【转载】水族灯光基础知识（第一部分）

透红小丑鱼

昨晚没睡好吧？如果你是新手，一定在费力的计算各种亮度公式。

昨天，我们以一组光学名词结束。其中大多数的术语不需要掌握，但有些还是非常常用的。

流明（Lumens）并不难理解。看看赛道上超级流线型的跑车，也许它有3.5升的发动机，351马力的引擎。流明的概念就像“马力”的概念。它描绘的是一般意义上光源输出的能力。事实上，流明与电力学中瓦特的概念相同。1瓦约等于683 流明。




因此，100瓦的荧光灯和100瓦的金卤灯流明是相同的。

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理论上，它们都会释放68300流明的光。那么我们再来看赛道上的跑车。的确，这辆赛车有351马力，它与其它同样拥有351马力引擎赛车比较起来如何呢？我们都知道，发动机活塞套环，变速齿轮，车重和轮胎类型都会影响发动机马力转换成汽车行驶时速。这个概念更像是流明。流明能够告诉你照明设备的理论值，但不能告诉你实际情况下对水族箱的照明情况。上述两种灯都不能实际得到68300流明的光。实际值会小很多，包括转换成热能的和被玻璃吸收的，还有很多因素影响着。



好吧现在该来点真格的了。用纷繁复杂的数字说话远不如实例来的轻松。
拿一个手电筒，距离墙壁一步远，将光柱射向墙壁，注意观察被照亮地方的大小。现在站到两步远的地方，再观察被照亮地方的大小。是否面积增大了？实际上第二次观察时面积应该是第一次的4倍 。站到四步远的地方，你会发现照亮的区域面积为原来的16倍。目标区域的亮度降低了，因为电筒内灯泡所发出的流明数是一定的。当电筒距离远，照明面积大时，相同的流明数被非配给了更多的单元面积。

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最终，当距离达到一定程度，单位面积内流明数量很低，照亮区域基本看不见了。单位面积的光密度定义为“ lux.” 光密度LUX=流明/单位面积。当电筒距离墙壁越来越远时，单位面积内的流明越来越少，光密度也就越来越小。换句话说，距离的平方与光密度成反比。



我们的例子中还有一个有趣的事情。当我们观察光柱投射到墙壁上时，我们看到了什么？我们看到的不是光源本身，而是它的反射光。大多数情况下，反射光与光源是不同的。墙壁上的光柱照射区域应该比我们眼睛看到的还要亮，为什么呢？ 因为光从墙壁反射到眼底要经历一段空间路程，其中有流明损失。



当我们将电筒成一定角度照射墙壁时，光斑变成了椭圆形，大多数流明集中在椭圆形较小的部分。还有些情况，由于物体表面条件不同，有些光被表面吸收或反射出不同波长即不同颜色的光。
当我们研究光线时，要考虑两个因素，一个是光源所发出的光的性质，一个是表面反射光的性质。

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实际上，我们所购买的光源的发光性能直接影响着水族箱的观赏效果。



反射光有很多种效果。我们可以在光源上加装反光板，直接照亮我们希望照亮的地方。因此，光源本身和反光板都是在购买灯具时非常重要的因素。

今天是星期五了，我知道大多数朋友希望早些结束，然后去喝一杯啤酒。我们将在下一次包含更多的内容。





有谁在周末喝啤酒时找到了更好的光源吗？酒馆里只有更好的啤酒！！

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之前，我们已经讨论过流明了。光能会在所有光传播的路径消耗，直到大家观察不到光，它彻底在传输过程中消耗没了。

这就是勒克斯（照明单位）“lux”的来历。勒克斯表示有多少流明实际到达了被照射物体，也就是缸中的珊瑚。我们可以通过测光表测量勒克斯的值。



测光表和太阳能电池很相似，通过吸收照射到其表面的光产生一定的电压。因为勒克斯是每平方米流明的测量单位，测光表也以勒克斯作为显示。

现在是否还记得我曾说过，流明和瓦特是一回事。1 watt=683 lumens. 如果要在你头脑中描绘为什么这么多流明等于1瓦特的概念，恐怕要好几本书。老Clark Griswold，我们的标准观测者，他说他只能在555纳米的波长下观测物体。

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出于对Clark的敬意，大家用555纳米的波长定义流明。

ROY G. BIV






瓦特能量等于将所有光谱都转换成555纳米的绿光，并达到683流明，能达到这个条件也是个奇迹。
我们的眼睛对黄-绿之间的颜色特别敏感，主要集中在555纳米。如果引入流明作为测量光照系统的参数，就必须以某一范围的光谱为基准。如果你使用摄影用测光表，那么就是引用的这个基准。



这个波段对于摄影非常有利，而对于水族饲养却不利。能够进行光合作用的钙藻、虫黄藻等必须利用光线维持生命，而555纳米的光线却不是正确的光线。
整个可见光范围内的光波都很重要，如果让藻类选择，555纳米的光线绝不是首选。如果我要摄影，普通的测光表就可以了，如果要测量水族用光的强度，普通测光表毫无意义。
水族领域光线最大的进步是化性荧光的引入。光化作用（Actinism）是通过光激发化学反应的专有名词。

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非常凑巧，420-450纳米之间的光对光合作用非常有用。光化作用照明设备（即有效光照明设备）主要产生这一波段范围内的光线。有效光照明一时成为新颖重要的照明。上世纪70年代最初引入时，被认为是水族用最好的灯光。水族店喜欢这样的灯光，而且其中很多展缸也用的是这种灯光。如果你经历过，一定会明白。在有效光的照明下，水体显得很透明，鱼和珊瑚都很突出。有些珊瑚甚至在这种光源下发出荧光。
在有效光引入了一段时间后，人们发现了更多的好处。有效光的显色性能差，反而增加了光合作用的光谱。由于这个能力，突然之间许多从未成活的珊瑚活了下来，并有所生长。

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有效光（Actinic lighting）是水族领域的飞跃进步。


就像所有的重大发现和发明一样，有效光的作用现在不再那么受关注了。对于我来说，水族灯光中应该有一部分有效光。相对于其它光线，它是非常有用的。

当用测光表测量时，你看到的结果不会让你吃惊的。以后我会讨论一些新的光线测量方法，会对你有所帮助的。

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水族灯光基础知识（第三部分）