塔內植物園

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-- 作者：雷神
-- 發表時間： 2003/03/24 11:59pm

-- 作者：雷神
-- 發表時間： 2003/03/25 00:17am
荧光灯的玻璃管内壁涂布了荧光粉，灯管两端以钨丝卷绕的二重绕（Double coil）或三重绕（Triple coil）灯丝涂布电子放射物质而成为电极。
为了使灯管容易开始放电以及当作缓冲气体，灯管内封入200-400Pa压力的氢气或氮、氩气的混合，同时为了发光也封入了适量的水银（作为电极上涂布的物质）。
当灯管接通电源的时候，电极上会有电流通过。灯丝的温度上升，同时涂布在灯丝上的电子放射物质的温度亦跟着上升，进而释放出大量的电子。这些电子会因为两个电极之间的电压差，被负极吸引到正极而产生管电流。当电子在管内来回移动与水银原子发生碰撞的时候，水银原子因此碰撞放出紫外线。而涂布于管壁内的荧光粉受到紫外线（253.7nm）的照射而发出可见光。
各种不同类型的荧光灯会因为壁内涂布的荧光粉的不同而产生不同的光色（如：白光、黄光、红光、蓝光、三波长太阳光……等等），而紫外线灯管内壁完全没有涂任何荧光粉，因而释放的直接就是紫外线（253.7nm）。
■ HID、HQI灯泡的构造
HID、HQI灯泡（指常用的金属卤素灯泡和水银灯泡）的基本构造大致与荧光灯管相同，其发光物质除了氩气和水银之外，还加入了Ia、Sc等近30种金属卤化物。
复金属灯泡（HID、HQI）的发光原理也大致与荧光灯管相似，不同之处在于：复金属灯泡点灯是弧光放电点灯（Arc），初始点灯时，借助点火器所发出4-4.5Rv的脉冲电压而使电极产生弧光，让发光管内产生高热，发光管的金属卤化物升华成为蒸气，且蒸气会持续地增至数个大气压，而直接发出可见光，也因此复金属灯泡在点灯后要达到高温状态需要3-5分钟才能发出正常光束。（需要注意：部份复金属灯泡在发出光束后亦会释放大量的紫外线，因此在使用时必须安装具有防护紫外线过滤作用的防爆安全玻璃。）
■ 复金属灯泡与荧光灯的比较
　复金属灯泡（HID、HQI）荧光灯
全光束 11250lm 3250lm
点光源 83lm/cm 2.7lm/cm
演色性 Ra84-86 Ra82
发热量高低
混合效果好一般
紫外线高低
衰败期 14-16月 3月
穿透力 60cm，8500lm 60cm，100lm
其他离水族箱约一尺高没有漏电的隐患，而且便于平时水族箱清理保养。
被照物体立体感十足，使缸内水族生态真实演出。
可变化出不同的色温，模拟不同的太阳光色。
价格较高。离水族箱上容易因受潮而漏电，平时水族箱清理保养不方便。
被照物体无立体感可言。
可变化出不同的色温，但光照相对减弱，造成光线不组。
价格适中。
光的常识
1.自然光
将自然光透过三棱镜照射在日幕上时，可以看到具有类似彩虹颜色的光，红、红黄、黄、黄绿、蓝绿、蓝、蓝紫、紫的顺序并列着，这就所谓的光谱，为可视光的成份。而人类眼睛不能辨别的光，有可以令人类皮肤感到温暖的红外线以及可以使底片感光的紫外线，在许多行业上被广泛运用着。在可视光中，人类凭借感觉亮度的光是黄绿光（550nm）。
2.人工光
所谓人工光就是从可视光的成份中，只将人类所必须的光以人工方式加以组合而成的光，会使光的演色等不同，也会影响到看到的物品。
3.色温度
色温度是指将物体加热，温度升高到某一程度时，颜色开始由深红→浅红→橙黄→白→蓝白→蓝逐渐改变，利用光色变化的特色，当某光源的光色与物体的光色相同时，以物体当时的绝对温度称为该光源的色温度。色温度在3000K（Kelvin）以下时，光色偏红有温暖的感觉，色温度在5000K时，光色偏蓝有清冷的感觉。
4.演色性
光源对于物体色彩呈现的程度称为演色性，也就是色彩的逼真程度，演色性越高的光源对色彩的表现越好，所看到的色彩也就越接近自然色，演色性越低的光源对色彩的表现也越差，我们所看到的色彩偏差也越大。演色性的高低关键在于该光线的“分光特性”，可见光的波长在380nm-760nm之间的范围内，也就是我们在光谱中见到的红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫的范围。如果光源所放射的光所含各色的比例和自然光相近，则我们眼睛所看到的色彩也就比较越逼真。
5.经济效率
光源的效率是以其所发出光的光速除以其消耗功率所得的值：光源动率（lm/w）=光速（lm）/消耗功率（W）。
■ 各种光源功效及平均演色评价值（Ra）一览表
　种类效率 Ra值　
白炙灯泡 15 100
石英卤素灯泡 25 100
水银灯泡（免稳压器型） 27 45
高演色性纳气灯泡 54 85
节能灯泡 55 84
水银灯泡 60 40
白色日光灯管 63 76
昼光色日光灯管 74 71
HQL复金属灯管 76 88
HYLUX复金属灯泡 76 96
PL灯管 80 84
低演色性复金属灯泡 90 66
高压纳气灯泡 130 35
低压纳气灯泡 200 25
水族照明应用
在我们了解以上光照的基本常识以后，接着在水族箱中探讨照明对植物与鱼类在相对光线下的关系：
1.植物方面
植物表面有许多行光合作用的细胞群用以进行光合作用，水族箱中的水草大多生长在浅水处，所需光量大，为了进行最有效率的光合作用，水草以补光的方式，也就是红色细胞吸收绿光成翠绿的植物或绿色细胞吸收红光成为偏红的植物。
光线在水草的光合作用中扮演了一个相当重要的角色，对水草的生长有直接的影响。光合作用所产生的碳水化合物（醣类）是水草赖以为生的养料，所以在水草生长的过程中，光线是不可缺少的能源。因此人工光源的配合使用便成了水草栽培的成功与否最重要的决定因素之一。
水草不仅是需要一定程度的光照，而且也需要一定程度的光质。水草必须从光照中去选择适合它们能够进行光合作用以及同化作用的光谱，而不是所有太阳光谱线都能够应用于这两个作用，根据实验显示水草光合作用最适当的光质是波长位于蓝色和红色光谱两个区域的谱线，因此若要以人工照明装置替代天然光线，则人工光源的谱线应接近蓝光区或红光区的谱线最为恰当。
2.鱼类方面
光照对鱼类的色素体的成长与维生素D的沉淀与吸收有着绝对的关系，而由于光照的关系，所以许多鱼类的色素细胞在背部聚集较多，而腹部的色彩就比较浅，以大多数的珊瑚礁鱼类而言，几乎都在身体布满鲜艳而亮丽的色彩，这些都是色素细胞受阳光照射而沉淀的缘故。
除了海水鱼之外，淡水鱼同样有相似的原因，我们知道很多鱼类在发育时期有一段时间必须接受日光照射，否则它们的色素体细胞无法沉淀与吸收，当它们长大以后，鱼体就会变成白化现象。
3.无脊椎动物方面
软体动物大都生长在岩礁区，从水深3米到20米是这些软体动物最多也是最漂亮的地区，在这个深度，太阳光是属于强光区，所以大部分软体动物一定是需要强力的光源。
活珊瑚主要是由名为水螅的生物自海中吸收钙的成份逐渐长大，同时在细胞周围还有无数的微细海藻，海藻色素包括叶绿素、叶黄素及黄色素，已知珊瑚上的五颜六色是由光合色素有关的色素类的形成。在岩礁生态缸中的海葵，它们有生理时钟般的作息，当光源暗了，它们便合起来，光源亮了，它们就伸展柔软的触须觅食活动。如果没有光源或光源不足的时候，它们就会加速死亡。
影响光照的因素
1.在平静无波的水中，有10%的阳光因水表面热反射而散失，若水面有波纹，进入水中的光线必定更少。
2.光线会因为水位深度和折射而减少。所以，水位越深光线越弱。大部分的淡、海水观赏鱼大都生长在水面至100公尺的恒光层，而水面至600公尺深为有光层，600公尺以下为无光层。在恒光层水深的陆棚及海中斜坡地区是许多动植物繁衍与茂盛的地方。而我们所饲养的观赏鱼以及其他水族动植物种类可以说是几乎都在此区域当中捕捞的。
3.光的波长短则穿透力越强，可以抵达较深的水层，以50km的水深为标准，蓝光70%被吸收，黄光只剩下6%，红光和橙光则被水完全吸收。
4.当水面上有悬浮物质或水面有波纹的时候，会遮蔽光源或造成放射作用，使光不易达到水平的深度。
■ 光的常用语解释
　用语单位解释　
　光束（全光束） lm（Lumen）表示光的量。（从光源发出可见光的总量）　
照度 lx（Lux）被照明地方的照亮程度。（1Lux指的是1lm的光束平均照射在面积1m2的平面上的照度）　
消费电力 w（Watt）灯的消费电力。（表示于产品目录或灯上的数值）　
灯的效率 lm/w（Lux/Watt）灯的全光束除以消费电力的所得值。　
　亮度 Cd（candela）光的强度。
（由光源向着某方向能产生多少数量的光）　
　辉度 nt
（cd/m2）由某方向看过去，物体放光的情形。1m2有1Cd的辉度时就称为1nt。
照度乃是表示一单位面积上能够照射到多少的光，而辉度则是表示从某方向看过去能够看到多少程度的光。　
　寿命 Hr
（时间）在规定的试验条件下作点灯试验时，从亮灯到无法点灯为止合计点灯的时间或是灯的光束变到规定的最低值的合计点灯时间。由数次试验中任选一个时间较短者

-- 作者： hounght
-- 發表時間： 2003/03/25 01:05am
謝謝雷神兄，受教了
鈉氣燈應該就是新建公路所用的偏黃橙光的路燈吧！有種溫暖的感覺，不過適合在家用嗎？雖說其效率不錯，不過體積應該不小，不太適合～～
正在考慮水銀燈，看來滿適合居家使用

-- 作者：雷神
-- 發表時間： 2003/03/25 01:30am
不能用鈉氣燈,他的色溫只有3100k,對植物來說太低了

-- 作者： frankho
-- 發表時間： 2003/03/25 11:18am
我現在用 PL 燈管, 四支共 220 W, 效果還不錯, 不過真的很燙...
用人工照明的小缺點是, 植物一旦習慣後, 效果會變差...
不像在大自然中, 從清晨到黃昏, 晴天或雨天, 太陽的色溫變化蠻大,
不同的色溫對於植物的生長, 有不同的功用...
所以用人工光源, 最好要定時變換不同色溫的燈具...

-- 作者： sleeppig
-- 發表時間： 2003/03/25 11:24am
照冰箱的嗎？？
我記得您家中不是有地方放？
我現在盡量不用單色燈了
都用兩種顏色混合使用效果較佳

-- 作者： frankho
-- 發表時間： 2003/03/25 11:41am
[quote][b]下面引用由[u]sleeppig[/u]在 [i]2003/03/25 11:24am[/i] 發表的內容：[/b]
照冰箱的嗎？？
我記得您家中不是有地方放？
我現在盡量不用單色燈了
都用兩種顏色混合使用效果較佳
[/quote]
除了冰箱需要燈光外, 其他植物都丟到室外享受日光浴...
上次看到一篇報導, 某些光照很強的燈具, 照到人體會引起惡性皮膚癌,
所以用這些燈具還是小心一點比較好...