Mitä valo on? Näkyvä spektri ja sen ulkopuolella

Vaikka ’valolla’ tarkoitetaan näkyvää säteilyenergiaa, sillä voidaan viitata myös valaistuksen lähteisiin, kuten auringonvaloon tai keinotekoisiin lähteisiin, kuten lamppuun ja valaisimiin (eli valaisimiin). Voidaan ajatella auringonlaskuja tai jopa yötaivasta! Lähes koko ihmiskunnan evoluution ajan oli olemassa vain luonnollista auringonvaloa – tai tulta (kuten kynttilöitä, liekkisoihtuja ja myöhemmin öljylamppuja). Nykyään – ja viime vuosisadan aikana – sähköllä toimivat lamput ovat kuitenkin hallinneet yöympäristöjämme kehittyneissä maissa. 1820-1830-luvuilta lähtien kaasulamput ja (myöhemmin) hehkulamput (punaiset) ovat hallinneet yöllistä sisäympäristöämme. Avoliekkien ja hehkulamppujen värilämpötiloja kuvataan teknisesti siten, että niillä on matalat värilämpötilat, tyypillisesti ⩽2800 kelviniä (K), ja niillä on runsaasti pidempiä näkyviä (oranssia, punaista) aallonpituuksia sekä infrapuna- ja lähi-infrapunasäteilyä. Sitä vastoin keskipäivän aurinko sisältää runsaasti lyhyempiä aallonpituuksia, ja sen värilämpötila on noin 6500 K. Auringonvalo muuttuu punertavaksi, kun se on matalalla taivaalla, ja merkittävää muutosta spektrissä ei useinkaan huomaa, koska näköjärjestelmämme on sopeutunut valikoivasti kromaattiseen säteilyyn.

Vuosisadan 1950-luvulta lähtien loisteputkia (jotka sisältävät yleensä runsaasti vihreää valoa ja linjasäteilyä – vihreää ja linjasäteilyä) on käytetty laajalti sisätilojen valaistussa ympäristössä ainakin toimistoissa ja kaupallisissa tiloissa, mutta melko harvoin kodeissa, ehkäpä vain yhtä ainoaa poikkeusta lukuun ottamatta: keittiössä (USA:ssa). Optiikan ”vallankumous” 1960-luvulla – jota pitkälti edisti laserin keksiminen – johti kuitenkin muihin optisiin tekniikoihin, kuten uudentyyppisten linssien ja suodattimien, holografian ja valoa säteilevien diodien (LED) kehittämiseen. LEDit olivat paljon energiatehokkaampia kuin hehkulähteet, mutta aluksi ne pystyivät lähettämään vain hyvin kapeita aallonpituuskaistoja eli yksivärisiä näkyviä LEDejä, kunnes keksittiin monisirumaiset LEDit ja sini-violettipumputetut loisteputki-LEDit, joilla voitiin tuottaa ”valkoista” valoa.

Tällä vuosisadalla hallitusten painottama energiansäästö johti painostukseen, jonka mukaan pienloistelamppuja ja valkoisia LEDejä olisi pitänyt ottaa käyttöön valaistuksessa. Kiinteän tilan LED-valaistus, joka on vielä energiatehokkaampi kuin pienloistelamput, alkaa nyt vallata markkinoita. Sekä ensimmäisten pienloistelamppujen että ”valkoisten” LEDien spektrinen tehojakauma on kuitenkin hyvin sininen (kuva 1). Jotkut kuluttajat alkoivat närkästyä tällaisista runsaasti sinistä sisältävistä lampuista ja vaativat vähemmän ”kovia”, vähemmän ”kylmän sinisiä” valonlähteitä. Nykyään löytyy joitakin LED- ja CFL-lamppuja, joiden sinistä säteilyä on huomattavasti vähennetty. Viimeisten 60 vuoden aikana keinotekoisten valonlähteiden värilämpötila on kuitenkin jatkuvasti noussut ja yöllinen ”valosaaste” lisääntynyt. Länsi-Euroopan yötaivas avaruudesta katsottuna osoittaa sähkövalaistuksen valtavan vaikutuksen (kuva 2).

Atmosfäärioptiikka muuttaa auringonvaloa merkittävästi ja tarjoaa joskus upeita värinäytöksiä, kuten Vihreä välähdys (suuri harvinaisuus)! Ilmakehä toimii kuin lievä prisma: taitekerroin vaihtelee hieman aallonpituuden mukaan, mikä liioittelee auringon kuvaa matalalla horisontissa. Ilmakehä taivuttaa eri värejä eri määrin, ja Auringon kuva on taivutettu ~0,6° horisontissa niin, että Aurinko itse asiassa laskee ennen kuin sen taittunut kuva laskee! Punainen kuva laskee ensin, sitten vihreä, joka näkyy vain sekunnin murto-osan ajan, ja sininen valo ei näy, koska se on hajonnut pois.3

Historialliset näkemykset

Alkuajoista lähtien ihmiset ovat ihmetelleet: ”Mitä valo on?”. Raamatullisesti (King James ’Authorized Version’, Cambridge Edition)- Genesis 1 : 3 (4. päivä) kuuluu: Ja Jumala sanoi: ”Tulkoon valo, ja tuli valo”. Monet suuret mielet kehittivät teorioita valosta (kuva 3). Klassinen kreikkalainen ajattelu aiheesta ”Mitä valo on?” johti Platonin (428-328 eKr.) teoriaan, jonka mukaan valo sai alkunsa silmistä lähtevinä ”tuntosäteinä”, jotka suuntautuvat siihen, mitä ihminen havaitsee. Ilmeisesti hän tukeutui siihen tosiasiaan, että valo syntyy silmän sisällä painefosfeenien avulla. Vaikka tämä käsitys vaikuttaa nykyään oudolta, tämä kuvaus hallitsi länsimaista ajattelua lähes kahden vuosituhannen ajan. Seitsemännellätoista vuosisadalla syntyi kiista siitä, onko valo aalto vai hiukkasvirta. Sir Isaac Newton väitti täällä Cambridgessa, että Grimaldin diffraktioilmiöt yksinkertaisesti osoittivat uuden taittumismuodon. Newton väitti, että taittumis- ja heijastuslakien geometrinen luonne voitaisiin selittää vain, jos valo koostuisi ”korpuskeleista” (hiukkasista), sillä aallot eivät kulje suoraviivaisesti. Liityttyään Lontoon kuninkaalliseen seuraan vuonna 1672 Newton totesi, että neljästäkymmenestäneljäs hänen juuri suorittamistaan kokeista oli osoittanut, että valo koostui hiukkasista – ei aalloista. Manner-Euroopassa valon aaltoteoria näytti kuitenkin olevan vallalla. Hollantilainen fyysikko Christiaan Huygens (fysiikkaa kutsuttiin tuolla vuosisadalla ”luonnonfilosofiaksi”) julkaisi vuonna 1690 teoksensa Traité de la Lumière, joka tuki aaltoteoriaa. Aaltoteoria hyväksyttiin täysin vasta, kun Sir Thomas Young osoitti selvästi aaltojen interferenssin (Experiments and Calculations Relative to Physical Optics, 1804)4 – ja aaltoteoria oli vallalla ainakin 1800-luvun loppuun asti. Toinen merkittävä Cambridgen fyysikko oli James Clerk Maxwell, joka johti 1800-luvun puolivälissä sähköä ja magnetismia koskevat yleismaailmalliset sääntönsä, jotka ennustivat sähkömagneettiset aallot ja sähkömagneettisen spektrin (kuva 4). Itse asiassa vuoden 1800 tienoilla Ritter5 oli havainnut ultraviolettisäteilyn ja Herschel6 infrapunasäteilyn olemassaolon.

Klassisessa fysiikassa kehittyi 1800-luvun vaihteessa (1899-1901) kriisi. Fyysikot joutuivat käsittelemään erittäin suurta arvoitusta: Joissakin kokeissa, kuten interferenssissä ja diffraktiossa, valo käyttäytyi aaltoina. Toisissa kokeissa, kuten valosähköisessä ilmiössä, valo näytti kuitenkin käyttäytyvän ikään kuin hiukkasina. Valosähköinen ilmiö havaittiin joissakin metalleissa, kun ne altistettiin valonsäteelle. Mutta vain lyhyemmät aallonpituudet saivat aikaan valovirran metallissa, kun taas pidemmän aallonpituuden (punainen) valo ei saanut aikaan valovirtaa edes suurella intensiteetillä. Tämä kummallinen havainto tuki vahvasti säteilyn kvanttiteoriaa. Jotkut saksalaiset fyysikot teoretisoivat, että yksittäisellä fotonilla (valohiukkasella) on kvanttienergia Qν, joka on suoraan verrannollinen aallon taajuuteen f (joskus symboloitu kreikkalaisella kirjaimella ν):

Qν=h × f,

jossa h tunnetaan nimellä ”Planckin vakio”. Tämä johti ”aalto-hiukkasdualiteetin” käsitteeseen.

Fyysikot pääsivät lopulta yhteisymmärrykseen siitä, että valoa voidaan luonnehtia samanaikaisesti sekä hiukkasvirtana että aaltona. Jotkin kvanttiteorian näkökohdat ovat varsin outoja, emmekä syvenny niihin, mutta jopa Einsteinilla oli ongelmia kvanttiteorian hyväksymisen kanssa. Mutta sitten se oli Einstein, joka esitti teorian, jonka mukaan valon nopeutta tyhjiössä ei voi ylittää – ja joka myös (vuonna 1916) ennusti ”stimuloidun säteilyn emissioinnin”, joka oli laserin teoreettinen perusta.7

Vähän kaikki tietävät, että valon nopeus on vakio – noin 300 000 km/s tyhjiössä, mutta 299 000 km/s ilmassa, ja se hidastuu vieläkin enemmän tiheämmässä väliaineessa, esimerkiksi silmän sisällä ~225 000 km/s. Valon nopeuden suhde tyhjiössä ja valon nopeuden suhde väliaineessa on ”taitekerroin n”. Vain muutama kuukausi sitten Ecole Politechnique Lausannen ryhmä väitti tuottaneensa ensimmäisen valokuvan valohiukkasista ja -aalloista! En ole varma, ymmärsinkö heidän kokeellista tekniikkaansa, mutta on mielenkiintoista nähdä, pystyvätkö muut laboratoriot toistamaan heidän tuloksensa ja vahvistamaan heidän tulkintansa kuvistaan. Kuvassa 5 on asteikko, jonka avulla voidaan vertailla yhden valon aallonpituuden ulottuvuutta.

Kvanttiteoria ja stimuloitu emissio

Atomin mittakaavassa fotonit emittoituvat, kun elektroni hyppää atomin matalamman energian kiertoradalle. Fotonin stimuloitu emissio voi tapahtua vain, jos täsmälleen saman energian omaava alkuperäinen fotoni kulkee kiihdytetyn atomin ohi. Atomit virittyvät yleensä siten, että fotoni absorboituu ja nostaa atomin korkeammalle energiatasolle, minkä jälkeen fotoni emittoituu spontaanisti atomin laskiessa matalammalle energiatasolle, lukuun ottamatta stimuloitua emissiota. Oikein rakennetussa resonanssipesässä voi syntyä stimuloitujen emissioiden kaskadi, jonka tuloksena syntyy lasersäde. Laserlähteen todellinen etu on sen erittäin suuri säteilyteho (kirkkaus). Käytännöllisesti katsoen kaikki lasersovellukset – laserosoittimista, laseretäisyysmittareista ja CD-levyjen kirjoittamisesta ja lukemisesta laserfuusioon – ovat mahdollisia vain laserin erittäin suuren säteilytehon ansiosta. 1 mW:n laserosoittimen kirkkaus (radianssi) on vähintään 10 kertaa suurempi kuin auringon.

Mitkä ovat näkyvän spektrin rajat?

Näkyvälle spektrille ei oikeastaan ole sovittuja rajoja. CIE määrittelee ”näkyvän säteilyn (ILV-termin numero 17-1402) ”kaikeksi optiseksi säteilyksi, joka voi suoraan aiheuttaa näköaistimuksen”. CIE:n määritelmään lisätään seuraava huomautus: ”Näkyvän säteilyn spektrialueelle ei ole olemassa tarkkoja rajoja, koska ne riippuvat verkkokalvolle saapuvan säteilytehon määrästä ja havaitsijan herkkyydestä. Alaraja on yleensä 360-400 nm ja yläraja 760-830 nm”. Näkyvyyden rajat ovat jo pitkään kiinnostaneet minua henkilökohtaisesti. Nuorena, noin 24-vuotiaana tutkijana tein kokeen määrittääkseni lyhimmän aallonpituuden, jonka pystyin näkemään tarkasteltuani paljon aiempia raportteja aiheesta.8, 9, 10 Pystyin kuvaamaan kaksoismonokromaattorin raon aina 310 nm:iin asti, ja olin varma, että todella kuvaan 310 nm:n aallonpituutta enkä pidempien aallonpituuksien hajavaloa, sillä asetin säteen keskelle useita spektrisiä suodattimia ilman, että havaitsemiskynnys muuttui. Mutta nykyään, 74-vuotiaana, en näe edes 400 nm:ää kovin helposti! Ikääntyessäni UV-säteilyä absorboivien proteiinien – joista monet ovat fluoroforeja – kerääntyminen ehjiin kiteisiin linsseihini estää suurimman osan UV-A-aallonpituuksista (315-400 nm), ja koen enemmän linssin fluoresenssin aiheuttamaa sameutta kuin nuorempana. Jokainen voi kokea linssin fluoresenssia11 UV-A:sta (315-400 nm), ja Zuclich et al12 määrittivät UV-A-linssin fluoresenssin ja sen, että se vaihtelee vähän iän myötä. Weale13 arvioi, että linssin fluoresenssi häiritsee näkökykyä. Hyönteiset ovat varsin herkkiä UV-säteilylle, ja tähän perustuvat UV-hyönteisvaloansat. Mehiläisten uskotaan hyödyntävän taivaanvalon polarisoitunutta UV-säteilyä suunnistaessaan, mutta ihmiset eivät oletettavasti tietoisesti hyödynnä polarisoitunutta violettia taivasta, vaikka jotkut ihmisen sarveiskalvon polarisoivat ominaisuudet tuottavat Haidingerin harjaksia.14 Toisen maailmansodan aikana heräsi huoli siitä, että ultraviolettisäteilyä edeltävä altistuminen heikentää yönäköä,15 mutta jopa maineikas näkökyvyn tutkija George Wald väitti Rochesterin yliopiston jatko-opiskelijan tavoin, että tämä havainto oli naurettava, koska kiteinen linssi estää verkkokalvon altistumisen UV-A:lle. Ilmeisesti professori Wald ei ajatellut tässä tapauksessa logaritmisesti, sillä lähes 1 % UV-A:sta läpäisee UV-säteilyn, ja lyhyempien UV-aallonpituuksien suurempien fotonienergioiden vuoksi ei ollut epäuskottavaa, että UV-A-säteily voisi vaikuttaa sauvojen fotoreseptoreihin.16 Pieni myrsky jatkui, kun Wolf17 vahvisti yönäön heikkenemisen, mutta vielä myöhemmin Wald18 väitti, että tämä ei ollut merkittävä eikä pysyvä vaikutus. Tan19 mittasi myöhemmin afaattisten henkilöiden harmaata näköä, mikä vahvisti jokaisen käpyfotoreseptorin sekundaariset UV-A-vastehuiput.

Infrapuna-”valon” näkeminen

Kun 1970-luvulla oli useita kummallisia tarinoita siitä, että sotilaat näkivät infrapunalasereita, ryhmäni osoitti näköhavainnon lähes 1100 nm:iin asti (J Opt Soc Amer 1976). Kuva 6 osoittaa näön spektrisen herkkyyden ulottuvan pitkälle infrapuna-alueelle. Tämä ei ollut helppo koe. Erotimme laserin 8 metrin päähän havaitsijasta pumppuvalon vähentämiseksi (pumppuvalo väheni nopeasti etäisyyden kasvaessa, mutta lasersäteen irradianssi ei), ja käytimme kapeakaistaisia infrapunasuotimia, joita pinottiin päällekkäin, kunnes sama kynnys mitattiin ilman toisen suodattimen lisäämistä (kuva 7). Oli mielenkiintoista, että – kuten muillakin näkyvillä aallonpituuksilla – värin tunnistaminen oli vaikeaa pistemäisen lähteen kynnysarvossa20 , mutta jos ylitimme kynnysarvon ja erityisesti jos lähteen kokoa laajennettiin ”pisteestä”, pystyimme aina näkemään punaista, mikä viittaa siihen, että punaiset kartiot olivat aktivoituneet. Lisäksi teimme kokeita, jotka vahvistivat kentällä tehdyistä yöhavainnoista saadut raportit, joiden mukaan lyhyesti pulssitetun Nd:YAG-laserin säteen sisältämästä ”vihreästä” valosta näkyi vihreää valoa useiden kilometrien etäisyydellä. Pystyimme vahvistamaan, että jos tarkkailtiin suoraan 1064 nm:n lähi-infrapunasäteilyä q-kytkentäisen (~10-20 ns) Nd:YAG-laserin aallonpituudella, havaittiin vihreää valoa, joka näkyi 532 nm:n vihreänä valona, kun se sovitettiin värisävyyn CW-monokromaattorilähteellä. Tämä osoitti meille, että silmän kudoksissa – todennäköisesti verkkokalvolla – tapahtuu toisen harmonisen värähtelyn syntymistä. Toista harmonista ei näkynyt rubiinilaserissa (694 nm), mikä osoittaa tämän epälineaarisen prosessin alhaisen hyötysuhteen.

Viime joulukuussa julkaistussa artikkelissa Palczewska ym.21 väittivät, että infrapunanäkö on tulosta kahden fotonin isomerisaatiosta; koska he kuitenkin käyttivät vain infrapunalaserin femtosekunnin (10-12 s) pulssijonoja, he eivät voineet sulkea pois epälineaarisia prosesseja. Heidän kokeensa olivat hyviä, mutta mielestäni heidän tulkintansa vaikuttavat virheellisiltä, koska he jättivät huomiotta heidän laserinsa huipputehon vaikutuksen, joka oli 67 000 keskimääräistä suurempi. He eivät voineet olettaa, että heidän 200 fs:n ja 75 MHz:n laserinsa vastasi jatkuvaa lähdettä (jonka työjakso oli vain 1,5 × 10-5), joten epälineaariset vaikutukset eivät olleet yllättäviä. Heidän silmään syöttämänsä 1 mW:n keskimääräinen teho oli itse asiassa 66 W:n huipputeho, joka tuotti verkkokalvon säteilytyksen >13 MW/cm2 verkkokalvon minimaalisessa ~25 μm:n täpläkoolla!

Voidaan päätellä, että valon näkyvyys hyvin hyväksytyn noin 380-780 nm:n alueen ulkopuolella riippuu lähteen kirkkaudesta (säteilytehosta), mutta rajoittuu lapsuudessa noin 310 nm:iin näkyvän spektrin lyhyillä aallonpituuksilla kenties noin ~1100 nm:iin läheisessä infrapunaputkessa. Todellista rajaa ”näkyvän” ja infrapunan välillä ei yksinkertaisesti ole olemassa. Infrapuna A:n (IR-A) aallonpituuden näkyvyys riippuu ainoastaan lähteen kirkkaudesta (säteilyn voimakkuudesta) verrattuna ympäristön luminanssiin.

CIE:n fotobiologiset spektrikaistat

CIE kehitti 1930-luvulla joitakin hyödyllisiä lyhyen aikavälin merkintöjä fotobiologiaa varten. Nämä olivat: UV-C 100-280 nm:n välillä (vahvasti aktiininen; bakterisidinen, jolla on lyhyen aallonpituuden raja ”pehmeän röntgensäteilyn” alueeseen), UV-B 280-315 nm:n välillä, jolla on aktiinisia ja fotokarsinogeenisia vaikutuksia, ja UV-A 315-400 nm:n välillä, jota luonnehditaan heikosti aktiiniseksi ja jolla on merkittävä rooli fotodynaamisissa vaikutuksissa ja fotosensitisaattoreissa. Näkyvä spektri on tarkoituksellisesti päällekkäinen UV-A:n kanssa (~360-380 nm:n ja 400 nm:n välillä syvässä violetissa) ja ulottuu pitkälle lähi-infrapunan (IR-A) spektrialueelle, joka alkaa 780 nm:stä. Tutkimusta tekevien fotobiologien yllätykseksi näiden CIE:n spektrikaistojen rajat ovat toisinaan aiheuttaneet kiistoja teollisuudessa. Kansainvälisen standardisoimisjärjestön (ISO) julkaisemassa melko surullisenkuuluisassa ”standardissa” (ISO-20473-2007) yritettiin muuttaa perinteisiä CIE:n UV-A:n määritelmiä, jotka olivat olleet voimassa >75 vuotta. ISO:n tekninen komitea TC172 (optiikka) valmisteli tämän spektrikaistastandardin määrittelemällä UV-A:n uudelleen <380 nm:ksi CIE:n 400 nm:n määritelmän sijaan ja pyrki ehdottamaan hienojakoista rajaa 380 nm:llä alkavalle näkyvälle säteilylle22 . Komitean keskeiset silmälasiteollisuuden jäsenet suosivat silmälasilinssejä ja aurinkolaseja, jotka voisivat täyttää paljon lievemmät UV-suojauksen kriteerit!”

CIE määrittelee kolme infrapunaspektrin taajuuskaistaa, jotka perustuvat suurelta osin veden infrapuna-absorption spektrisiin vaihteluihin. IR-A-alue ulottuu 780-1400 nm:stä (metavisible aallonpituudet), jotka vesi läpäisee hyvin ja jotka saavuttavat verkkokalvon silmän väliaineen kautta. Kuten aiemmin todettiin, hyvin heikko visuaalinen ärsyke on olemassa jopa 1100 nm:n kohdalla, ja IR-A tunkeutuu syvälle biologisiin kudoksiin, joten sitä käytetään diagnostiikassa ja ihon hoidossa. Infrapuna B ulottuu 1,4 μm:n (1400 nm) ja 3,0 μm:n (keski-infrapuna) välille, ja nämä aallonpituudet eivät saavuta verkkokalvoa, mutta tunkeutuvat jopa muutaman millimetrin päähän iho- ja silmäkudoksiin. C-infrapuna on laaja spektrialue, joka ulottuu 3,0-1 000 μm (1 mm). Nämä kaukaisinfrapuna-aallonpituudet absorboituvat hyvin pinnallisesti (<1 mm). Äärimmäistä infrapuna-C:tä kutsutaan myös terahertsisäteilyksi (THz).

Valon mittaaminen – CIE:n standardoimat radiometriset ja fotometriset termit

CIE määrittelee kaksi erillistä järjestelmää valon mittaamiseen: fotometrisen ja radiometrisen järjestelmän. Radiometrinen järjestelmä perustuu fysikaalisiin perusyksiköihin (taulukko 1). Fotometristä järjestelmää käytetään valaistussuunnittelussa ja valaistustekniikassa, ja se perustuu päivänvalon (fotooppisen) näkökyvyn likimääräiseen, mutta standardoituun (V(λ)) spektriseen vasteeseen, jonka yksiköt ovat: lumenit (valoteho Φv), luxit (lm/m2 valaistusvoimakkuudelle Ev), kandelat (lm/sr valovoimakkuudelle Iv) ja nitsit (cd/m2 valaistusvoimakkuudelle Lv, ts. ”kirkkaus”). Fyysikot käyttävät radiometristä järjestelmää säteilevän energian määrittelemiseen aallonpituudesta riippumatta; fotometrisiä suureita käytetään vain näkyvän valon osalta, mutta radiometrisiä suureita ja yksiköitä sovelletaan myös ultravioletti- ja infrapunaspektrin alueilla23 . Yksityiskohtaiset termit, suureet ja yksiköt on esitetty verkossa CIE:n sähköisessä ILV:ssä osoitteessa http://eilv.cie.co.at/, ja niitä käytetään laajalti kansainvälisissä (ISO ja IEC) standardeissa.

Verkkojulkisivun valotuksen laskeminen

Verkkojulkisivun irradianssin Er on suoraan verrannollinen tarkasteltavan lähteen säteilysäteilyyn (kirkkauteen) L . Verkkokalvon irradianssi Er W/cm2 on:

Er=0,27 × L × τ × de2

jossa L on säteilyn voimakkuus W/cm2/sr, τ on silmän väliaineen läpäisevyys ja de on pupillin halkaisija cm. Kahdella samaa kohtausta katsovalla henkilöllä voi helposti olla riittävän erilainen pupillin koko, jotta verkkokalvon irradianssi eroaa helposti 2-kertaisesti (100 %)!

Verkkokalvon valaistusvoimakkuus (fotometrinen mitta) mitataan Trolandeina (td), ja se on katseltavan lähteen luminanssi L (cd/m2) kerrottuna pupillin läpimitan neliöllä (millimetreinä). Tätä yksikköä on käytetty laajalti ”salamasokeutta” koskevissa tutkimuksissa ja joillakin näöntutkimuksen aloilla. Ulkovalaistuksen aiheuttama verkkokalvon irradianssi on suuruusluokkaa 0,02-0,1 mW/cm2 , ja näitä tasoja on juuri ja juuri mukava katsella. Verkkokalvon valaistusvoimakkuus ulkona on ~5 × 104 td. Suoraan keskipäivän auringon kuvaan katsominen – joka on miljoonakertaisesti suurempi kuin sininen taivas tai suurin osa ulkoilman ympäristöstä – voi johtaa verkkokalvon irradianssiin ~6 W/cm2 tai ~3 × 107 Td 1,6 mm:n pupillilla. Flashblindness-tutkimuksissa käytetään yleensä ~107 Td × s:n arvoa ”täydeksi valkaisuksi”, joka tapahtuisi kolmanneksessa sekunnista.