Исследование влияния различных отражателей и рассеивателей на форму светового пучка

o1jxsmxp8zk6t2rxl6u70anjtcm.png

Я — велосипедист. Когда ездишь по дорогам общего пользования — понимаешь, что много света не бывает, и однажды я в очередной раз сел читать форумы и статьи, чтобы еще чего-нибудь хорошего купить себе на руль и на шлем. В числе прочего мне попалась на глаза статья одного известного в велосипедных кругах товарища, в которой он рекомендовал простые и дешевые китайские фонарики как универсальное средство — снабженные различными видами креплений они могут использоваться и самостоятельно, и как велофара, и еще в куче разных ситуаций. Одно плохо — для разных назначений необходима разная форма светового пучка.

Эта модель фонариков является своего рода конструктором, к которому производитель поставляет разные типы отражателей и рассеивателей, так что я заказал все, что было в наличии, дождался доставки, и приступил к тестированию.
Итак, у меня было:

  • 4 одинаковых фонарика. В комплект поставки входили гладкие параболические отражатели и простое плоское стекло в качестве рассеивателя.
  • Отражатели типа orange peel (апельсиновая корка) — параболические, но не гладкие, а снабженные мелкими, 0.5 — 1 мм, неровностями по всей внутренней поверхности.

    9e_znd00yltp_bpr0mfgt73sobg.png

  • Рассеиватели в ассортименте:

    xabgptoubschnfswsqihgpovdwg.png

    • Гладкий (на фото нет)
    • Мелкие (0.5 мм) гексагональные ячейки
    • Параллельные ребра треугольного профиля
    • Крупные (1 мм) гексагональные ячейки
    • Тоже крупные ячейки, как предыдущий пункт. Я сначала решил, что положили две одинаковых —, но выяснилось, что они дают совершенно разные световые пятна. после внимательного рассмотрения стало понятно, что у них разные формы внутренних углублений у излучателя:

      cebe37uhasauck3rzgkflxxsrfs.png


Итак, получилось 12 вариантов сочетаний отражателей и рассеивателей. Я сфотографировал световой пучок, который образуется от каждого сочетания, и сформировал сводную таблицу:

5tekguljlfcs0yooymqunfstc1y.png

Исходя из этих изображений, можно сделать следующие выводы:

  1. Самый лучший точечный источник (в качестве поискового фонаря) — образуется при сочетании гладкого параболического отражателя и без рассеивателя.
  2. Парадоксально, но использование отражателя типа «апельсиновая корка» почти не влияет на световой пучок. По сравнению с типом рассеивателя влияние его — минимально.
  3. Применение отражателя «апельсиновая корка» без рассеивателя увеличивает угловой размер центрального пучка примерно в 1.5 раза.
  4. Самый плавнонарастающий пучок (с интенсивностью, нарастающей к центру, примерно по гауссову закону) — получается при сочетании отражателя «апельсиновая корка» и крупноячеистого рассеивателя. Отражатель делает распределение чуть более плавным. Такой пучок подойдет, например, для крепления на шлем при ночном катании по лесу.
  5. Широкий пучок однородной интенсивности не получился ни при каком сочетании, но ближе всего к нему — гладкий рассеиватель с гладким отражателем. В центре при таком сочетании наблюдаются артефакты, похожие на форму излучающего кристалла.
  6. И, наконец, самый интересный результат получается при сочетании отражателя «апельсиновая корка» и ребристого рассеивателя. Такое сочетание позволяет получить пучок, расширенный в одной плоскости. Такой свет идеально подходит в качестве велофары, так как позволит освещать достаточно широкий угол и при этом не ослеплять встречных пешеходов и водителей другого транспорта, что, учитывая очень серьезную мощность этого фонарика — актуальная проблема.

© Habrahabr.ru