Kann man das Flackern einer Glühbirne bei 50 Hz sehen?

Kurze Antwort
Ja, das Flackern einer Glühbirne kann wahrnehmbar sein, und ja, das hängt direkt mit der Netzfrequenz zusammen. Da das Flackern einer Glühbirne jedoch etwa doppelt so hoch ist wie die zeitlichen Grenzen unseres visuellen Systems, ist es unwahrscheinlich, dass es wahrnehmbar ist.

Hintergrund
Die zeitliche Auflösung des visuellen Systems kann auf verschiedene Weise quantifiziert werden. Da Sie sich auf einen relativ einfachen Flimmerreiz beziehen, ist die kritische Flimmerfusionsfrequenz wahrscheinlich die relevanteste. Bei einer bestimmten kritischen Frequenz erscheint ein flackernder Reiz als Dauerreiz. Diese kritische Flimmerfusionsfrequenzgrenze liegt bei etwa 50 Hz, ist jedoch variabel zwischen 5 und 50 Hz, abhängig von den Lichtverhältnissen (Kalloniatis & Luu) , siehe Abb. 1 unten.

Beispielsweise flackert der Blinker eines Autos offensichtlich (Flackern im 1-Hz-Bereich). Aber ein Objekt, das auf einem Standard-Flachbildcomputer angezeigt wird, scheint stabil zu sein. Die Bildwiederholrate eines Monitors beträgt typischerweise 60 Hz, was tatsächlich über der kritischen Flimmerfusionsfrequenz liegt (Holcomb, 2009) .

Allerdings scheinen die guten alten CRT-Bildschirme manchmal zu flackern. Das Netz hat, wie Sie angeben, tatsächlich 50 Hz (Europa, Australien) oder 60 Hz (USA), und das Flackern liegt tatsächlich bei dieser Frequenz. Ebenso scheinen gut funktionierende Leuchtstoffröhren gelegentlich zu flackern (wenn sie ihr Ende erreichen, fangen sie auch an zu flackern, aber das liegt eher an einem Fehler des Geräts als an der Spitze der Netzfrequenz). Aufgrund eines ähnlichen Effekts scheinen auch Glühbirnen zu flackern. Aufgrund der sinusförmigen Charakteristik des Netz-Wechselstroms mit zwei Spitzen pro Wellenlänge (eine negative und eine positive Spitze, das Flackern einer Glühbirne ist tatsächlich doppelt so hoch wie die Netzfrequenz) ., oder 100 - 120 Hz. Dies liegt ziemlich weit über der kritischen Flimmerfusionsgrenze und wird daher wahrscheinlich nicht wahrnehmbar sein.

Es ist interessant zu sehen, dass Sie erwähnen, dass es gegen Sonnenuntergang war. Das skotopische Sehen (Nachtsehen) wird hauptsächlich durch die Stäbchen-Photorezeptoren vermittelt. Das Stäbchensehsystem vermittelt Graustufensehen bei schwacher Beleuchtung. Obwohl die räumliche Auflösung schlecht ist, ist sie sehr gut geeignet, um sich schnell bewegende Stimuli zu verarbeiten. Daher kann die Flimmerfusionsfrequenz unter skotopischen Betrachtungsbedingungen tatsächlich höher sein; dh das Flackern von Glühbirnen wird tagsüber möglicherweise nicht wahrgenommen (Federov & Mkrticheva, 1938) . Schöne Ergänzung dabei.

Ob das Flimmern von netzbetriebenen Geräten tatsächlich sichtbar ist, hängt, wie in den Kommentaren angedeutet, von vielen anderen Faktoren als der Flimmerfrequenz ab. CRT-Bildschirme können beispielsweise verbesserte Phosphore haben, die verzögerte Reaktionszeiten haben und das Flackern in die Unsichtbarkeit „verschmieren“. Mit anderen Worten, es geht nicht nur um „EIN“ und „AUS“. Ebenso erwärmen sich Glühbirnen und daher ist der Temperaturunterschied für uns möglicherweise nicht wahrnehmbar, da das zeitliche Flackern von der Erwärmung und Abkühlung des Drahtes abhängt.

^{Abb. 1. Flimmerfusion als Funktion der Stimulusintensität. Beachten Sie, dass die Form dieses Diagramms bedeutet, dass das photopische Sehen weniger empfindlich auf zeitliche Änderungen reagiert; Die Intensitätsskala bezieht sich auf die Reizintensität, wie in der anderen Antwort angedeutet. Skotopisches Sehen zur Förderung der zeitlichen Auflösung des Sehens im in dieser Antwort genannten Sinne spielt auf die Lichtverhältnisse der Umgebung an. Quelle: Kalloniatis & Luu (2007)}

<sub>Referenzen
- Federov & Mkrticheva, Nature ; 142 : 750–1
– Holcomb, Trends Cog Sci 2009 ; 13 (5): 216-21
- Kalloniatis & Luu, WebVision, Kapitel "Temporal Resolution" 2007</sub>

Eine Lampe flackert mit der doppelten Netzfrequenz, also 100 oder 120 Hz, und das ist normalerweise für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar. Es ist für Hühner und Insekten sichtbar.

Allerdings kann eine minderwertige Lampe oder eine Lampe am Ende ihrer Lebensdauer auch mit 50 oder 60 Hz flackern, und Sie werden es bemerken. Es hängt von der Helligkeit ab, sodass ein von der Lampe beleuchteter Bereich möglicherweise nicht zu flackern scheint.

Eine einfache Möglichkeit, das Flimmern einer 60-Hz-CRT zu unterdrücken, besteht darin, eine Sonnenbrille aufzusetzen. Die Chemie in Ihren Augen ist bei geringer Helligkeit langsamer, wodurch das Flimmern weniger sichtbar wird. Die Erfindung des 100-Hz-CRT-Fernsehers (ich war daran beteiligt) war notwendig, um eine höhere Helligkeit zu ermöglichen.

Nehmen wir an, es gibt eine Punktlichtquelle (es könnte eine Lampe oder ein stark reflektierendes Objekt sein), die große, schnelle Intensitätsänderungen erfährt, sagen wir 50-100 Mal pro Sekunde.

Wenn Sie Ihre Augen schnell bewegen, während es sich in Ihrem Sichtfeld befindet, zeichnet es einen Weg über Ihre Netzhaut. Einige Abschnitte dieses Pfades werden wenig Licht erhalten, während andere viel Licht erhalten werden. Was Sie sehen, sieht aus wie eine gestrichelte Linie. (Die Flimmerfusionsfrequenz ist irrelevant, da sie sich auf Fixpunkte in Ihrem Blickfeld bezieht. In diesem Fall haben wir es mit vielen räumlich entfernten Fotorezeptoren zu tun.)

Nehmen wir an, es dauert 0,15 Sekunden, um mit den Augen von rechts nach links zu „schnipsen“. Das bedeutet, dass ein Lichtflackern mit 100 Hz in dieser Zeit in 30 „Aus“- und 30 „An“-Abschnitte aufgeteilt würde. Tatsächlich wären Sie also in der Lage, Frequenzen zu erkennen, die viel höher als 100 Hz sind. (Dies könnte ein interessantes Arduino-Experiment werden.) Ich habe den Effekt bemerkt, wenn mein Laptop die Helligkeit seines Ladelichts mit PWM variiert. Wenn es "dunkler" wird, werden die Striche in der gestrichelten Linie kürzer und umgekehrt.

Aber lassen Sie uns das in einen Kontext stellen. Die von Ihnen beschriebenen Bedingungen bedeuten Folgendes:

• Es gibt einen großen Kontrast zwischen reflektierenden Objekten und dem Hintergrund
• Bei einigen Objekten gibt es einen großen Kontrast, wenn die Lampe am hellsten und am dunkelsten ist (unter der Annahme einer LED-Lampe ohne Glättungskondensatoren könnten die Objekte für bestimmte Zeiträume praktisch kein Licht von der Lampe erhalten).
• Die Objekte sind keine "Punktquellen"

Das bedeutet, dass immer, wenn Sie Ihre Augen bewegen, eine schnelle Folge heller „Geister“-Objekte in Ihrem Sichtfeld additiv kombiniert wird. Der Effekt wird wahrscheinlich wie eine beschleunigte Version von Blitzlicht aussehen. Dasselbe passiert mit sich bewegenden Objekten (z. B. wenn jemand mit der Hand winkt). Aber wenn Sie Ihren Blick auf ein stationäres Objekt richten, werden Sie wahrscheinlich kein Flackern sehen.