Уведомления
Очистить все

Добро пожаловать на форум UViAQUA.com, дорогой гость!

Чтобы иметь возможность писать сообщения, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему.

Спасибо, что вы с нами!

Свет в аквариуме  

 
 gus
Михаил, Украина
Опубликовано 19.01.2021 19:39
Что нужно знать о свете в аквариуме.
Основные понятия.

Люмен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд * ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4пи люменам.
Световой поток — физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Иными словами, это мощность такого излучения, которое доступно для восприятия нормальным человеческим глазом.


Световой поток типовых источников света
Лампа накаливания 40 Вт 415—460 лм
Лампа накаливания 60 Вт 790—830 лм
Лампа накаливания 100 Вт 1550—1630 лм
Лампа накаливания 200 Вт 2860—2960 лм
Газоразрядная лампа 35 Вт ("автомобильный ксенон") 3000—3400 лм
Люминесцентная лампа 40 Вт 2480 лм
Солнце 3,8*10 в 28 лм

Цветовая температура (спектрофото-метрическая или колориметрическая температура) — характеристика хода интенсивности излучения источника света как функция длины волны в оптическом диапазоне. Согласно формуле Планка цветовая температура определяется как температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Характеризует относительный вклад излучения данного цвета в излучение источника, видимый цвет источника. Применяется в колориметрии, астрофизике (при изучении распределения энергии в спектрах звёзд). Измеряется в кельвинах и миредах.

Цветовая температура источника света: характеризует спектральный состав излучения источника света ,
является основой объективности впечатления от цвета отражающих объектов и источников света.
По этим причинам она определяет ощущаемый глазом цвет предметов при наблюдении в данном свете (психология восприятия цвета). В связи с тем, что цвет объекта зависит и от его собственных спектральных свойств, и от характера освещения, в технике стандартизуют наиболее распространённые источники света прежде всего по цветовой температуре.

Шкала цветовых температур распространённых источников света

800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500—2000 К — свет пламени свечи;
2000 К — натриевая лампа высокого давления;
2200 К — лампа накаливания 40 Вт;
2680 К — лампа накаливания 60 Вт;
2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800—2854 К — газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы;
3400 К — Солнце у горизонта;
3800 К — лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4000 К — лампа дневного света (холодный белый свет);
4500—5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — утреннее Солнце;
5500 К — прямой солнечный дневной свет в полдень, облака;
5500—5600 К — фотовспышка;
5600—7000 К — лампа дневного света;
6200 К — близкий к дневному свет;
6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500—7500 К — облачность;
7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500—8500 К — туман;
9000—12000 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К — источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиничный оттенок голубого цвета);
15000—27000 К — ясное голубое небо на северной стороне света.

Теперь, зная основные параметры и определения можно составить схему расчета света для аквариума.

Допустим мы хотим получить среднюю освещенность 1000 Lx. Тогда освещенность на поверхности воды, учитывая потери потока при входе в воду и ослабление светового потока от глубины, должна быть равна:
Еп=Ед/(Ко*Кв)
Ед—освещенность на дне аквариума, Lx;
Коэффициент ослабления света в зависимости от глубины;
Коэффициент ослабления света при входе в воду.
Коэффициент ослабления света от глубины для аквариумов примерно равен:
0,3 м—0,47-0,65 (0,56)
0,4 м—0,37-0,55 (0,46)
0,5 м—0,29-0,48 (0,39)
0,6 м—0,22-0,40 (0,31)
0,7 м—0,17-0,35 (0,26)
0,8 м—0,14-0,30 (0,22)
(в скобках указаны средние значения).
Коэффициент ослабления при входе равен для 0,8 м (0,22).
Тогда при толщине слоя воды 80 см. получаем, что освещенность на поверхности должна быть равна:

1000/(0,22*0,83)=5476 Lx

Тогда световой поток на поверхности должен быть:
F=En*S
En—освещенность на поверхности, Lx
S—площадь аквариума, м2
Допустим у нас аквариум 180*40 см (Д*Ш). Тогда:
F=5500*1,80*0,40=3960 Lm
Для того, чтобы определить какой мощности лампа нам нужна, нужно знать, какая часть потока лампы будет использоваться для освещения аквариума.
Fл=F/Ку
F—необходимый нам поток, Lm.
Ку—угловой коэффициент.
Угловой коэффициент можно посчитать, зная угол от центра лампы к краям аквариума, допустим что этот угол у нас равен 140 град., тогда:
Ку=140/360=0,39
А световой поток лампы должен быть равен:
Fл=3960/0,39=10153 Lm
ОтветитьЦитата
Поблагодарили repga, DDD, Евгений Киев и еще 3 других
Юрий, Киев., Украина
Опубликовано 19.01.2021 19:50

@gus, спасибо, Миша! Нам таки не хватало немного упрощенной теории, как говорится, "на пальцах" для новичков.

От: @gus

Коэффициент ослабления света от глубины для аквариумов примерно равен:

Хочу только отметить, что это все относительно неплохо работает (в смысле соответствует расчетам) при нормальном отражателе (ну или на СД с линзами). А так же на достаточном удалении лампы от стекол. Ну, скажем, узкий светильник посередине аквариума. Если светильник стоит ближе к стеклу и у него развертка 120о +- (обычная современная диодная без линз), то довольно существенное значение приобретает эффект полного внутреннего отражения. Я его пытался считать ЗДЕСЬ. И, хочу сказать, что при удачном подборе параметров (расстояние до стекла, высота светильника и т.д.)  возле стекла освещенность на дне существенно повышается)))

ОтветитьЦитата
Поблагодарили repga, Евгений Киев, Tekhi и еще 1 других
 gus
Михаил, Украина
Опубликовано 19.01.2021 20:56
От: @Ю.В.

Хочу только отметить, что это все относительно неплохо работает (в смысле соответствует расчетам) при нормальном отражателе (ну или на СД с линзами).

Юра! Тогда, когда писалась эта статья, из светодиодов были только ленты. Ни о каких более мощных светодиодах речи и не шло..... И в примере нету светодиодов. Там максимум люминисцентная лампа.....

ОтветитьЦитата
Поблагодарили Ю.В.
Юрий, Киев., Украина
Опубликовано 19.01.2021 21:07

Та я шо? Я ни шо! Дополнить что ли нельзя? Посмеиваюсь  

Сам говоришь что статью еще динозавры писали. За прошедшее время наука вперед шагнула- колесо изобрели там, огонь... Посмеиваюсь  

Спойлер
Чет меня понесло..... Вся та "оптика" как раздел физики в объеме необходимом для аквариумиста разрабатывалась где то примерно в те времена когда только-только ведьмам разрешили свободно летать без риска попасть на костер Посмеиваюсь  

ОтветитьЦитата
Поблагодарили repga
Наталья, Новокузнецк, Россия
Опубликовано 20.01.2021 03:25
От: @gus

Коэффициент ослабления при входе равен для 0,8 м (0,22).

Простите полного чайника, но не вкралась ли тут ошибка? Разве он зависит от глубины? И почему дальше в формуле используется 0.83?  Думаю  

ОтветитьЦитата