LED灯的蓝光会损害眼睛吗?其实是这样...
随着互联网的快速发展,我们在获取信息的时候很容易被带跑方向。有时候真相也许并不是网上说的那样,所以我们必须要有自己的判断和独立的理解。
蓝光视力
在蝌蚪五线谱网站的“蝌蚪找真相”栏目,有网友问:“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与光谱特性不了解,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发的光与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、日光灯发的光与太阳光一样都具有“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,光子的波长与频率成反比,蓝光的波长短,所以频率高。而根据爱因斯坦与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与光子的频率的乘积,所以蓝光的光子能量也比红光与绿光要高一些,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(与日光灯的原理类似,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,其实这只是蓝与黄两种颜色混合在一起的复合光而已。
我们打一个比方,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含有很强的蓝光成分。
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:蓝光直接与视觉感光细胞中的视觉色素反应所产生的损伤,以及蓝光与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与工作。
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移定律,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蓝光过量的检测标准
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灯的生产商并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,它们都含有短波蓝光。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,并且要注意使用时间,每隔20-30分钟闭目休息一会儿。
如果你担心购买的LED灯或者其他电器存在“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。(具体标准的内容就不再这里详细列举了,有兴趣的读者可以自己去查阅。)
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“电压与频率”是无法推算蓝光是否过量,因为电压与频率是电学指标,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,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。
(内容整理自“科普中国”、“科学辟谣平台”)看了这篇文章后大家心里的疑惑是不是迎刃而解了呢?希望对你们有帮助。
推荐内容
-
研究发现孤独感也有“传染性”
心理活动是每个人都有的。然而这样一个别人不知道的思想角落,往往容易被他人忽视。所以我们自身必须时刻关注自己的内心需求,不能让自...
-
新冠疫苗第二针比第一针更痛?来帮大家解答一下
当我们不知道一件事真假的时候,不防多等等官方的回应。因为信息碎片化,很多小伙伴现在上网很容易只看到事情的一面就下定论,其实很多...
-
父亲坟前杀姐嫌犯落网 曾因故意伤害致人死亡服刑
父亲坟前杀姐嫌犯落网 曾因故意伤害致人死亡服刑。不论什么理由也不能解释他的恶,居然在自己去世亲人墓前做出这种事情来,现在让小编带你
-
吃了催熟的西红柿对身体有害?该信吗?
日常生活中我们经常会听到各种各样的坊间流言。然而很少人去求证这些流言的真实性,久而久之就变成了真事。在这里,小编必须提醒大家,...
-
刮痧时间越长效果越好?真是如此?
相信很多人都被“误导”过。因为现在的网络信息非常丰富和更新迅速,还没等我们了解事情的详情,下一秒就又反转了。所以大家在获取信息...
-
膜转换中的平衡作用 将胞吞作用与膜再循环联系起来的酶
所有细胞都有表面膜,这种膜在人体眼睛的光敏细胞中尤为重要。在你眼中是数以百万计的光感受器 - 神经细胞捕捉光线,形成你周围世界的图
-
秋季应避免陷入这些育儿误区? 确有其事?
秋季应避免陷入这些育儿误区? 确有其事?信息时代的来临,大众获取消息的渠道非常多,但其中很多消息还没被证实真实性就大范围传播开了。
-
葡萄皮上长“刺”能放心吃吗?具体什么情况呢
互联网时代,每个人都是信息传播者,但是我们必须清楚一点:在没有获得真正证实的消息之前,千万不能随意散播谣言,很容易造成以讹传讹...