Опасность подвергать глаза воздействию ультрафиолетового света мощностью более 10 000 люкс

согласно Википедии, солнце излучает около 10% света в виде УФ-излучения (спектр солнечного света на Земле в течение обычного дня включает непрерывное распределение длин волн от примерно 300 нм до примерно 1200 нм), а в яркий солнечный день около 100 000 люкс достигает земли. от солнца. Это означает, что около 10 000 люкс приходится на УФ-спектр.

Это неверное рассуждение.

Во-первых, даже если солнце излучает 10% своей энергии в виде УФ-излучения, большая часть этого УФ-излучения отфильтровывается в озоновом слое и атмосфере и не достигает земли. Таким образом, доля УФ в солнечном излучении у земли намного ниже.

Во-вторых, единица люкс измеряет коэффициент светового излучения, то есть насколько ярким выглядит источник для человеческого глаза.

10% солнечного лучистого потока , падающего на УФ-излучение, не вносят (много) вклада в его световой поток , потому что человеческий глаз его не видит.

Для того чтобы УФ-источник давал 10 000 люкс освещения, он должен быть настолько мощным, чтобы казаться таким же ярким, как обычный дневной свет. Это было бы действительно очень мощно, потому что наши глаза вообще не очень сильно обнаруживают УФ-излучение.

Весьма вероятно, что этот источник немедленно вызовет ожоги, если попадет на кожу человека. Повреждение глаз было бы еще хуже.

на уровне земли солнечный свет составляет 44% видимого света, 3% ультрафиолета ... Быстрый расчет показывает, что на уровне земли существует не менее 3000 люкс ультрафиолетового света, включая ультрафиолетовый свет от 315 до 400 нм.

Опять же, это не следует. Утверждение, что солнечный свет на 3% состоит из ультрафиолета, относится к лучистой энергии, а не к освещенности. То есть говорится, что 3% энергии, получаемой от солнца, приходится на УФ. Это не означает, что УФ отвечает за 3% освещенности, воспринимаемой нашими глазами.

Поскольку зрительная система человека имеет привычку фокусироваться на вещах, технически интересующая вас единица — это излучение ( https://en.m.wikipedia.org/wiki/Radiance ), которое измеряется в единицах мощности на единицу светового излучения. телесный угол на единицу площади. Это одна из причин, почему лазеры так опасны. Но если вы можете предположить, что источник света является диффузным/ламбертовским, то достаточно будет знать только освещенность поверхности, на которую излучается свет (если исходящий свет равномерно распределяется по полушарию направлений, это составляет 2𝝅 стерадиан, что позволяет вам вычислить сияние).

В этом случае у вас есть 50 Вт мощности, излучаемой небольшим массивом светодиодов в центре (может быть, 1 квадратный дюйм?), А затем отражатель, помогающий перенаправить часть бокового света вперед. Учитывая, что он на потребительском рынке, то, наверное, в целом безопасен, но я бы все равно не стал долго на него смотреть. Естественная реакция зрачка на сужение при ярком свете может быть намного меньше при фиолетовом/ультрафиолетовом свете, поскольку ваши колбочки гораздо менее чувствительны к нему.

Но предположим, что вы были тем, кто производил свет, и вы хотели знать, соответствует ли он определенным правилам безопасности для глаз. Вы можете ознакомиться с рекомендациями ICNIRP по ограничениям воздействия некогерентного видимого и инфракрасного излучения ( https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.icnirp.org/cms/upload ). /publications/ICNIRPVisible_Infrared2013.pdf&ved=2ahUKEwitnO3j28ntAhUH1VkKHdRMDogQFjAQegQICRAB&usg=AOvVaw1mSSlMGJk_ynGLMa7JZ302 ). Вы заметите, что предел яркости зависит от того, как долго длится воздействие (что имеет смысл — даже очень яркая вспышка, если она длится всего несколько наносекунд, все еще может считаться безопасной).

Итак, вернемся к нашему примеру: скажем, у нас есть квадратная поверхность площадью 2,5 см (0,000625 квадратных метров), излучающая 50 Вт по телесному углу направлений 2𝝅 ≈ 6,28 стерадиан. Яркость составляет около 12 700 ватт на квадратный метр на стерадиан. На расстоянии 1 метра видимый размер света для глаза будет примерно таким же числом радиан, как и размер в метрах: около 0,025 радиана. Согласно статье, это будет считаться источником среднего размера. Для экспозиций продолжительностью более четверти секунды предел будет составлять 28 000/0,025 = 1,12 миллиона Вт м^-2 ср^-1. Для других величин, таких как освещенность, обычно нам приходится делать еще кучу математических расчетов, чтобы вычислить эту величину для глаза, но радиация особенная. В оптике есть закон, который называется «закон сохранения лучистости». это говорит нам о том, что оно будет таким же (при условии отсутствия поглощения воздухом или хрусталиком глаза, что здесь приблизительно верно). Таким образом, при 12,7 тыс. Вт м^-2 ср^-1 мы значительно ниже предела. Точно так же предел общей дозы составляет 284 000 Дж м ^ -2 ср ^ -1, поэтому теоретически вы можете смотреть на нее около 22 секунд и все еще быть ниже предела. Это, конечно, при условии, что все мои предположения верны.

Тем не менее, если бы это был я, я бы не пробовал.