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照明及近视关联探究进展
照明及近视关联探究进展【文献标识码】 B
【中图分类号】 R 179 R 778.1?+2
【文章编号】 1000-9817(2008)01-0089-03
【关键词】 视力,低;采光;荧光;白炽光
照明与近视的关联涉及2个方面:一是照明的“量”,此方面的研究结论比较一致,即在1 000 lx以下的范围内,照度越高越好[1-2];二是照明的“质”,即学生接触到的各种光源的优劣。后一个方面的研究进展较为复杂,现综述如下。
1 荧光灯仍是主导光源
自20世纪50年代起,我国的学校、家庭普遍开始采用荧光灯(fluorescent lamp)照明[3]。迄今,在全球范围内,荧光灯仍是工作环境中的主导光源。从节能、使用寿命角度,国家标准提出“教室照明光源宜采用荧光灯”[1,4]。很多人认为荧光灯的光效高、亮度大,是理想的照明光源[3]。热销的“护眼灯”的发光原理也是荧光原理[1,5]。但荧光灯是否是最适宜的人工照明光源,笔者认为值得商榷。
2 缺乏长波光是荧光灯的一个重要缺陷
荧光灯与白炽灯(incandescent lamp)的发光原理不同。荧光灯为气体放电原理(电能转化为紫外线,再由紫外线激发荧光粉发光),辐射的为非连续光谱,即光谱不全;而白炽灯与太阳的发光原理相同,为炽热的辐射体发光,辐射的是连续光谱[1,3,5]。因此,荧光灯略带蓝色(短波相对多),白炽灯略带红色(长波多)[6]。
国内有研究以低色调值(色调H=14,为一种橙色)、高饱和度值(饱和度S=95,即深色)的纸张为反射测量面,测得白炽灯的反射系数比荧光灯高88.4%。由于这种纸张主要反射长波光(吸收绝大部分的中、短波光),说明荧光灯辐射的长波光明显比白炽灯少[1]。荧光灯发射的光谱不全,发出的4条光谱短波区为407 nm和435 nm,中波区为546 nm和576 nm,明显缺乏长波光,使眼睛蒙受强烈刺激[3]。
由于短波光比长波光更容易被大气层散射,到达室内的阳光由于缺乏短波而为淡黄色(中波多)[1]。根据进化的原理,长期以来人类所适应的就是这种日光(短波少)[1,7]。荧光灯的短波较多,引起了人眼的不适应。
按照荧光灯对3条色觉通路功能的可能影响(色觉效应)[1,8-12],王智勇等[1]推断荧光灯对人眼有潜在的不利影响。假定自然光对人的视觉系统的3条色觉通路的影响为正常(自然状态),由于白炽灯的发光原理类似于自然光,故为“相对正常”;而由于荧光灯发射长波光较少,则其对视网膜的长(L)锥提供的刺激少,这样,其对红-绿通路(L-M)、亮度通路(L+M)、蓝-黄通路((L+M)-S)3条色觉通路的影响均为异常[1]。见表1。
3 荧光灯对眼睛的其他影响
各项研究表明,短波多的光源会使人眼不适应[1,6,13-15],10 000 Hz)以消除频闪[1]。关于频闪对于视觉的影响,国外很早就有人提出,但至今再未见相关研究[26],国内随后开展了一些研究,取得了一些阳性结果[27-29]。二是先天不足,即荧光灯存在诸多缺陷,“护眼灯”的本质(发光原理)为荧光灯。
对待新生事物,要反对保守,并鼓励与积极参与创新。但是,还要严谨,要有科学的根据,并克服急功近利,更不能单纯盈利思想,不负责任地炒作。从全球的研究进展来看,尽管取得了一些积极结果[26-29],对于所谓“护眼灯”还应采取谨慎的态度。
6 人工照明需要更大的变革
研究表明,白炽灯和荧光灯都没有实现对自然光的完全模拟[1,5-6]。尽管白炽灯的发光原理与太阳相同,但是,借助纸张测定反射系数,自然光平均比白炽灯高1/3,这与白炽灯的色温(3 000 K)只能达到太阳的1/2有关[1]。同时,虽然荧光灯的相关色温(6 200 K)可以达到与太阳接近,但借助纸张测定的反射系数甚至低于白炽灯,白炽灯平均高17.5%。这与荧光灯的发光原理(气体放电)与太阳不同有关[1]。因此,读写用的人工照明需要更大的变革,新光源应最大可能地接近自然光的水平;如果不能达到自然光的水平,则根据前述的色觉3条通路原理判断[1,8-12],若能在长波的量上略微超出白炽灯,也可能是重要的突破。
人工照明的新近研发进展表明,白光LED(发光二极管)与白炽灯和荧光灯相比有很多优点,尤其是耗电少、环保、体积小,正被一些大公司重点研发,并被预期将成为第4代电光源,替代白炽灯和荧光灯[30]。其发光材料为某种半导体晶片加上相应种类(可为多种)的荧光粉,最终混合成白色光[30]。因此,同荧光灯一样,LED也涉及荧光粉,故其光谱成分亦要从防近角度加以考虑,即需要防止光谱不全。
7 对目前学生学习环境中光源选择的建议
(1)小学教室由于人工照明的使
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