Cahaya adalah sejenis tenaga dalam bentuk radiasi elektromagnet yang boleh dilihat oleh mata manusia. Ia mempunyai panjang gelombang dalam julat 380 nanometer hingga 780 nanomenter (nm) dengan julat frekuensi 405 TeraHertz sehingga 790 TeraHertz (THz). Dalam spektrum frekuensi gelombang elektromagnet, cahaya boleh nampak terletak di antara gelombang ultraungu dan gelombang infra merah.
Gambar 1: Spektrum elektromagnet
Cahaya bergerak secara lurus dan sangat laju. Dalam vakum, cahaya bergerak selaju 300,000 kilometers per saat. Pergerakan cahaya akan terpesong dan kelajuannya berkurangan apabila melalui media berlainan seperti air atau gas. Terdapat dua jenis punca cahaya iaitu sumber cahaya semula jadi dan sumber cahaya buatan. Matahari dan api adalah contoh sumber cahaya semula jadi manakala pelbagai lampu elektrik yang dicipta oleh manusia adalah sumber cahaya buatan.
Cahaya sangat diperlukan dalam kehidupan manusia. Ia adalah untuk menerangi kawasan gelap atau pada waktu malam dan membantu penglihatan manusia menjalankan pelbagai aktiviti. Sejak dahulu lagi, manusia telah mencipta pelbagai jenis alat untuk menjana cahaya, bermula dari obor, lilin sehinggalah lampu elektrik.
Sejarah
Lampu ialah alat yang mengeluarkan cahaya. Perkataan ‘lampu’ atau dalam bahasa Inggeris ‘lamp’ berasal dari perkataan Greek iaitu ‘lampas’ bermaksud penerang atau obor. Sebelum terciptanya lampu, unggun api digunakan sebagai sumber cahaya. Lampu yang pertama dicipta oleh orang Greek pada 70,000 tahun sebelum Masihi dengan menggunakan batu berongga atau cangkerang haiwan yang diisi dengan lumut kering sebagai sumbu. Lumut kering kemudian dilumur dengan lemak haiwan manakala hujungnya dinyalakan dengan api. Pada 1873, seorang ahli kimia Sweden bernama Ami Argand telah mencipta pelita yang dilengkapi dengan cerobong kaca untuk melindungi nyalaan api dari pergerakan angin.
Pada awal abad ke-18, minyak pula digunakan sebagai bahan bakar untuk pelita. Minyak yang digunakan adalah seperti minyak zaitun, minyak bijan, minyak ikan dan minyak lemak haiwan. Arang batu dan gas asli digunakan sebagai bahan api untuk pelita pada penghujung abad ke 18. Pelita yang menggunakan arang batu telah dicipta pada 1782 oleh seorang jurutera Skotland bernama William Murdock manakala pelita yang menggunakan gas dicipta oleh Freidrich Winzer, seorang rakyat Jerman pada 1804. Penggunaan kerosin sebagai bahan api pada pelita diperkenalkan pada 1853 di Jerman apabila kerja carigali minyak petroleum bermula pada ketika itu.
Lampu elektrik
Penemuan tenaga elektrik dan penciptaan bateri kimia pada penghujung abad ke-18 mendorong penciptaan lampu yang menggunakan tenaga elektrik. Humphrey Davy, seorang ahli kimia England adalah orang pertama yang mencipta lampu elektrik apabila beliau berjaya menghasilkan busur cahaya di antara dua batang elektrod karbon yang dibekalkan tenaga elektrik. Ciptaannya itu telah dijadikan rujukan untuk penghasilan lampu nyahcas berkecerahan tinggi pada masakini.
Terdapat lima parameter penting yang berkaitan dengan lampu elektrik iaitu keamatan cahaya, kuasa, indeks penyebaran warna (color rendering index – CRI) dan suhu warna. Keamatan cahaya adalah ukuran kecerahan cahaya yang dihasilkan oleh lampu dan biasanya diukur dalam unit Lumens. Kuasa pula diukur dalam unit Watt dan ia adalah ukuran tenaga elektrik yang digunakan oleh lampu. Kecekapan adalah keupayaan lampu menukarkan tenaga elektrik kepada cahaya, diukur dalam unit Lumens per Watt. Sesebuah lampu dikatakan berkecekapan tinggi sekiranya mampu menghasilkan cahaya yang terang dengan menggunakan tenaga elektrik yang minima.
Suhu warna adalah ukuran warna cahaya yang dihasilkan oleh lampu berdasarkan bacaan suhu dalam unit Kelvin (K). Ukuran ini adalah berdasarkan warna yang terhasil pada kepingan logam platinum yang dipanaskan pada suhu tertentu. Contohnya, apabila kepingan platinum tersebut dipanaskan pada suhu 7000K, warna biru langit akan terhasil pada plat tersebut. Warna cahaya matahari adalah dalam lingkungan 6000K hingga 7000K manakala warna cahaya api lilin adalah 1500K.
Indeks penyebaran warna pula adalah keupayaan lampu menyerlahkan warna sebenar sesuatu objek. Ia diukur dalam skala 0 hingga 100, di mana indeks 100 adalah pengecaman warna pada cahaya matahari. Sebagai contoh, sebuah objek berwarna merah dan biru, apabila disinari dengan lampu yang mempunyai indeks penyebaran warna yang rendah, warna sebenar objek tersebut sukar dicam. Sebaliknya jika disinari dengan lampu yang mempunyai indeks penyebaran warna yang tinggi, maka objek tersebut dengan jelas berwarna merah dan biru.
Gambar 2: Suhu warna dan indeks penyebaran warna
Tiada ulasan:
Catat Ulasan