MINDENT A FÉNYRŐL - DR. KRÁNICZ BALÁZS

Miért pikkel az EU a volfrámszálas izzókra?

Mert kilobbizták a megfelelő környezetvédő, energetikai csoportok vagy azok a nagyiparosok, akik túl kevés hasznot találtak a hagyományos izzólámpán. Mikor először hallottam a hírt, azt hittem, vicc. Tény, hogy a modern fényforrások ún. fényhasznosítási tényezője tízszer annyi is lehet, mint az izzólámpának, élettartamuk pedig ennél is nagyobb. Ezzel csakugyan lehet spórolni.
    A baj az, hogy egy háztartás energiaigényének elenyésző töredéke (pár százaléka) a világítás. Sokkal többet fogyaszt a vasaló, a hajszárító, a mosógép, a hűtőszekrény, ne adj Isten a villanytűzhely. Így ezekkel kellene kezdeni.
    A civilizált országok tényleg sok energiát használnak világításra. De közvilágításra!!! Ott meg már évtizedek óta gázkisülő lámpákkal világítunk! Korábban Hg-lámpa, most Na-lámpa, a nagynyomású fémhalogénlámpa meg lassan elkezd terjedni. Egyik sem izzó.
    Most olvastam egy cikket arról, hogy a kompakt fénycső és a LED-es lámpa előállítása majdnem annyival több energiát igényel, mint egy izzólámpáé, hogy már-már megkérdőjelezhető ennek a drasztikus lépésnek az értelme. Nem is beszélve arról, hogy a kompakt fénycső a higanytartalma miatt veszélyes hulladéknak tekintendő, aminek kezelése szintén költségesebb...
    Én mindenképpen sürgetnék olyan elemzéseket, amelyek az említett összes oldal költségét és energiaigényét, szén-dioxid-kibocsátását figyelembe veszik. Úgy érzem, kicsit másképp fog festeni az ügy.

Európán kívül netán több fényt adnak kevesebb hőtermelés mellett? Vagy ugyanennyit, csak ott senkit sem zavar?

Úgy látszik, a fenti lobbitevékenység az EU-ban volt erősebb. Elkövettük azt a hibát, hogy csak a használat paramétereit hangoztattuk, az előállításét és a hulladékgazdálkodásét nem annyira... Ez a véleményem.

Számíthatunk-e arra, hogy két év múlva (a kereskedelmi átállás után) kelendő cikk lesz a feketepiacon a csempészett volfrámszálas izzó?

A mai világban mindent el tudok képzelni. Gyanítom, hogy Szerbia izzóforgalma is szépen megugrik...
    Ahhoz persze nincs rajta elég haszon, hogy nagytételben csempésszék. No és a mérete sem elhanyagolható. Ráadásul törékeny. Szóval csempészárunak elég gyönge.

Veszélyesek vagy csak rondák az új típusú, energiatakarékos fénycsövek?

Én nem tudok olyan hatásról, amely rendeltetésszerű használat mellett bármiféle veszélyt jelentene. A "ronda" relatív fogalom; a fényporok összetételét is folyamatosan fejlesztik a kutatók, így a kompakt fénycsövek színvisszaadása lassanként megközelíti az izzólámpákét. Egy biztos: nem "no name" kínai vackokat kell venni csak azért, mert "óccsóak". Bár véletlenségből azok között is találtunk már egészen jó minőségűt.

Mi az oka annak, hogy minden osztályteremben legalább egy neoncső állandóan vibrál vagy teljesen ki van égve?

Az ilyen lineáris fénycsövekhez nagyfrekvenciás előtét tartozik, amely meghibásodhat. Maga a kisülőcső is meghibásodhat. Így innentől kezdve a karbantartót/gondnokot kell megkérdezni.
    A neoncső elnevezés egyébként kerülendő, mert nincs benne neon. Neontartalmú fénycsöveket reklámvilágításra használnak, mert gyönyörű narancssárgák. Lásd Las Vegas és egyéb nagyvárosok bevásárlóutcái.
    Ha már csak a binomiális eloszlással modellezzük a szituációt, akkor hamar kiderül, hogy ha összehasonlítunk egy olyan termet, amelyben 5 fénycső van, olyan teremmel, amelyben 30, akkor ez utóbbiban jóformán mindig lesz legalább egy hibás. Ennek jóval nagyobb a valószínűsége. Ez ugyan nem tökéletes valószínűségi leírás, de kezdeti becslésnek megfelel.

Mitől függ, hogy kékes vagy fehéres az égő fénye?

Ha izzókról beszélünk, akkor a volfrámszál izzási hőmérséklete határozza meg a kibocsátott fény spektrumát. Ennek jellemzően kicsi a kék-tartalma, és egyre nagyobb intenzitással sugároz a növekvő hullámhosszak szerint, azaz a látható színképtartomány vörös vége felé haladva. Mi a sugárzást additív keverékként észleljük, és ennek az izzólámpák esetében csakugyan sárgás színészlelet lesz az eredménye. (Az energiakibocsátás az izzóknál az infravörös tartományban is folytatódik. Ezt mi, emberek már nem látjuk, és pont az a baj az izzókkal, hogy a kisugárzott energia tetemes része "elveszik", mert nem fényként észleljük. Teknősöket melengetni és csirkét keltetni persze még mindig jók lesznek... Esetleg hekk halat a strandi büfében.)
    Volt olyan megoldás még a Tungsram korából, amikor az izzó buráját kékre színezték. Ekkor a fénye sokkal fehérebbnek tűnt. Ennek oka, hogy a kékes üvegbura a kéken kívül a spektrum többi tartományában több-kevesebb sugárzást nyelt el, így a kékhez képes nem dominált annyira az izzó színképének vörös vége. Ha valami minden hullámhosszon (persze a látható színképtartományban) azonos intenzitással sugároz, azt mi, emberek egészen semleges fehérnek észleljük. Így a kékített burás izzó ezt közelítette kicsit. Na persze a fényhasznosítás így aztán még kisebb lett.
    Namost. Van egy olyan elméleti fizikai modell, hogy feketetest-sugárzó vagy Planck-sugárzó. Ez az objektum a hőmérsékletének függvényében sugárzást bocsát ki. Valós objektumainkat felhevítve egészen hasonló sugárzást kapunk, amelynek észlelt színe a hőmérséklet növelésével a vörösből indul, majd jön a narancssárga (izzó csikk), sárga (izzólámpa), aztán eljutnánk a fehéren keresztül a kékesig. Csakhogy a volfrámot nem lehet minden határon túl izzítani, mert elolvad, elpárolog. Még a némi védettséget biztosító halogéntöltés is csak 3100 K körüli izzószál-hőmérsékletet tesz lehetővé. A csillagok hőmérsékletét is e skála alapján lehet megbecsülni a színükből ránézésre.
    Lámpát készíteni persze nem csak izzó anyagokból lehet. Ha el tudjuk érni, hogy megfelelően be lehessen állítani a színkép kék, zöld ill. vörös tartalmát, akkor játszhatunk azzal, hogy az eredő additív keverék inkább kékes vagy inkább sárgás legyen. Esetleg semleges fehér. Nem árt persze, ha a Planck-sugárzók lehetséges színpontjainak (ezek megfelelő diagramban ábrázolva egy görbedarabot határoznak meg) közelében maradunk, azaz a vörös-narancs-sárga-fehér-kékes skála közelében. Ha nagyon eltávolodnánk ettől a skálától, akkor lilás vagy zöldes árnyalatú lámpát kapnánk, ami a legtöbb ember szerint eléggé furcsa, egyesek szerint meg még gusztustalan is.

Vizsgálták, hogy élettanilag-pszichológiailag melyik szín hogyan hat arra, aki órákat tölt el alatta? (Gondolom, igen. Akkor pedig valljon színt! ) 

Nem egészen egy évtizede tört be a szakmai köztudatba, hogy létezik a retinánkban a csapok és a pálcikák mellett még egy harmadik receptor is. Ez nem a látásban vesz részt, hanem a hormonális szabályozásban. Az emberi bioritmus és így az alvás/ébrenlét-ciklusok szabályozásában játszik szerepet. Érdekes módon, az eddigi vizsgálatok szerint ennek a harmadik receptornak az érzékenységi maximuma éppen a kék tartományban helyezkedik el. Lámpagyártók éppen azt vizsgálják, mennyire tudnának hozzájárulni a kék-tartalom megfelelő hangolásával pl. a dolgozók ébrentartásához.
    Más téma: a színeknek régóta közismert a pszichológiai hatásuk. Ez inkább pszichológia, így nem az én asztalom. De azért hadd jegyezzem meg, hogy mindenki tud a zöld nyugtató hatásáról, és hallottam olyan elborult konditermekről, ahol vörös fényt használtak, mert úgy tűnt, fokozza az adrenalintermelést, és így gyorsabb izomnövekedést értek el.

Elárul-e rólunk valamit a kedvenc színünk?

Bizonyára. Pont annyit, mint az, hogy mi volt a jelünk az oviban...
    Kicsit komolyabban: én mint matematikához és fizikához közelebb álló ember nem nagyon foglalkozom ilyesféle kérdésekkel. Nyilván mindenki szokott az aktuális hangulatához öltözni, azaz színeket válogatni reggel a szekrényből. Így szerintem sokkal inkább köthető a "kedvenc színünk" társadalmi konvenciókhoz, neveltetéshez, és manapság akár politikai nézetekhez is...
    A dél-afrikai ndebele törzs asszonyai messze földön híresek színes ábrázolásaikról, és gyakorlatilag érzelmi szótáruk van színekből és azok kombinációiból. De ezt már végképp meghagynám a néprajzkutatóknak.
 

Mi valójában a fény?

Elektromágneses sugárzás. Ha anyagként viselkedik, akkor fotonokból áll. De sok jelenségben kizárólag hullámként viselkedik. A fénytan területén tevékenykedőknek az optikai sugárzás pusztán fényinger. Amikor a retinánkra kerül, és idegi jeleket generál, akkor fényérzet. Amikor agyi folyamatokat indít el, akkor fényészlelet. Ehhez egyébként maga a sugárzás sem kell. Álmodni mindenki szokott. Akkor is lát képeket, fényeket, pedig be van csukva a szeme...
    De a közérthetőség érdekében most én is leginkább a fény szót használtam.

Hogyan lehet egyszerűen elmagyarázni egy kisgyereknek, hogyan lesz világos a sötétből, ha felkapcsolok egy lámpát vagy meggyújtok egy gyertyát?

Még nem próbáltam ezt a nemes feladatot. Azonban remélem, hogy hamarosan ebben is kipróbálhatom magam. Szerintem a "kibocsát valami", "belemegy a te kis szemedbe", "észlelsz valamit" stb. sor ott is be fog válni.

Mit gondol, átléphető lesz-e egyszer a fénysebesség?

Kvantummechanikai jelenségek között létezik olyan, hogy "távolhatás". Itt, egyelőre úgy tűnik, hogy tud információ gyorsabban terjedni, mint a fénysebesség. Persze lehet, hogy az eddigi fizikai modelljeink kiegészítésre szorulnak. Ilyen elég gyakran előfordult már, amikor valami igazán meglepőt sikerült találni a kísérletekben. Száz szónak is a vége: fogalmam nincs. Mindenesetre nagyon-nagyon meglepődnék.

 Ismeri-e a jelenleg tevékenykedő fényszobrászok munkásságát? Mit gondol az alkotásaik művészi értékéről?

Nem ismerem.

Mi a különbség aközött, hogy valami foszforeszkál vagy fluoreszkál? A foszforhoz és a fluorhoz van köze, vagy máshoz is?

A tárgyakat azért látjuk, mert legalábbis csekély mértékben diffúz módon verik vissza a fényt. Ha csak tükrös visszaverődése van egy tárgynak, akkor nem magát a tárgyat látjuk, hanem egy virtuális képet, jó helyre állva a saját tükörképünket. Amikor a fürdőszobatükörbe nézünk, és az teljesen tiszta, akkor magunkat látjuk, nem a tükröt. Na, tessék csak fogkrémet kenni a tükörre! Rögtön tudni fogjuk, hol a tükör felülete, hiszen a fogkrémnek már van diffúz visszaverése.
    Akad azonban olyan jelenség, amikor egy anyag nem kizárólag visszaveri a fényt, hanem elnyeli, és a fény által szállított energiát újra kibocsátja. Magasabb hullámhosszakon, mint amilyen sugárzást elnyelt. A fluoreszcencia és foszforeszcencia ez a jelenség, köztük csak az időbeli lefutás a különbség. A nevük onnan ered, hogy milyen anyagokat tartalmazó ásványokál, anyagoknál figyelték meg ezeket a jelenségeket.
    A fluoreszcencia csak addig tart, amíg az anyag besugárzása. Legföljebb néhány milliszekundumos utánvilágítás jöhet szóba. Fluoreszcens anyag van többek között a fehér textilekben, fénymásolópapírban, és a kompakt fénycsövekben használt fényporokban. Ezek az UV-sugárzást alakítják át magasabb hullámhosszú sugárzássá. Fluoreszcens fénypor van a fehér LED-ekben is, csak ezek a kék sugárzást is át tudják alakítani sárgává, és a kettő additív összege pontosan fehéret eredményez.
    A foszforeszcencia másodpercekig, percekig eltarthat. Ilyenkor a besugárzott anyag energiatárolóként viselkedik, és csak szépen lassan köpködi ki az elnyelt fotonokat, de már kissé legyengülve. Ilyen anyag van az órák számlapján és a vészkijáratot meg poroltókat jelző táblákban is.

Melyik része látható a Szózatnak UV-fény alatt az útlevélben?

A szózat kottája a magyar útlevélben minden második oldalpáron található. A dallam az elejétől indul, de sajnos nem tudom megmondani, hogy meddig, mert kottát olvasni én már elfelejtettem. De ha eljössz az előadásomra 24-én, akkor akár el is énekelheted!

Fényforrások csodái

20:20- 21:05

Szervező: Pannon Egyetem

Cím: 8200 Veszprém, Egyetem utca 10. (B épület)

Az előadás során az érdeklődők képet nyehetnek a fény keltésének módjairól. Az egyes fényforrások érdekes tulajdonságait ill. a hozzájuk kapcsolódó érdekes fizikai jelenségeket demonstrációval szemléltetjük. Szót ejtünk az izzólámpa haláláról és a világítástechnika területén jelenleg zajló forradalomról is. Megmutatjuk, hogy milyen "csodákat" érhetünk el megfelelően választott színes fényekkel. Az előadás végére pedig kedves meglepetést tartogatunk a közönségnek.