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【水草灯】水草灯光名词解释

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东北神龍 发表于 2013-9-16 02:01:58 |显示全部楼层
    水草属自营性生物,为自然界中的生产者,要获得维生的有机碳源(醣类),只能依赖光合作用自行生产。醣类不仅是植物的能量来源,同时也是建构植物体的基本骨架。由此可见,光合作用的效率对水草育成的影响。

  

  既然光合作用是如此重要,究竟什么因素会影响光合作用的效率?除了与植物体本身的内在因子(如叶绿素含量)有关外,环境因素更是一个重要的影响因子。在诸多环境因素中,又以光源及二氧化碳的影响最深远。


  二氧化碳是一种化学物质,任何不同二氧化碳的制造来源,只要是纯制品,是没有什么差异的,因此在水草栽培过程中,二氧化碳的问题较为单纯,通常只要加装二氧化碳的施肥设备,即可控制其浓度藉以满足水草光合作的需要。


   反观光源的情况就显得有些不同,由于我们栽培水草的目的,不只是让它生长而已,同时也必须兼顾欣赏的需要,所以对于如何处理好光源的问题显得较为复杂。尤其光源的种类很多,它们的光质都不尽相同,何者才是明智选择,真是令人煞费苦心。  

  本文之目的即在揭露这方面的问题,首先让您了解一些光源上的专有名词,接着告诉您如何把它们应用到光源的选择与布置之上,希望对您有所帮助。

  1. 色温



单位为K(Kelvin),意思指的是一个炽热体在某一个绝对温度(K,凯氏温度)下所表现出的颜色,如:铁加热至1400K显示红色、加热至2000K显示橙色、加热至2500K显示黄色,温度越高它的颜色越接近白色。


  非炽热体(如荧光体)使用相对色温观念,即它的色温是对照比较出来得,因此与温度无关。色温由低至高产生的颜色演进变化,大约是由橘色→黄色→白色→蓝色(暖色系→冷色系),亮度通常是由低→高。

  

  基本上色温只是个用来表示颜色的数值,值的高低只是显现的颜色不同,对水草栽培光源的来说,并不能当作一个优劣的指标性判断,充其量只能做为一种个人视觉上美观的选择而已。

   

  2. 演色性


  单位为Ra,意思指的是一个光源照在物体上显现出来的真实色彩程度。「光源照在物体上显现出来的真实色彩程度」,这句话一般人听到,通常无法马上意会了解,所以在这边我举一个例子加以说明。


  我们之所以能见到物体的色彩,是因为物体反射了某些光线到我们的眼中,举例来说:一般状况下,看起来红色的物体,因为吸收了其它的光线,只有红光被反射出来,所以看起来呈现红色;但此时若将照射光源改用蓝光或绿光等不含红光的光源,你将会发现,其它颜色的光照样被物体吸收,但此时却少了红光可以反射,结果物体反而呈现黑色,而不是它原本的红色。所以我们可以由此判断,这个光源让物体显现出的颜色与本身真实颜色差距甚大,演色性是非常差的。

   

  演色性的值愈高,代表灯管的演色性愈好,愈能够呈现出接近物体本身的颜色,而光谱组成愈接近自然光者,演色性也愈佳。但演色性通常也仅只是当作一个视觉美观的参考值。以植物灯来说,它的光谱分布主要落在光合作用吸收区的红光区和蓝光区,此种分布与自然光完全不同,演色性必定较差,但却比自然光对于光合作用有更强的效果。所以,若要以演色性来评断栽培光源的优劣,并不适合。


  3. 光通量
Luminous flux

  

  亦称光束,单位为流明(Lumen),用来表示光源所发出的能量。相同功率的光源,其流明值越高,显示其发光效率也越好,以及通常其光度也越强。在一定的光强度之下,使用发光效率较好的光源,可以节省电费的开销。由于荧光光源比白炽光源有较高的发光效率,或谓其「流明/瓦」值较高,所以一般都是使用荧光光源栽培水草居多。

   

  4. 光度 Luminous intensity:


  单位为烛光(Candela,cd),代表光源在一立体角度范围内发出的光线密度,即范围内的光通量数目,计算上可写成「光通量(Lumen)/立体角」。与发出的光能有直接关系,光度愈大,代表光线密度愈高;光线密度愈高,代表发出的光能也愈高;光能愈高,则光合作用的效率亦会提升。简而言之,就是指光度的提升,可增加光合作用的效率,两者呈正比关系。


  所以在顾虑光合作用的影响上,选购灯具时应将其视为重要考虑之一。一般瓦数(W)愈高者,光度愈高。

   5. 照度 Illuminance:


  单位为勒克斯(Lux) ,其意义为被光源照射的物体,每单位面积上受到光通量数。照度与光度有直接关系,光度愈大,发出的光线密度愈高;发出的光线密度愈高,物体表面接受的光线密度也愈高;物体表面接受的光线密度愈高,即代表表面接受的光能愈多,对光合作用效益愈大。简而言之,照度愈高,光合作用效率也愈好,两者成正比关系。但照度与光源及被照物之间距离的平方成反比,所以要光合作用效率好,光源位置不要摆太高。

  

  6. 亮度 Brightness:

  

  亮度为人类视觉感受到的光线明暗程度,但并非光源的的光度愈大,亮度也一定会愈大。这是由于人眼对于不同波长的光线,所感受的明暗程度不同之故。例如,在所有可见光波长中,绿光给予人的亮度感官是最强的,红光较弱,绿光刺激人类视觉神经的强度约为红光的300倍。因此当有两盏相同光度的绿色光源及红光源放在你的面前时,你会觉得绿色光源感觉明亮许多。


  因为亮度不是一个测量出来的值,是人们主观的视觉感受,而人的主观感受并不适合做为一个评估的标准。当你看到一个很亮的灯管,并不代表它的光度一定很高,也许只是其中绿色光等较容易给人明亮感的光,光谱占的比例较多的原因。所以亮度只适合当作一个视觉美观的考虑,若要把它当作栽培光源的优劣指标,结果可能会令人失望。

  

  7. 功率 Power:


  单位为瓦(W),用来表示光源每单位时间所消耗的能量。功率愈大,代表光源在每单位时间内消耗的能量愈多;就同一光源而论,消耗的功率愈多,释放出的能量也愈多,即光通量(光能)愈多;光通量愈多,光度也会愈高。简单的说,功率与光度两者是成正比关系。

  

  但需要注意的是,利用功率来比较不同光源之光度的时候,必须以相同的类型的光源来做比较,举例来说:一个30W的白炽灯泡与30W的荧光灯管,功率虽然相同,但白炽灯泡在能量转换的过程中,电能转换成热能的比率,会比荧光灯管更高,换句话说,电能转换为光能的比率,会比会比荧光灯管来的少。光能较少,光度自然就低。同样是30W的光源,相较之下白炽灯泡的光度却不如荧光灯管。同样地,其它不同样式的光源,也会有这样的情况。所以,虽然功率是用来评断一个光源光度很好的指标,但若要用于比较不同种类光源的光度时,功率就不是一个非常准确的选择了。 



 8. 光质 Light quality:

  

  光质指的是光源的波长组成,即光谱。植物行光合作用时,必须经过「光反应」将水还原成氢和氧,过程中必须仰赖叶绿素将光能转换为化学能,完成反应。但叶绿素吸收光能并非是所有波长一律照单全收,不论是叶绿素a还是叶绿素b,其主要吸收波段都在红光及蓝光区,而胡萝卜素类主要在蓝光区。


  简单地说,只要光源的光谱分布都坐落在这两个区域外,即使光度再强,叶绿素的光利用率还是很低,光合作用效果依然不好。所以植物灯的光谱,波长分布主要都集中在这两区,原因就是如此。


叶绿素特定的吸收波长有点类似光线的通行证,除非持有通行证(处于特定的光波长),否则即使光度再强,几乎都会被拒于门外。故选择栽培光源时,第一优先应以光质为考虑,之后再以光度做筛选,如此选出的光源,才可能是真正适合栽培的光源。



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