你不喜欢 LED 灯泡的科学原因——以及简单的解决方法

LED 的闪烁比荧光灯更为明显

以下文章经许可转载自The Conversation,这是一个报道最新研究的在线出版物。

在高速列车上旅行时,有一个方便的技巧可以阅读那些飞速掠过的车站标志。先看向窗户的一侧,然后立即看向窗户的另一侧。当您改变视线时,您的眼睛会自动做出快速的跳跃运动,称为扫视。如果扫视的方向与列车的方向相同,您的眼睛会在瞬间冻结图像,如果您 timing 得当,则有足够的时间阅读车站名称。


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扫视是眼睛非常快速的运动。它们的精确速度取决于运动的大小,但大型扫视可以以与高速列车相同的速度移动眼睛。车站名称的图像变得可见,因为它以与眼睛相同的速度移动,并且扫视前后的图像是模糊的,因此不会干扰标志的图像。这表明,当我们的眼睛在扫视期间快速移动时,我们的视觉仍然在工作。

科学家们过去认为我们每秒最多只能看到大约 90 次闪光,但现在我们知道更像是 2,000 次,因为当我们将视线从一个点移到另一个点时,眼睛移动得非常快。在眼球运动期间,光的闪烁会产生我们可以看到的模式。由于某些类型的照明会影响我们,这对我们的健康产生了一些令人惊讶的后果。特别是,它可能会阻止人们使用更节能的 LED 灯泡。

大多数照明是电动的,由交流电源供电,这使得灯泡不断地快速变暗然后再次变亮。与白炽灯和在较小程度上与荧光灯不同,LED 不仅仅是变暗,而是有效地完全打开和关闭(除非电流以某种方式保持)。

健康问题

我们从早期关于荧光灯的工作中知道,即使闪烁速度太快以至于不可见,它仍然可能是一种健康危害。1989 年,我的同事和我比较了每秒闪烁 100 次的荧光灯和看起来相同但不闪烁的灯。我们发现,在不闪烁的灯光下,办公室工作人员平均头痛的可能性降低了一半。

尚未针对 LED 灯进行类似的研究。但是,由于 LED 的闪烁更为明显,光线变暗 100%,而不是荧光灯的大约 35%,因此 LED 甚至更有可能引起头痛。充其量,由于闪烁的烦人、分散注意力的效果,可能会让一些人不想使用 LED 灯泡,我们知道这种闪烁可以在扫视期间被检测到。

避免闪烁的一种明显方法是用直流电操作灯,使光线恒定,但这涉及更昂贵、寿命更短的组件。另一种解决方案是设计灯光,使闪烁无法被检测到。但是,闪烁必须有多快才能无害呢?

为了找出答案,我的同事和我请人们扫视闪烁的光源,并报告他们何时能在眼球运动期间看到光的多个图像的模式。当光每秒闪烁 1,000 次时,可以清楚地看到该模式。在每秒大约 3,000 次时,图像变得不可见

相比之下,一些 LED 每秒仅闪烁 400 次。这种闪烁仍然太快而无法直接看到,但有些人每次扫视时都能看到灯的多个图像,这令人不快地分散注意力。这些 LED 的闪烁可能会限制灯泡的普及,正如许多人不喜欢节能荧光灯一样。

当您购买 LED 灯泡时,您目前无法判断它是否会闪烁。但是,已经有LED 标准将闪烁限制在可接受的水平。因此,确保满足这些标准可能会对我们让家庭和工作场所更节能的尝试产生重大影响。

本文最初发表于The Conversation。阅读原文

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