovat objekty, které jsou dále. V situacích, jako jsou tyto, je výhodnější umístit světlo blíže k objektu (například držet baterku poblíž skály, abyste jej mohli zkontrolovat), než použít silnější světlo z větší vzdálenosti.
Svou roli hrají také prvky prostředí, jako je denní doba a počasí. Sluneční světlo funguje jako doplněk umělého světla během denních hodin, a tím snižuje množství lumenů, které jsou nezbytné. Světlo s 500 lumeny by mohlo stačit pro ranní potápění v hloubce 20 stop, ale pro potápění ve stejné hloubce za tmy může být potřeba světlo s 1000 lumeny. Pronikání přirozeného světla je sníženo ve dnech, kdy je oblačnost nebo když jsou bouřky, což zvyšuje požadavek na umělé lumeny i v mělké vodě.
Stručně řečeno, počet lumenů potřebných k vidění skrz vodu se může pohybovat kdekoli od několika stovek až po desítky tisíc, v závislosti na čistotě vody, hloubce vody, typu vody a konkrétní aplikaci. Abyste získali základní vidění v čistých, mělkých nebo slaných vodách, mohli byste potřebovat 500 až 1 000 lumenů, nebo v kalné, hluboké vodě byste potřebovali 5 000 až 10 000 nebo více lumenů. Nyní je mnohem jednodušší dosáhnout požadované úrovně jasu, aniž by byla ohrožena mobilita, díky pokrokům v technologii LED, která poskytuje jak účinnost, tak různé možnosti vlnových délek. Nakonec je nejdůležitějším problémem nastavení lumenů světla pro přesné podmínky; pokud je jich příliš málo, neuvidíte nic; pokud je jich příliš mnoho, utrácíte energii za světlo, které je rozptýlené a neefektivní.
Počet lumenů, které lze vidět přes vodu, se liší v závislosti na čistotě, hloubce, druhu vody a použití vody. Pro bahnitou hlubokou vodu může být zapotřebí více než 5 000–10 000 lumenů, zatímco čistá mělká voda vyžaduje 500 až 1 000 lumenů. LED diody jsou užitečné, protože efektivně vyzařují modré a zelené světlo; nicméně nadměrné lumeny mohou být neúčinné kvůli rozptylu. Kolik lumenů je potřeba k přečtení vody?
Množstvísvětloto, co je k dispozici, je významným faktorem při určování schopnosti vidět skrz vodu; nicméně znát přesný počet lumenů, které jsou nezbytné, není snadný úkol. Neexistuje nic takového jako homogenní médium; optické charakteristiky vody, které zahrnují to, jak rozptyluje a absorbuje světlo, se mohou značně lišit v závislosti na faktorech, jako je čistota vody, hloubka vody a přítomnost suspendovaných částic. Aby bylo možné vybrat vhodné osvětlení, je nezbytné mít dobrý přehled o tom, jak lumeny interagují s vodou. To platí, ať už se člověk potápí pro rekreační účely, pracuje pod vodou profesionálně nebo jednoduše zkoumá jezero. Tento článek poskytuje rozpis faktorů, které mají vliv na viditelnost pod vodou, a popisuje rozsahy lumenů, které jsou nutné k „vidět skrz“ vodu v řadě různých situací.
Když je světlo ve vodě, chová se podstatně jinak, než když je ve vzduchu. Světlo při vstupu do vody naráží na dva základní problémy: prvním je absorpce a druhým rozptyl. Existuje proces známý jako absorpce, ke kterému dochází, když molekuly vody a rozpuštěné sloučeniny (jako jsou minerály nebo organická hmota) absorbují určité vlnové délky světla, a tím kradou energii z paprsku. Říká se, že světlo se rozptyluje, když se srazí se suspendovanými částicemi, jako jsou řasy, bahno nebo plankton. To způsobuje, že se světlo odráží v různých směrech, což zase způsobuje rozmazanou viditelnost. Jak vzdálenost, kterou světlo může urazit, tak kvalita toho, co osvětluje, jsou méně jasné v důsledku těchto procesů, které spolupracují.
Vlnová délka světla je důležitým faktorem při určování toho, jak daleko může světlo cestovat. Vlnové délky, které jsou absorbovány nejrychleji, jsou ty, které jsou delší, jako je červená a oranžová. Ve skutečnosti červené světlo úplně zmizí v prvních deseti až patnácti stopách čisté vody a změní vzhled předmětů, které se na souši zdají červené, aby se při pohledu zespodu jevily jako šedé nebo černé. Kratší vlnové délky, jako je modrá a zelená, fungují lépe. Modré světlo se může pohybovat až 300 stop ve vodě, která je v oceánu velmi čistá, ale zelené světlo je účinnější ve sladkovodních situacích, protože řasy a nečistoty rozptylují modré světlo více než v prostředí se slanou vodou. Modré nebo zelené LED diody se používají ve většině podvodních světel, protože zvyšují množství světla, které je schopno využít fotoaparát nebo lidské oko.
Jedním z nejdůležitějších faktorů, který určuje množství lumenů potřebných k vidění skrz vodu, je to, zda se jedná o sladkou nebo slanou vodu. Sladká voda, kterou lze nalézt ve vodních plochách, jako jsou jezera, řeky a rybníky, má obvykle větší koncentraci suspendovaných částic, jako je bahno, řasy a organický odpad, zejména v místech, která jsou mělčí nebo stojatá. Dokonce i v relativně malých hloubkách je vidění omezeno v důsledku agresivního rozptylu světla těmito částicemi. Když se světlo ze slunce nebo baterky tolik rozptýlí v bahnité řece s vysokým zákalem (zakalení způsobená suspendovanými materiály), může být obtížné rozlišit mezi věcmi, které jsou jen několik stop daleko.
Pobřežní slaná voda však může být stejně zakalená jako sladká voda v důsledku odtoku vody, písku nebo mořského života. Na druhou stranu má slaná voda tendenci být čistší v oblastech, které jsou vystaveny oceánu. Ve srovnání s bahnitou sladkou vodou je množství lumenů potřebné k vidění stejnou hloubkou v otevřeném oceánu nižší, protože světlo putuje dále v otevřeném oceánu, kde je zákal minimální. Kvůli větší hustotě slané vody je však stále schopna rozptylovat světlo více než vzduch. To znamená, že i když je jasné počasí, hlubší hloubky vyžadují více lumenů, aby byla zachována viditelnost.
Při hodnocení množství požadovaných lumenů je možná nejdůležitějším prvkem zákal. Nefelometrické jednotky zákalu nebo NTU se používají k posouzení čirosti vody; obecně řečeno, nižší hodnota NTU znamená, že voda je čistší. Pro srovnání, počet NTU v destilované vodě je extrémně nízký, ale počet NTU ve vlhké řece může být ve stovkách. Je možné, že sluneční světlo pronikne hluboko do vody s nízkým zákalem (méně než 10 NTU), jako je horské jezero nebo otevřený oceán. Dokonce i mírné umělé světlo může osvětlit věci vzdálené 20–30 stop. Je možné, že baterka s 500 až 1 000 lumeny by mohla stačit k tomu, abyste viděli kameny nebo ryby v těchto hloubkách.
Na druhé straně se rozptyl světla zvyšuje ve vodě, která je mírně zakalená (10–50 NTU), jako je jezero nebo pobřežní záliv po dešti. Pro zobrazení položek, které jsou vzdálené 10–15 stop, je často nezbytné mít v této oblasti 1 000–3 000 lumenů. Protože suspendované částice odrážejí více světla zpět ke zdroji, vytvářejí „záři“, která snižuje kontrast. V důsledku toho jsou zapotřebí silnější světla, aby bylo vidět skrz opar. Když je voda extrémně zakalená (50 nebo více NTU), jako je tomu v řece, která je plná bahna nebo v ústí, které bylo poškozeno bouří, může být viditelnost snížena pouze na několik stop. I při 3 000–5 000 lumenech můžete vidět pouze tři až pět stop před sebe, protože většina světla se rozptýlí dříve, než dosáhne velmi vzdálených objektů.
Opět platí, že hloubka je důležitou součástí, kterou je třeba zvážit. Dochází ke kumulativnímu účinku absorpce a rozptylu, který se při sestupu zintenzivňuje, což způsobuje nárůst tlaku vody. Ve vodách, které jsou čisté, sluneční světlo postačuje k tomu, aby poskytlo dostatečné osvětlení pro vidění v mělkých hloubkách (méně než 20 stop), ale pokud člověk dosáhne hloubky za touto hloubkou, je vyžadováno umělé světlo. Sluneční světlo je v hloubce třiceti stop výrazně sníženo, dokonce i v oceánské vodě, která je zcela průhledná, a barvy začínají blednout. Objekty vzdálené 10–15 stop mohou být osvětleny světlem s výkonem 1 000 lumenů. Na vzdálenost 100 stop, když je sluneční svit vzácné, je potřeba tři tisíce až pět tisíc lumenů, abyste viděli pět až deset stop, v závislosti na jasnosti.
Když člověk cestuje do velkých hloubek, jako jsou ty, které zkoumají techničtí potápěči nebo ponorky (více než 200 stop), přirozené světlo téměř neexistuje a rozptyl je menší problém, protože je zde méně částic. Na druhou stranu dochází k maximální absorpci, což znamená, že k průniku do vody je zapotřebí vysoce-lumenových světel. V tomto místě se používají světla 5 000–10 000 lumenů nebo více; přesto je jejich účinný dosah stále omezený, ve většině případů jen několik stop před nimi. Voda má totiž potenciál absorbovat i světlo s krátkou vlnovou délkou na značnou vzdálenost.
Potřebné lumeny jsou také určeny důvodem, pro který se světlo používá. Při průzkumu korálových útesů v čisté vodě mohou rekreační potápěči potřebovat 500 až 2 000 lumenů pro bezpečnou plavbu a plně si užít mořský život, se kterým se setkávají. Proto tato světla vytvářejí kompromis mezi jasem a výdrží baterie, aby byla maximalizována mobilita. Podvodní fotografové na druhou stranu vyžadují přesnější osvětlení, aby přesně zachytili barvy. Aby se zabránilo přeexponování jednotlivců nebo vzniku zpětného rozptylu, což je světlo odrážející se od částic ve vodě, obvykle používají 1 000 až 5 000 lumenů a mají nastavení, která lze upravit.
Pokud jde o profesionální použití, jako je podvodní stavba, pátrací-a{1}}záchranné operace nebo vědecký výzkum, jsou vyžadovány větší lumeny. Použití 3 000–10 000 lumenů může být nezbytné pro pracovníky, kteří zkoumají potrubí v mlžných vodách, aby odhalili chyby ze vzdálenosti 5–10 stop. Pátrací týmy operující v kalných jezerech mohou používat výkonné světlomety s více než 10 000 lumeny k pokrytí obrovských oblastí, a to navzdory skutečnosti, že účinný dosah světla je kvůli tomuto jevu stále omezený.
Způsob přeměny lumenů na viditelnost je také ovlivněn typem osvětlovacího zařízení. Stejně jako baterky s úzkým paprskem{1}} soustředí své lumeny do malého paprsku, směrová světla dělají totéž a rozšiřují svůj dosah. Objekty vzdálenější je možné osvětlit 1000-lumenovou svítilnou, která má vyzařovací úhel 10 stupňů, na rozdíl od 1000lumenového světlometu s úhlem paprsku 60 stupňů, který šíří světlo na větší plochu, ale má menší intenzitu na větší vzdálenost. Světelné diody (LED) přinesly revoluci v podvodním osvětlení. LED diody generují více lumenů na watt než běžné žárovky nebo halogenové žárovky, což jim umožňuje vyrábět světla, která jsou jasnější, kompaktnější a mají delší životnost baterie. Mnoho podvodních LED také generuje modré nebo zelené světlo, které, jak bylo řečeno dříve, je účinnější při „prořezávání“ vodou než jiné vlnové délky. Modré a zelené světlo je totiž schopno pronikat vodou účinněji než jiné vlnové délky.
Když vezmeme v úvahu lumeny ve vodě, je důležité mít na paměti, že existuje bod klesající návratnosti. Vzhledem k tomu, že disperze ztěžuje průchod světla dále, zvýšení počtu lumenů výrazně nezlepší zrak nad určitou úroveň jasu. Například ve silně zakalené vodě by světlo s 10 000 lumeny nebylo schopno vidět příliš daleko od zdroje. Oba typy světel vytvářejí kolem zdroje zářivou světelnou bublinu, ale rozptýlené částice brání světlu osvětlovat objekty, které jsou dále. V situacích, jako jsou tyto, je výhodnější umístit světlo blíže k objektu (například držet baterku poblíž skály, abyste jej mohli zkontrolovat), než použít silnější světlo z větší vzdálenosti.
Svou roli hrají také prvky prostředí, jako je denní doba a počasí. Sluneční světlo funguje jako doplněk umělého světla během denních hodin, a tím snižuje množství lumenů, které jsou nezbytné. Světlo s 500 lumeny by mohlo stačit pro ranní potápění v hloubce 20 stop, ale pro potápění ve stejné hloubce za tmy může být potřeba světlo s 1000 lumeny. Pronikání přirozeného světla je sníženo ve dnech, kdy je oblačnost nebo když jsou bouřky, což zvyšuje požadavek na umělé lumeny i v mělké vodě.
Stručně řečeno, počet lumenů potřebných k vidění skrz vodu se může pohybovat kdekoli od několika stovek až po desítky tisíc, v závislosti na čistotě vody, hloubce vody, typu vody a konkrétní aplikaci. Abyste získali základní vidění v čistých, mělkých nebo slaných vodách, mohli byste potřebovat 500 až 1 000 lumenů, nebo v kalné, hluboké vodě byste potřebovali 5 000 až 10 000 nebo více lumenů. Nyní je mnohem jednodušší dosáhnout požadované úrovně jasu, aniž by byla ohrožena mobilita, díky pokrokům v technologii LED, která poskytuje jak účinnost, tak různé možnosti vlnových délek. Nakonec je nejdůležitějším problémem nastavení lumenů světla pro přesné podmínky; pokud je jich příliš málo, neuvidíte nic; pokud je jich příliš mnoho, utrácíte energii za světlo, které je rozptýlené a neefektivní.
Společně to děláme lepší.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mobil/Whatsapp :(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web: www.benweilight.com
Přidat: Budova F, průmyslová zóna Yuanfen, Longhua, okres Bao'an, Shenzhen, Čína
