چه رنگ سفیدی؟

با وجود منابع نوری تک‌رنگ مانند لیزرها یا ال‌ای‌دی‌های رنگی، رنگ یک کمیت ساده یا سرراست است. در یک LED سفید، طیف مداوم از رنگ های مختلف مخلوط شده است. می‌خواهیم بدانیم که چه‌طور طیف‌های مختلف می‌توانند به‌عنوان نور سفید مطرح شوند.

طیف طول موج می‌تواند جهت نشان‌دادن رنگ حاصل، به یک نقطه روی فضای رنگ مبدل شود. مقادیر (x,y) به‌عنوان مختصات رنگی منتسب هستند. در این فضای رنگی RGB در سال 1931، یک رنگ به‌عنوان ترکیبی از مقادیر متنوع از قرمز، سبز و آبی نشان داده شده است. رنگ‌های موجود در این نمودار برای نمایش بهتر به حد زیادی اشباع شده است.

ب                                                      الف

طیف‌های سفید طبیعی (الف) و سفید گرم (ب) ال ای دی های

در مرکز فضای رنگ، ناحیه‌ای از نور به‌طور کلی سفید که قرمز، سبز و آبی به‌صورت برابر جمع می‌شوند، وجود دارد. یک مرجع مفید برای نور سفید یک جسم سیاه یا تشعشع‌کننده پلانکیان است. تشعشع‌کننده پلانکیان در نور رنگی مختلف، در دماهای متفاوت خواهد تابید (به فرض “گرم قرمز”). رنگ این دما بین 2700 تا 20،000 کلوین همه توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می شوند. این مکان، محل پلانکی را تشکیل می‌دهد که در شکل هم به‌عنوان خط منحنی در مرکز رسم شده است. دماها در کلوین به دمای رنگ معروف هستند. برای مثال، خورشید یک تشعشع‌کننده جسم سیاه است. خورشید ظهر بر روی استوا دارای دمای رنگ 6500 کلوین است. در غروب آفتاب دمای رنگ بسیار پایین تر خواهد بود و رنگ مایل به قرمز دارد. رنگ نور خورشید همچنین به موقع روز، عرض جغرافیایی و فصل بستگی دارد. لامپ رشته ای همچنین تشعشع‌کننده جسم سیاه است و دمای رنگ آن در حدود 2700 کلوین است. لامپ نور هالوژن نیز یک جسم سیاه رشته ای است. تفاوت بین آن‌ها، مقدار کمی هالوژن است که لامپ نور هالوژن شامل می‌شود، که باعث بهبود کارایی آن می شود. هالوژن به آن اجازه می‌دهد تا گرم‌تر روشن شود و بنابراین دمای رنگ 3000 کلوین دارد. منابع نوری که توزیع طیفی آن‌ها با تشعشع کننده پلانکی متفاوت است، در محل پلانکی جای نمی‌گیرند. با این حال، آن‌ها می‌توانند با رنگی مشابه دمای محل پلانکی مطابقت داشته باشند. برای این منابع، اصطلاح دمای رنگ همبسته(CCT)  (correlated color temperature) استفاده شده است. CCT خطوط دمای ایزو (دمای رنگ برابر) را دنبال می کند، که در شکل هم نشان داده شده است.

(x,y) فضای رنگی، نشان دهنده خط پلانک و خطوط CCT ثابت

لوله های فلورسنت جهت استفاده در دفاتر عموماً 4100 K هستند، هرچند که هر دو دمای رنگ پایین تر و بالاتر برای لوله‌ها وجود دارد. اصطلاح “سفید گرم” توسط ANSI تعریف شده است تا به مصرف کنندگان کمک کند که رنگ بهتری از لامپ های فلورسنت داشته باشند و به دمای 2700 تا 3000 کلوین منتسب است. “سفید سرد” 4100 کلوین است. “روشنی روز” 5000 و 6500 کلوین است. فلورسنت‌های فشرده فسفرها را برای نسخه های سفید گرم بهبود بخشیده‌اند به‌طوری که دمای رنگ آن‌ها می‌تواند به حداقل 2700 K برسد.

تولید‌کنندگان LED همان خط فکری را دنبال می‌کنند و با اصطلاحاتی مانند “سفید خنثی” خلاق می‌شوند و دوباره تعریف جدیدی می‌کنند که چه رنگی است. استاندارد ANSI C78.377-2008 برای LEDها به سادگی “دمای رنگی همبسته اسمی” را با 2700 ، 3000 ، 3500 ، 4000 ، 4500 ، 5000 ، 5700 و 6500 Kلیست می‌کند. نام رنگ‌ها به‌عنوان یک نظر جانبی اشاره شده است. درس این‌جاست که فقط نگاه‌کردن به نام رنگ ممکن است آموزنده نباشد. شما باید بررسی کنید که ” سفید گرم CCT” از یک تولید کننده واقعاً چیست.