你不喜歡 LED 燈泡的科學原因——以及簡單的解決方法

LED 的閃爍比熒光燈更為明顯

以下文章經許可轉載自The Conversation,這是一個報道最新研究的線上出版物。

在高速列車上旅行時,有一個方便的技巧可以閱讀那些飛速掠過的車站標誌。先看向窗戶的一側,然後立即看向窗戶的另一側。當您改變視線時,您的眼睛會自動做出快速的跳躍運動,稱為掃視。如果掃視的方向與列車的方向相同,您的眼睛會在瞬間凍結影像,如果您 timing 得當,則有足夠的時間閱讀車站名稱。


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掃視是眼睛非常快速的運動。它們的精確速度取決於運動的大小,但大型掃視可以以與高速列車相同的速度移動眼睛。車站名稱的影像變得可見,因為它以與眼睛相同的速度移動,並且掃視前後的影像是模糊的,因此不會干擾標誌的影像。這表明,當我們的眼睛在掃視期間快速移動時,我們的視覺仍然在工作。

科學家們過去認為我們每秒最多隻能看到大約 90 次閃光,但現在我們知道更像是 2,000 次,因為當我們將視線從一個點移到另一個點時,眼睛移動得非常快。在眼球運動期間,光的閃爍會產生我們可以看到的模式。由於某些型別的照明會影響我們,這對我們的健康產生了一些令人驚訝的後果。特別是,它可能會阻止人們使用更節能的 LED 燈泡。

大多數照明是電動的,由交流電源供電,這使得燈泡不斷地快速變暗然後再次變亮。與白熾燈和在較小程度上與熒光燈不同,LED 不僅僅是變暗,而是有效地完全開啟和關閉(除非電流以某種方式保持)。

健康問題

我們從早期關於熒光燈的工作中知道,即使閃爍速度太快以至於不可見,它仍然可能是一種健康危害。1989 年,我的同事和我比較了每秒閃爍 100 次的熒光燈和看起來相同但不閃爍的燈。我們發現,在不閃爍的燈光下,辦公室工作人員平均頭痛的可能性降低了一半。

尚未針對 LED 燈進行類似的研究。但是,由於 LED 的閃爍更為明顯,光線變暗 100%,而不是熒光燈的大約 35%,因此 LED 甚至更有可能引起頭痛。充其量,由於閃爍的煩人、分散注意力的效果,可能會讓一些人不想使用 LED 燈泡,我們知道這種閃爍可以在掃視期間被檢測到。

避免閃爍的一種明顯方法是用直流電操作燈,使光線恆定,但這涉及更昂貴、壽命更短的元件。另一種解決方案是設計燈光,使閃爍無法被檢測到。但是,閃爍必須有多快才能無害呢?

為了找出答案,我的同事和我請人們掃視閃爍的光源,並報告他們何時能在眼球運動期間看到光的多個影像的模式。當光每秒閃爍 1,000 次時,可以清楚地看到該模式。在每秒大約 3,000 次時,影像變得不可見

相比之下,一些 LED 每秒僅閃爍 400 次。這種閃爍仍然太快而無法直接看到,但有些人每次掃視時都能看到燈的多個影像,這令人不快地分散注意力。這些 LED 的閃爍可能會限制燈泡的普及,正如許多人不喜歡節能熒光燈一樣。

當您購買 LED 燈泡時,您目前無法判斷它是否會閃爍。但是,已經有LED 標準將閃爍限制在可接受的水平。因此,確保滿足這些標準可能會對我們讓家庭和工作場所更節能的嘗試產生重大影響。

本文最初發表於The Conversation。閱讀原文

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