Gefahr, das Auge 10.000+ Lux UV-Licht auszusetzen

Laut Wikipedia emittiert die Sonne etwa 10% Licht als UV (das Spektrum des Sonnenlichts auf der Erde während eines typischen Tages umfasst eine kontinuierliche Verteilung von Wellenlängen von etwa 300 nm bis etwa 1200 nm) und an einem hellen sonnigen Tag erreichen etwa 100.000 Lux die Erde von der Sonne. Das bedeutet, dass etwa 10.000 Lux im UV-Spektrum liegen

Das ist eine falsche Begründung.

Erstens, selbst wenn die Sonne 10 % ihrer Energie in UV-Strahlung abgibt, wird ein Großteil dieser UV-Strahlung in der Ozonschicht und der Atmosphäre herausgefiltert und erreicht den Boden nicht. Daher ist der UV-Anteil an der Sonnenstrahlung am Boden viel geringer.

Zweitens misst die Einheit Lux die Lichtemission, dh wie hell eine Quelle für das menschliche Auge erscheint.

Die 10 % des Strahlungsflusses der Sonne , die in das UV fallen, tragen nicht (viel) zu ihrem Lichtstrom bei , weil das menschliche Auge sie nicht sieht.

Damit eine UV-Quelle eine Beleuchtung von 10.000 Lux erzeugen kann, müsste sie so stark sein, dass sie so hell aussieht wie normales Tageslicht. Dies wäre in der Tat sehr stark, da unsere Augen UV-Strahlung überhaupt nicht sehr stark wahrnehmen.

Sehr wahrscheinlich würde diese Quelle sofort Verbrennungen hervorrufen, wenn menschliche Haut ihr ausgesetzt würde. Noch schlimmer wäre die Schädigung der Augen.

In Bodennähe besteht das Sonnenlicht zu 44 % aus sichtbarem Licht, zu 3 % aus ultraviolettem Licht ... Eine schnelle Berechnung zeigt, dass in Bodennähe mindestens 3.000 Lux UV-Licht vorhanden sind, einschließlich UV-Licht von 315 bis 400 nm.

Auch dies folgt nicht. Die Aussage, dass Sonnenlicht zu 3 % ultraviolett ist, bezieht sich auf Strahlungsenergie, nicht auf Beleuchtungsstärke. Das heißt, dass 3% der von der Sonne empfangenen Energie im UV-Bereich liegen. Das bedeutet nicht, dass UV für 3 % der von unseren Augen wahrgenommenen Beleuchtung verantwortlich ist.

Da das menschliche visuelle System diese Angewohnheit hat, sich auf Dinge zu konzentrieren, ist die Einheit, an der Sie technisch interessiert sind, die Strahlung ( https://en.m.wikipedia.org/wiki/Radiance ), die in Leistungseinheiten pro Einheit von gemessen wird Raumwinkel pro Flächeneinheit. Dies ist einer der Gründe, warum Laser so gefährlich sind. Wenn Sie jedoch davon ausgehen können, dass die Lichtquelle diffus/lambertsch ist, reicht es aus, nur die Bestrahlungsstärke an der Oberfläche zu kennen, an der das Licht emittiert wird (wenn das ausgehende Licht gleichmäßig über eine Hemisphäre von Richtungen verteilt ist, sind dies 2𝝅 Steradiant). Sie die Strahldichte berechnen).

In diesem Fall haben Sie 50 Watt Leistung, die von einer kleinen Reihe von LEDs in der Mitte (vielleicht 1 Zoll im Quadrat?) und dann einem Reflektor emittiert werden, um einen Teil des Seitenlichts nach vorne umzulenken. Da es auf dem Verbrauchermarkt ist, ist es wahrscheinlich im Allgemeinen sicher, aber ich würde es trotzdem nicht lange direkt anstarren. Die natürliche Reaktion der Pupille, sich bei hellem Licht einzuengen, kann bei violettem/UV-Licht viel geringer sein, da Ihre Zapfen viel weniger empfindlich dafür sind.

Aber nehmen wir an, Sie waren derjenige, der die Leuchte herstellt, und Sie wollten wissen, ob sie bestimmte Vorschriften für den Augenschutz erfüllt. Sie können die ICNIRP-Richtlinien zu Grenzwerten für die Exposition gegenüber inkohärenter sichtbarer und infraroter Strahlung konsultieren ( https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.icnirp.org/cms/upload /publications/ICNIRPVisible_Infrared2013.pdf&ved=2ahUKEwitnO3j28ntAhUH1VkKHdRMDogQFjAQegQICRAB&usg=AOvVaw1mSSlMGJk_ynGLMa7JZ302 ). Sie werden feststellen, dass die Strahlungsgrenze davon abhängt, wie lange die Belichtung dauert (was sinnvoll ist – selbst ein extrem heller Blitz, wenn er nur wenige Nanosekunden dauert, kann immer noch als sicher angesehen werden).

Also zurück zu unserem Beispiel: Nehmen wir an, wir haben eine quadratische Fläche von 2,5 cm (0,000625 Quadratmeter), die 50 Watt über einen festen Richtungswinkel von 2𝝅 ≈ 6,28 Steradiant abgibt. Die Strahldichte beträgt etwa 12.700 Watt pro Quadratmeter pro Steradiant. In einem Abstand von 1 Meter wäre die scheinbare Größe des Lichts für das Auge ungefähr die gleiche Anzahl von Radiant wie die Größe in Metern: etwa 0,025 Radiant. Laut dem Papier würde dies als mittelgroße Quelle angesehen werden. Für Expositionen, die länger als eine Viertelsekunde dauern, wäre die Grenze 28.000/ 0,025 = 1,12 Millionen W m^-2 sr^-1. Für andere Größen wie die Bestrahlungsstärke müssten wir normalerweise viel mehr rechnen, um diese Größe am Auge herauszufinden, aber die Strahlung ist etwas Besonderes. Es gibt ein Gesetz in der Optik, das "Gesetz zur Erhaltung der Strahlung" genannt wird. das sagt uns, dass es dasselbe sein wird (unter der Annahme, dass keine Absorption durch die Luft oder die Augenlinse erfolgt, was hier ungefähr zutrifft). Mit 12,7 Tausend W m^-2 sr^-1 liegen wir also weit unter dem Grenzwert. In ähnlicher Weise beträgt die Grenze für die Gesamtdosis 284.000 J m^-2 sr^-1, also könnten Sie theoretisch etwa 22 Sekunden lang darauf starren und immer noch unter der Grenze sein. Das ist natürlich vorausgesetzt, dass alle Annahmen, die ich gemacht habe, richtig sind.

Trotzdem, wenn ich es wäre, würde ich es nicht versuchen.