珊瑚礁水族光照(三)[转载]

欲望是魔鬼

图 13 1998年9月2日，大堡礁一三岛(23°30'S, 152°06'E)上的照度和太阳高度角，由A. Salih,提供，数据未发表

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值得注意的是，当日光以非常小的角度入射水面时，光线几乎都被反射走了。反射还取决于风速。它们的关系如图14[21]所示：

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图 14 日光反射与入射角关系。理论和实测的日光入射平静水面的反射百分比与太阳高度角的关系 (由Weinberg, 1976; Grichenko in Weinberg,
1976计算)

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这意味着在太阳升起到15度以上之前，水中的光照不足以进行光合作用。此后半小时后，光照水平迅速地上升到一天最大水平的一半左右。因此，实际的光合作用时间大约是9小时。如果爱好者希望复制自然界里的光照循环，那么这些是他们需要考虑的因素。


现在，我们来看看光的重要特征参数，这对于我们得出后面的结论是需要的。


第一个就是CCT – 色温。一个光源的色温等同于一个辐射相同光谱的黑体的温度。黑体越热，色温越高，发光就越蓝或者说越“冷”。例如，日光有点黄，而蓝巨星——表面温度更高，达到10000K以上的巨大恒星（比如Sirius）即使肉眼看起来也是蓝色的。


让我们来比较一下不同色温的黑体的辐射光谱[10]。图标还标明了峰值的波长。图15是一个5500K色温光源的光谱——图16是6500K的：

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图 15 5500K色温光源的光谱

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图 16 6500K色温光源的光谱

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可以看到，峰值波长随色温的升高减小：相对暖色的6500K色温的光源的峰值波长是444纳米，而8000K色温的是420纳米。实际来说，20000K以上的色温是没有意义的。但是，灯泡生产商经常根据他们的特定需求截取频谱，提供一些类似图17所示光谱的灯泡：

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图17 Grassy glow super blue 25000K灯泡的光谱

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虽然峰值波长是450纳米，但是这个灯泡的竟是25000K！[11]


因此，色温无法被用作比较光源光谱的标准。而且，即使高色温值，也不能保证我们得到所需要的“光合”光谱。


另一个重要的特征参数是CRI——显色指数。不幸的是，这个名字经常被错误地理解它表征了一个光源对于物体色彩可视性的影响。这个参数显示了一个特定色温的光源与理想光源（相同色温的黑体光源）相比照亮一个物体能够多准确地显示它的颜色。要确定CRI，一组8个标准颜色样本被分别放置于光源和同色温黑体的照明下。如果没有一个样本的色彩改变，那么CRI等于100。CRI反比于颜色改变的样本的比例。通常认为，80以上的CRI是好的。很重要地，我们需要知道，CRI是针对特定色温计算的。所以，比较一个2700K, 82 CRI和一个5000K, 85 CRI的光源是不合适的。

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还要提到的是，色温和CRI都是为全光谱光源定义的。单色光的CRI近似于0。而他的色温无法计算。看一下图15,，图16——你会看到一个很宽的频谱，从接近120纳米开始知道接近3000纳米。在整个范围内，呈现一个明显的最大值，大部分的能量都在一个较窄的波长范围里辐射。而黑体的辐射光谱不可能有一个类似单色光的狭窄的峰值，因此计算这类光源的色温是没意义的。


所有荧光灯和金卤灯的光谱是非连续的，而日光的光谱是连续的。非连续的光谱是汞（和其他金属）蒸汽放电所产生，它们有多个不同波长的峰值，大多数在紫外线的范围内。灯光上的荧光粉把这些辐射转变成窄波段的可见光。非连续光谱和连续光谱比较如图18所示：