แสงสว่างกับการมองเห็น

อัตราการให้พลังงานแสงของแหล่งกำเนิดแสง

แสงเป็นพลังงานอย่างหนึ่งที่ทำให้เกิดความสว่างบนพื้นผิว โดยแหล่งกำเนิดแสงจะเปล่งพลังงานแสงออกมาในหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่า ฟลักซ์ส่องสว่าง ( luminous Flux ) หรือ “อัตราการให้พลังงานแสง” มีหน่วยเป็น ลูเมน ( lumen; lm ) เขียนแทนด้วย ” F ” ตามบ้านเรือนเราใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง

ความสว่าง (illuminance )

ความสว่างที่เกิดบนพื้นที่รองรับแสง เกิดจากฟลักซ์การส่องสว่าง หรืออัตราการให้พลังงานแสง ตกบนพื้นที่รองรับแสง หาได้จาก

F เป็น อัตราพลังงานแสงที่ตกตั้งฉากบนพื้น มีหน่วยเป็นลูเมน (lumen : lm)
A เป็น พื้นที่รับแสง มีหน่วยเป็นตารางเมตร
E เป็น ความสว่าง มีหน่วยเป็นลักซ์ (lux ; lx)

แสงสว่าง กับการใช้งานที่เหมาะสม

แสงสว่าง เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่สำคัญต่อการดำเนินชีวิตของทั้งมนุษย์ พืช สัตว์ ซึ่งแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ เป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ถูกสรรสร้างเพื่อสิ่งมีชีวิต โดยไม่เสียค่าใช้จ่ายใดๆ หากเราสามารถใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาตินี้ได้อย่างเหมาะสมมากที่สุด จะเป็นการประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากที่เดียว แต่ เราต่างทราบกันดี แสงสว่างจากธรรมชาตินี้จะหมดไปในช่วงเวลากลางคืน เช่นนี้เราจึงจำเป็นต้องพึ่งพาแสงสว่างจากหลอดไฟฟ้า ดังนั้นการวางแผนการใช้งานอย่างมีความรู้ความเข้าใจในการเลือกใช้แสงให้เกิดประสิทธิภาพและประโยชน์สูงสุดมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการประหยัดพลังงาน

อย่างไรก็ตามเราจำเป็นต้องเข้าใจถึงประสิทธิภาพในการมองเห็นอย่างชัดเจนถูกต้อง นั้นจะต้องเกิดความสบายในขณะที่ประกอบกิจกรรมในชีวิตประจำวัน ไม่ให้มีแสงสว่างมาก หรือน้อยจนเกิดผลกระทบ เพราะในพื้นที่ใช้งานมี แสงสว่างที่น้อยเกินไป จะมีผลเสียต่อสายตา ทำให้กล้ามเนื้อตาทำงานมากเกินไปจากการเพ่งมอง ทำให้เกิดการเมื่อยล้าปวดตา มึนศีรษะ รวมถึงประสิทธิภาพในการทำงานลดลง ในทางกลับกัน หากมี แสงสว่างที่มากเกินไป จะทำให้ผู้ทำงานเกิดความไม่สบายสายตา ปวด แสบตา มึนศีรษะ วิงเวียน และอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุขึ้นได้ รวมถึงส่งผลให้ประสิทธิภาพในการทำงานของเราลดลงหรืออาจเป็นสาเหตุของโรคทางสายตาได้เช่นเดียวกัน
แสงที่เพียงพอกับการใช้งานที่เหมาะสม
ทราบได้อย่างไรว่าพื้นที่ใช้งานมีค่าความส่องสว่างเพียงพอหรือไม่ โดยทั่วไปเรามักจะรู้สึกได้จากอาการแสบตาเมื่อมีแสงมากเกินไปหรือต้องหรี่ตาเมื่อรู้สึกว่าพื้นที่นั้นๆ ว่ามีปริมาณน้อยเกินไป ซึ่งในปัจจุบันมีการพัฒนาอุปกรณ์เครื่องวัดแสงเรียกว่า
“Lux Meter” สำหรับวัดความสว่างเฉพาะความเข้มที่ปรากฏในสายตาของมนุษย์ โดยมีหน่วยของการวัดความสว่างเป็น ลักซ์ (Lux) โดยทั่วไประดับแสงกลางแจ้งจะอยู่ที่ประมาณ 10,000 ลักซ์ และจะมีระดับที่สมดุลแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ ดังนั้นเราควรให้ความสำคัญและมั่นตรวจวัดค่าความส่องสว่างให้มีค่าแสงสว่างเป็นไปตามที่มาตรฐานกำหนดไว้เพื่อให้แต่ละวันในการทำงานของเราสามารถนั่งทำงานได้สบายตา

ตัวอย่างข้อมูลมาตรฐานความสว่างในบริเวณต่างๆ ของโรงเรียนและร้านสะดวกซื้อ

ประเภทกิจกรรมและพื้นที่	ความส่องสว่าง (LUX)
ห้องน้ำ ห้องสุขา	100
ช่องทางเดินภายใน	200
ห้องสมุด ห้องเรียน ห้องปฏิบัติการ	300 – 500
ห้องประชุม	200 – 300
หน้ากระดาน หน้าเวทีประชุม	700 – 1,000
พื้นที่ทั่วไปในอาคาร	200
แสงสว่างทั่วไปในร้านค้า	500 – 1,000

สำหรับการจัดแสงสว่างอย่างเหมาะสมในสถานที่ทำงานให้มีสภาพเหมาะสม ต้องคำนึงถึงปัจจัยที่สำคัญในเรื่องการเลือกระบบแสงสว่างและแหล่งกำเนิดแสงสว่าง และลักษณะห้องหรือพื้นที่ใช้งาน รวมทั้งเรื่องคุณภาพและปริมาณของแสงสว่าง ตลอดจนการดูแลบำรุงรักษาระบบแสงสว่าง หากมีแสงสว่างในสถานที่ทำงานไม่เพียงพอสามารถเลือกพิจารณาแก้ไขตามความเหมาะสม ได้แก่

– ติดตั้งดวงไฟเพิ่มเฉพาะจุดที่มีการทำงานเป็นพิเศษ เปิดและปิดไฟ เท่าที่จำเป็นต้องใช้งาน

– ลดระดับความสูงของดวงไฟลงมาอยู่ในระยะที่สามารถให้ปริมาณแสงสว่างเพียงพอ

– ใช้โคมไฟที่ทาด้วยสีเงิน หรือสีขาว ซึ่งมีประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงได้ดี จะช่วยเพิ่มแสงสว่าง

– เปลี่ยนตำแหน่งการทำงานไม่ให้อยู่ในตำแหน่งที่มีเงา หรือเกิดเงาจากตัวผู้ปฏิบัติงาน

– ใช้แสงสว่างจากธรรมชาติช่วยในการเพิ่มแสงสว่าง

– สีของผนัง ฝ้าเพดานที่มีสีอ่อนจะสะท้อนแสงได้ดีกว่าสีมืดทึบ

การมองเห็นสี

เมื่อให้แสงสีขาวตกกระทบวัตถุต่าง ๆ เราจะเห็นวัตถุมีสีแตกต่างกัน การมองเห็นสีต่าง ๆ นอกจากจะขึ้นอยู่กับ เซลล์รูปกรวยในเรตินาของตาแล้ว ยังมีสิ่งอื่นอีกที่มีอิทธิพลต่อการเห็นสีของวัตถุ คือ การที่จากนั้นผ่านสีต่าง ๆ ของตัวกลาง ก่อนเข้าสู่ตาเรา เช่น แสงขาวของดวงอาทิตย์ เมื่อผ่านปริซึม จะมองเห็นแสงสีถึง 7 สี เป็นต้น หรือ แสงสีต่าง ๆ ผ่านแผ่นกรองแสงสี เพื่อต้องการให้ได้แสงสีที่ต้องการ

ในกรณีที่แสงขาวตกกระทบวัตถุทึบแสง วัตถุนั้นจะดูดกลืนแสงแต่ละสีที่ประกอบเป็นแสงขาวนั้นไว้ในปริมาณต่าง ๆ กัน แสงส่วนที่เหลือจากการดูดกลืนจะสะท้อนกลับเข้าตา ทำให้เราเห็นวัตถุเป็นสีเดียวกับแสงที่สะท้อนมาเข้าตามากที่สุด ตามปกติวัตถุมีสารที่เรียกว่า สารสีทำหน้าที่ดูดกลืนแสง วัตถุที่มีสีต่างกันจะมีสารสีต่างกัน การเห็นใบไม้เป็นสีเขียว เป็นเพราะใบไม้มีคลอโรฟิลเป็นสารดูดกลืนแสงสีม่วงและสีแดง แล้วปล่อยแสงสีเขียวและสีใกล้เคียงให้สะท้อนกลับเข้าตามากที่สุด ส่วนดอกไม้ที่มีสีแดงเพราะดอกมีสารสีแดงซึ่งดูดกลืนแสงสีม่วง สีน้ำเงิน และสีเขียวส่วนใหญ่ไว้ แล้วปล่อยให้แสงสีแดงปนสีส้มและสีเหลืองให้สะท้อนกลับมาเข้าตามากที่สุด ส่วนสารที่มีสีดำนั้นจะดูดกลืนแสงทุกสีที่ตกกระทบทำให้ไม่มีแสงสีใดสะท้อนกลับเข้าสู่ตาเลย เราจึงเห็นวัตถุเป็นสีดำ แต่สารสีขาวนั้นจะสะท้อนแสงทุกสีที่ตกกระทบ