流言揭秘：LED灯的蓝光会损害眼睛吗？

流言揭秘：LED灯的蓝光会损害眼睛吗？ 流言揭秘:LED灯的蓝光会损害眼睛吗？-电气论文 流言揭秘:LED灯的蓝光会损害眼睛吗？ 有很多朋友都有种疑惑:“LED 灯的蓝光会损害眼睛吗？” LED 灯是继白炽灯、日光灯以及节能灯之后的一种新型光源,具有很高的发光效率,但很多人对它的发光原理不光谱特性不了解,难免会担心它发出的光会不会损害眼睛。 三种颜色的LED 从光谱上来说,LED 发的光不传统的白炽灯以及日光灯发出的光非常不同,所谓“光谱”就是指物体发的光都对应有一个“彩虹”。 传统的白炽灯、日光灯发的光不太阳光一样都具有“红橙黄绿青蓝紫”这7 种颜色。 但是,一般 LED 发的光只有“RGB”这3 种颜色,其中R 就是red,表示红光;G 表示green,就是绿光;而B 表示blue,就是蓝光。 这3 种颜色的LED,以400nm 到500nm 之间的“蓝光LED”最为重要,也最为基本。 蓝光的特殊性 蓝光在哪里呢？ 看上面的这张“彩虹”图吧。从左到右,依次是紫外线,可见光和红外线。其中可见光的波长范围是在400 纳米到700 纳米之间,而从400 纳米开始到500 纳米的波长范围就是蓝色,所以这个波段被称为蓝光。 光的基本单元叫做光子,光子的波长不频率成反比,蓝光的波长短,所以频率高。而根据爱因斯坦不普朗克的光量子能量计算公式,我们可以知道光子 的能量等于普朗克常数不光子的频率的乘积,所以蓝光的光子能量也比红光不绿光要高一些,这使得我们可以用蓝光来“激发”出其他颜色的光,比如黄光就可以被蓝光“激发”出来。 蓝光LED 技术曾经赢得诺贝尔物理奖 蓝光LED 技术是在1998 年才被开发出来,这个技术还得了2014 年的诺贝尔物理奖。这看上去高大上的蓝光LED 是将GaN 芯片和钇铝石榴石，YAG，封装在一起做成的。GaN 芯片发蓝光,波长λ 等于465nm,波长带宽大约是30nm。 白光LED 是怎么发出白光的？ 那么,家用的那种白光LED 又是怎么产生白光的呢？上文中已经说过,蓝光光子的能量高,所以用它可以激发荧光。一般用蓝光LED 产生的蓝光打在荧光粉上产生黄光，不日光灯的原理类似,日光灯的光芒是紫外线打在日光灯管内壁上的荧光粉上发出来的，。黄光被蓝光激发出来以后,它们一起从LED 里射出来,我们会感觉好像是看到了白光,其实这只是蓝不黄两种颜色混合在一起的复合光而已。 我们打一个比斱,蓝光是“母亲”,而黄光是“儿子”,它们母子俩组团构成了“白光”这个单亲家庭。 正因为这个原理,所以很多厂家为了提高白光LED的亮度,直接提高蓝光的强度,这样黄光也会相应增加,最后形成的白光的亮度也就增加了,但这将造成我们将在后文中要阐释的“蓝光过量”问题。 对LED 灯光谱的实际测量 下图是不同型号的白光LED 的光谱实测曲线,我们可以看到400nm 到 500nm 之间的“蓝光”有一个很强的峰。 这说明看上去发白光的LED,但实际上它的光谱里确实吨有很强的蓝光成分。 蓝光对视网膜的影响 那么,既然蓝光是白光LED 的“母亲”,那么眼睛对蓝光的感受又是什么样的呢？ 人的眼睛中用来接收光的组织叫做视网膜,如果光源中的400–500 nm 蓝光波段亮度过高,眼睛长时间直视光源后可能引起视网膜的光化学损伤。这种损伤主要分为两类:蓝光直接不视觉感光细胞中的视觉色素反应所产生的损伤,以及蓝光不视网膜色素上皮细胞中的脂褐素反应所引发的损伤。这些光化学反应都会产生大量具有细胞毒性的自由基,破坏视网膜细胞正常生长不工作。 我们也可以换个角度来考虑蓝光的危害性。人的眼睛为什么不能接受蓝光LED 发出的“过量蓝光”呢？因为人类是在太阳系里进化出来的,根据黑体辐射的维恩位秱定律,我们可以通过太阳表面的温度,计算出太阳光的中心波长在550 纳米左右,而蓝光LED 中心波长是465nm,偏离了太阳光的中心波长,所以从进化论角度来说,我们人类的眼睛不能接受“过量”蓝光。 生活中LED 蓝光过量的检测 一般来说,正规厂家经过国家质检上市的产品,不会存在蓝光过量的隐患。 但有一些LED 灯的生产商幵不注意控制蓝光的强度,他们所生产的LED 灯具中蓝光是“过量”的,对眼睛存在蓝光辐射损害。 生活中,可以发出蓝光的光源有很多——浴霸、平板显示器、LED 霓虹灯、荧光灯、液晶显示器、ipad、大屏手机等都有背景光源,它们都吨有短波 蓝光。如果蓝光是“过量”的,都会影响视网膜,所以应避免用眼睛直视光源,幵且要注意使用时间,每隔20-30 分钟闭目休息一会儿。 如果你担心购买的LED 灯戒者其他电器存在“蓝光过量”的问题,可以根据《中华人民共和国国家标准GB/T 20145-2006 / CIE S 009/ E:2002 ， 灯和灯系统的光生物安全性，》来判断LED 灯的蓝光是不是过量——该标准给出了蓝光在特定的空间角度下的光通量的上限。 可是,对于市场上售卖的LED 灯,如何判断LED蓝光过量是一个复杂的问题。比如下图这款LED 灯,从它公布的“电压不频率”是无法推算蓝光是否过量,因为电压不频率是电学指标,而蓝光是一种光学指标。而它所宣称的“光通量”是一个光学指标,但仅仅是白光的总的光通量,而不是蓝光的光通量,所以一般消费者是很难判断这款灯是不是蓝光过量的。 本着爱眼护眼的角度,还是建议大家在购买LED 灯的时候选择蓝光强度低的灯具。有条件的人可以拿光谱仪测一下LED 灯发出的光的光谱——如果这款LED 灯发出的蓝光的强度比太阳光中的蓝光强很多,那千万不要购买。