Новые фонари покончат с загрязнением

Группа исследователей из Мексики и с острова Тайвань придумала новый тип уличного фонаря, который практически не создает светового загрязнения окружающей среды. Происходит это потому, что в данном устройства каждый диод, являющийся источником света, снабжен особой линзой, создающей эффект коллимации — параллельного выхода световых лучей из прибора.

Фото:

Хоть это и звучит парадоксально, но все современные уличные фонари при том, что они освещают окружающее пространство достаточно слабо, тем не менее являются источниками светового загрязнения окружающей среды. Такая вот любопытная вещь — их свет недостаточен для того, чтобы указать человеку дорогу к дому в вечернее время, однако его вполне хватает для того, чтобы дезориентировать летучих мышей, птиц и насекомых, а также мешать спать тем людям, которые все-таки смогли добраться домой. Происходит это потому, что из-за своего устройства любой современный уличный фонарь во время работы отправляет горизонтально (то есть вдоль земной глади) или даже вверх не менее 20% производимого света (а иногда даже и больше).

Можно ли что-нибудь сделать для того, что бы справится с данной проблемой? Группа тайваньских и мексиканских исследователей, которыми руководит профессор Ли Сюань Хао из Национального центрального университета Тайваня считает, что да. Недавно эти ученые разработали такой фонарь, который практически не создает светового загрязнения. Оригинальная конструкция позволяет ему освещать только заранее заданные зоны, не тратя при этом свет впустую.

Осветительным элементом данного фонаря является группа светодиодов, каждый из которых оснащен линзой полного внутреннего отражения. Эта линза фокусирует поступающий от источника свет так, что лучи на выходе идут параллельно один другому, а не пересекаются, как обычно. Подобное явление называется коллимацией — сейчас она широко применяется при некоторых формах рентгенографии и во время лучевой терапии. Однако там фокусируются не лучи света видимого спектра — а в фонаре нового типа этот процесс затрагивает именно их.

Кроме того, все диоды и линзы располагаются внутри отражающей полости, дополнительно концентрирующей свет в выбранном направлении. Следует также заметить и то, что на выходе из этой полости находится светорассеиватель, играющий роль последнего фильтра, который как бы "отрезает" нежелательное боковое распространение света, являющегося причиной светового загрязнения. Таким образом достигается эффект, при котором данный фонарь освещает лишь ту область, что находится непосредственно под ним и совершенно не растрачивает энергию на генерацию светового загрязнения.

Интересно, что подобное сочетание коллимации и фильтров позволяет столь эффективно контролировать форму света, что "на выходе" получаются лампы, способные давать прямоугольное пятно света нужной формы и размера. После серии экспериментов ученые убедились в том, что их "детище" тратит на генерацию светового загрязнения всего 2 процента. Это, надо заметить, очень хороший показатель — ведь даже самые совершенные светодиодные фонари тратят впустую от 10 до 15 процентов своей энергии. Придуманный же тайваньскими инженерами осветительный прибор может направить 50 — 81 процент своей энергии на то, чтобы целенаправленно освещать выбранный участок (в среднем обычный уличный фонарь тратит на это всего лишь 45 процентов своей энергии).

Таким образом новые фонари вполне способны покончить с одним из самых масштабных бедствий современной цивилизации — избыточной освещенностью населенных пунктов. Кстати, по мнению многих психологов и биологов, именно она является дополнительным источником стресса для горожанина, вызывая у него самые разнообразные нервные расстройства. Люди, хотя и являются исходно дневными существами, все-таки до сих пор не привыкли к тому, что вокруг них в любое время суток имеются источники весьма яркого света, который не только утомляет зрение, но и возбуждает различные центры переднего мозга.

Получается, что в такой среде человек не может нормально отдохнуть даже ночью — его активный мозг находится в постоянном тонусе. Именно поэтому у современных жителей мегаполисов возникает чувство хронической усталости, которое позже перерастает в такие опасные вещи, как неврозы и психозы. Казалось бы, справится с этим достаточно легко — нужно просто уменьшить количество фонарей или снизить интенсивность освещения. Однако подобное совершенно невозможно, поскольку если в темное время суток снизить освещенность улиц, то сразу же возрастет количество ДТП, травм и правонарушений.

Новый же фонарь, освещающий лишь заданный участок, вполне способен и видимость в темноте улучшить, и загрязнение при этом не создавать. Правда, по мнению разработчиков, основным минусом данного прибора является то, что освещаемая им территория достаточно мала. Однако устранить этот недостаток весьма и весьма просто — нужно всего-то увеличить количество фонарей на улицах и при этом уменьшить расстояние между ними. Тогда и ночные гуляки, и любители здорового сна будут довольны — ведь свет от таких фонарей виден лишь тем, кто находится ниже самой лампы (то есть на улице). А людям, спокойно спящим в своих квартирах, он никак не помешает…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"