Почему свет светодиодных ламп вреден для зрения, а солнечный нет

Эта статья явилась результатом многочисленных комментариев читателей моей предыдущей статьи: «Почему я выбросил все светодиодные лампы и перешел на обычные лампы накаливания». В ней рассматривалось вредное воздействие на зрение энергосберегающих и светодиодных ламп на основе анализа их конструктивных особенностей и физического принципа формирования света. А также имеющихся фактов причинения вреда зрению, в том числе и моему.

Очень много читателей выражало недоумение в своих комментариях, почему же синяя и ультрафиолетовая составляющая спектра этих ламп столь негативно воздействует на зрение. Когда, в то же время, солнечный свет, в котором эти «вредные» составляющие спектра имеют куда большие уровни, не представляет такой опасности. Хотя должны были бы просто выжигать глаза. 

Свою правоту читатели аргументировали такими умозаключениями: «А жителям Колумбии, Эквадора, Конго живущим на экваторе солнечный свет безумной интенсивности ведь не портит зрение. Значит и какая-то слабая светодиодная лампа этого и подавно сделать не сможет».

Но такие рассуждения в корне не верны, в них читатели не учли, что зрение человека по разному воспринимает и реагирует на естественный солнечный и искусственный свет. И это не придумано мной, а есть факт, который уже давно исследован и изучен. И об этом должны знать все.

Теперь подробнее рассмотрим, почему восприятие зрением солнечного и светодиодного света настолько разное. Почему свет светодиодных ламп портит зрение, а солнечный нет. 

Но перед этим хочу отметить, что и от летнего интенсивного солнечного света и от света в высокогорье, где уровень ультрафиолета зашкаливает, врачи настоятельно рекомендуют беречь свое зрение. Поэтому, утверждение читателей о безопасности чрезмерно интенсивного солнечного света, также, отчасти неверно. 

 Как физиологическая особенность органов зрения приводит к разному восприятию солнечного и искусственного света

Зрение человека эволюционировало на протяжении сотен тысяч лет при естественном солнечном освещении. Именно под его свет, вернее под его спектр наиболее оптимально адаптировался зрительный аппарат человека на протяжении всей эволюции. Поэтому только солнечный свет адекватно и правильно воспринимается зрением человека и является эталоном не только для него, но и для всего живого на земле. 

Спектр солнечного света является непрерывным и относительно равномерным. В его состав входят все длинны волн как видимого диапазона, так и лежащих за его пределами.

Спектр светодиодных ламп неравномерный. В нем имеется очень большой максимум в области 455 нм и глубокий провал в области 480 нм. Это обусловлено физическими процессами формирования света светодиодом. 

Кристалл светодиода излучает синий свет с узкой полосой, а зачастую и ультрафиолет. Часть этого излучения проходит через слой люминофора и не претерпевая каких-либо значимых изменений излучается и дальше, в зону взаимодействия с органами зрения. Вот откуда в спектре имеется максимум в области 455 нм. Это излучение самого кристалла светодиода.

Устройство обычного светодиода

А другая часть излучения взаимодействует с люминофором и поглощаясь им вызывает уже вторичное излучение, но уже в более длинноволновом диапазоне, максимум которого приходится на диапазон 550-620 нм. При преобразовании люминофором синего света происходит определенный сдвиг по длине волны (сдвиг Стокса). Происходит он на определенную фиксированную величину. Сдвиг этот достаточно большой и приводит к образованию глубокого провала в области 480 нм, то есть, практически к отсутствию излучения. 

Слева сдвиг Стокса, справа спектр светодиода с явным результатом сдвига Стокса

О влиянии этого провала на зрение производители ламп умалчивают, а его влияние крайне негативно. Экспериментально было установлено, что синий спектр света влияет на ганглиозные клетки сетчатки глаза. А по уровню именно голубого «провального» света, с длинной волны 480 нм, зрительный аппарат при помощи ганглиозных клеток оценивает уровень общей освещенности. И управляет диаметром зрачка, таким образом регулируя количество света, поступающее на его сетчатку. 

Механизм влияния спектра на различные системы организма человека

Ну а поскольку зрительный аппарат настроен на равномерный солнечный спектр, то он считает, что и все остальные спектральные составляющие светодиодной лампы имеют такой же низкий уровень. И расширяет диаметр зрачка, увеличивая, как он считает, до необходимого уровня количество света, поступающего на сетчатку. 

Реакция зрачка глаза на свет светодиодной лампы и солнечный свет

А на самом то деле, уровень опасного синего света в спектре лампы во много раз выше этого «просаженного» голубого, совсем не так как в солнечном спектре. Поэтому увеличивая количество голубого света, проходящего через зрачок, невольно увеличивается и количество синего, который и без того многократно его превышает. По итогу, уровень «просаженного» голубого выводится до необходимого уровня, а другие спектральные составляющие достигают опасных значений, способных нанести вред зрению. Происходит выжигание сетчатки таким запредельным количеством света. 

Избыточные уровни света воздействующие на зрение светодиодной лампы

Меняется нагрузка на мышцы глаза, они начинают всё время пребывать в напряженном состоянии. Дело в том, что при таком переизбытке света ухудшается четкость спроецированного изображения на сетчатке глаза. Некоторые люди, заходя с улицы в помещение со светодиодным освещением, замечают это ухудшение резкости, которое через некоторое время восстанавливается. Мышцы при этом дополнительно нагружаются, и эта нагрузка не снимается, что через некоторое время может привести к близорукости. 

Получается, что спектр, в котором одни его составляющие значительно преобладают над другими, является опасным для зрения. И не только для зрения, а для всего организма в целом, но это уже тема другой статьи. По сути спектр света – это программа функционирования биологического организма, в которой каждая длинна волны выполняет свою физиологическую функцию во всём организме. Если все спектральные составляющие имеют правильные уровни, как у солнечного света, то и организм работает правильно. Если уровни неправильные, то организм будет работать со сбоями. Таким образом зрение является источником не только зрительной информации, но и информации, которая управляет всем организмом.

К примеру, свет с длиной волны 460 нм участвует в выработке гормонов серотонина – гормона бодрствования и мелатонина – гормона сна. И его дисбаланс с уровнями других спектральных составляющих, неминуемо приведет к нарушению естественного ритма бодрствования и сна. Также влияет он и на инсулин, что может дать толчок к возникновению диабета. Вот и получается, что спектр света, который отличается от солнечного чужд и вреден для зрения человека.

Подобным примером является и естественная гравитация, под воздействием которой происходила эволюция человека. Весь организм человека под неё прекрасно адаптирован, и отсутствие оной, крайне негативно влияет на организм. Живым подтверждением этого являются космонавты, которые после полетов проходят длительный цикл восстановления. 

Во время полета у них атрофируются мышцы, истончаются и становятся хрупкими кости скелета, снижается иммунитет, ухудшается зрение и происходит ещё много других негативных последствий. Но, мы немного отклонились от темы, вернемся опять к нашему свету. 

Крайне нежелательно подвергать зрение детей воздействию подобного искусственного света. Ведь у них, только развивается зрительный аппарат и формируется матрица цвета. А при таком освещении, искажающем цветовое восприятие она сформируется и запомнится в головном мозге неправильно. Что в дальнейшем может привести не только к неправильному определению оттенков, но и основных цветов.

Не менее опасны и повреждения сетчатки глаза таким неправильным светом. Детское развивающееся зрение к этому очень чувствительно. Поэтому старайтесь, чтобы дети, как можно дольше находились на умеренном солнечном свете. 

Для того чтобы светодиодный свет стал более-менее безопасным для зрения, вполне логично, что нужно срезать максимумы спектра и поднять уровень голубого света (480 нм) до приемлемого уровня. При котором зрачок глаза уже будет правильно работать и пропускать необходимое количество света на сетчатку.

Технология солнечного света TRI-R 

Оказывается, что такая технология уже существует. Называется она TRI-R, спектр такого источника света максимально приближен к солнечному. В нем нет провалов и максимумов как у обычной светодиодной лампы. Используются в этой технологии специальные светодиоды, устройство которых отличается от обычных, и об этом теперь подробнее.

Устройство TRI-R светодиода слева и обычного светодиода справа

В обычных светодиодах, как уже было сказано выше, синяя составляющая спектра – это излучение кристалла светодиода, которое проходит через люминофор транзитом не претерпевая изменений. А поскольку оно очень узкополосное и имеет игольчатый узкий максимум с крутыми спадами, то и в общем спектре лампы оно таким и останется. С большим максимумом (460 нм) и глубоким провалом (480 нм).

А в «солнечном» светодиоде источником синего света является дополнительный люминофор, возбуждаемый фиолетовым или ультрафиолетовым излучением его кристалла. Такой синий свет люминофора имеет широкую полосу и достаточно равномерен во всем его диапазоне. И складываясь со светом остальных люминофоров формирует равномерный, без провалов и максимумов результирующий спектр.

А побочное ультрафиолетовое и фиолетовое излучение такого светодиода уже не будет опасным для зрения, поскольку благодаря его «солнечному» спектру зрачок глаза будет пропускать на сетчатку глаза только необходимое, правильное количество света. То есть будет реагировать также, как и на солнечный свет, к которому и адаптировано зрение человека.

А кому нужны пруфы, как сейчас любят этим словом называть доказательства, они здесь.

Вот такие, TRI-R источники искусственного света уже можно применять и в школах и детских садах. Где к качеству света должны предъявляться (язык не поворачивается сказать, предъявляются) самые высокие требования, поскольку речь идет о детском, уязвимом зрении. И дома, за рабочим столом ребенка, где он выполняет домашние задания, да и вообще во всем доме, TRI-R – источники света позволят не испортить детям зрение, да и не только детям.

Ну а если вас не устроит TRI-R свет, то остаются только лампы накаливания, о преимуществе света которых было написано в моей предыдущей статье.

Пишите в комментариях, доводилось ли вам пользоваться TRI-R источниками искусственного света. Если приходилось, то какие остались ощущения. Или всё же дешевые китайские светодиодные лампы, это наилучший вариант.