植物補(bǔ)光小技巧
(題目為譯者所加)
作者:佚名 ???翻譯:氯鉑酸銫(Mr.林)
寫在前面:我是譯者M(jìn)r.林,這篇文章針對(duì)植物補(bǔ)光問題進(jìn)行了詳細(xì)的闡釋,并且舉出了相關(guān)例子;相關(guān)內(nèi)容比較專業(yè)涉及較為高級(jí)的立體幾何和球面波問題,以及在語(yǔ)言環(huán)境的改換下邏輯關(guān)系的變動(dòng),譯者在保證基本意思不改變的情況下合理進(jìn)行了翻譯,對(duì)部分關(guān)系代詞和邏輯詞語(yǔ)以及句子順序進(jìn)行了改換,并且加入了大量的注釋。鄙人才疏學(xué)淺,如有錯(cuò)誤請(qǐng)聯(lián)系糾正;若有侵權(quán),聯(lián)系刪帖。相關(guān)內(nèi)容,請(qǐng)?jiān)贐站私信,謝謝
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很多人一直在思慮應(yīng)該如何調(diào)整他們的補(bǔ)光設(shè)施以迎合植物的光照需求,所以我發(fā)表這篇文章來闡明你的植物需要多少光照。植物所需要的光照只與光照量有關(guān),而與色溫和光強(qiáng)(譯者注釋:指植物所需要的光合能量與你所選的燈的瓦數(shù)和所選燈光的顏色沒有直接關(guān)系);所以,請(qǐng)選擇最適合你的光照設(shè)施。以下的內(nèi)容并不能把植物所需的所有光照條件包括在內(nèi),只能讓你無(wú)限的(原文為近似的)去接近植物的所需。
1.光照設(shè)施
a.光照設(shè)施的補(bǔ)光能力。光照能力常常以燈的輻射通量或者光通量作為衡量指標(biāo)。光通量用以衡量光的強(qiáng)度標(biāo),你的燈的盒子上應(yīng)該標(biāo)注了燈的光通量。注意,這個(gè)光通量是指燈整個(gè)球面面積的光通量。(譯者注釋:燈的發(fā)光部電功率是可以換算成光通量的,但換算系數(shù)是隨波長(zhǎng)變化的函數(shù);所以,建議讀者直接讓店家給出發(fā)光設(shè)施的光通量,或者上網(wǎng)查找對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)光的換算系數(shù))
b.光源與植物的距離。你的植物射燈大概率是點(diǎn)光源(與自然平行光源相對(duì));故此,一下所談及的光源距離都是球面距離,也就是球的半徑。因?yàn)榍虻奶匦?,你的植物每一單位面積的光強(qiáng)應(yīng)是以該平面到球心(光源)的距離計(jì)算光強(qiáng);當(dāng)你同時(shí)使用了多個(gè)光源,為了簡(jiǎn)便計(jì)算,可以認(rèn)為這些光都是從同一位置發(fā)出,將這個(gè)位置看作是燈的等效位置,然后利用等效位置到植物距離計(jì)算光強(qiáng)。
c.受光面積:A=πr^2
2數(shù)學(xué)問題
現(xiàn)在是討論數(shù)學(xué)和物理問題的時(shí)候了!如果我們想知道單位面積植物所能接受到的光照,就必須定量計(jì)算出光在傳播發(fā)散過程中所產(chǎn)生的能量損失。所以,我們整點(diǎn)和球面電磁波有關(guān)的活:E=P/4πr^2?? E是你想知道的光照強(qiáng)度;P是所有燈光通量的加和;r是燈與植物的距離,此處的距離特指等效光源位置到植物受光中心的線段距離,單位是米;而你的結(jié)果E,單位是流明每平方米,可以簡(jiǎn)記為flux或者是lux。(譯者注釋:?jiǎn)挝坏淖兓瘉碓从谇蛎婷娣e的計(jì)算,利用國(guó)際單位計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)單位的直接轉(zhuǎn)化)
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這是來源于某網(wǎng)站的光度表:
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室外照度(lux)
明亮的日光 50,000——100,000
薄霧天 ????25,000——50,000
陰天強(qiáng)光處 10,000——25,000
陰天昏暗處 ?2,000——10,000
非?;璋?????100——2,000
日落 ??????????1——100
滿月 ???????0.01——0.1
星光 ??????0.001——0.001
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3.光度衰減(譯者注釋:這個(gè)方法可以計(jì)算出你所處的大氣或是光經(jīng)過的介質(zhì)對(duì)光的吸收能力,與養(yǎng)植物本身沒有任何關(guān)系)
沒必要了解,但是知道了很有意思。要找到光傳播到植物表面的損失量,或者P的變化,你需要你的初始流明總和減去最終流明總和。為了找到你最終的流明總數(shù),取你正在照明的植物的面積,然后乘以亮度。
4.使用反光板!
使用聚酯薄膜和反光板!這樣會(huì)大大增加你的進(jìn)光量!對(duì)于每個(gè)反射面,測(cè)量出光源到每個(gè)反射面中心的距離(譯者注:即是以光源為球心的球的切面),以及到植物中心點(diǎn)的距離。聚酯薄膜可以反射90%左右的光,以此計(jì)算每個(gè)表面反射的光強(qiáng)度,現(xiàn)在就可以用燈的照射強(qiáng)度加上每個(gè)反射面的反射光強(qiáng)度,在不添加光源的條件下獲得更大的光強(qiáng)。
5.獲得更多的光(光能回收量)(譯者注:這是作者在4的前提下給出的分析)
在加入反射面后,植物受到的光強(qiáng)大幅提升,由此引起輻射通量(P)的變化。然后用你的新強(qiáng)度代入上文的公式,之后獲得更多的光。通過這個(gè)方式,大大減少了光的未利用部分。
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例子:
以上這些可能還是太難以理解,我會(huì)通過帶你一同計(jì)算我的新補(bǔ)光燈的照度來讓你慢慢理解上面的內(nèi)容。希望這有幫助:
1.光照設(shè)施
a.4個(gè)2250流明(光通量單位)的飛利浦熒光燈管,也就是9000流明的燈(P)。
b. 4個(gè)燈的中心到植物的受光中心的線段距離為0.2米, 所以我的r取0.2
c.我的光照區(qū)域半徑為0.2米 A = π(0.2m)2 =0.13m2
2.數(shù)學(xué)問題
E = (9000 lm)/[4π(0.2m)2] = (9000 lm)/(0.5m2) = 18,000 lm/m2 = 18,000 lux
這已經(jīng)非常接近陰天時(shí)的處啦!
3.光度衰減
??????? P1 - P2 = (9000 lm) - [(18,000 lm/m2)(0.13m2)] = (9000 lm) - (2,340 lm) = 6760 lm
4.使用反光板!
說實(shí)話,聚酯反光板還只存在于我的計(jì)劃之中。我計(jì)劃做3個(gè)反射面,然后測(cè)量光源到每個(gè)反射面的距離,之后測(cè)量反射板到植物所在的受光中心的距離。0.2米一號(hào)和二號(hào)反光面分居兩側(cè),它們距中心大概0.5米。之后畫出光路圖,利用幾何法算出光路距離(勾股定理)。 2C = 2[(A2 + B2)^(1/2)] = r。[(0.5m)2 + (0.1)2]^(1/2) = (0.25m2 + 0.01m2)^(1/2) =0.26m2^(1/2) = 0.5m。我的第三塊后部反光板,高0.2米距中心0.23米;1一個(gè)三角反光結(jié)構(gòu)。
(以下是原文,因?yàn)榭臻g結(jié)構(gòu)敘述的轉(zhuǎn)述難度過高,留下原文進(jìn)行參考)I don't have mylar yet but I plan on it. With 3 reflective surfaces I can measure the distance the light goes by starting at the light source and measuring the distance to each reflective surface then the distance to the spot below the light where the plants are. Surfaces 1 and 2, the left and right sides, are both 8" high. the distance from these walls to the center spot is 19.5". Drawing my ray of light gives me two symetrical triangles that I need to find the length of hypotenuse's for. Using Pythagoreans theory of A2 + B2 = C2 and solving for C (the hypotnuse) and then doubling it will give me a distance, r. 2C = 2[(A2 + B2)^(1/2)] = r. Converting my inches to meters and plugging them in I get [(.5m)2 + (.1)2]^(1/2) = (.25m2 + .01m2)^(1/2) = .26m2^(1/2) = .5m. My third surface, the back, is 8" high and 9" away from the center. Repeating the triangle process I get .3m
5.光的回收
從兩個(gè)側(cè)表面開始,光線從遠(yuǎn)處反射到植物上。根據(jù)之前的設(shè)計(jì)r =0.5米,我把這個(gè)數(shù)據(jù)代入了之前的公式E1&2 = (9000 lm)/[4π(.5m)2] = (9000 lm)/(3.14m2) = 2866.24 lux. 我接著計(jì)算了后部板的數(shù)據(jù)E3 = (9000 lm)/[4π(0.3m)2] = (9000 lm)/(1.13m2) = 7964 lux. 把這些數(shù)據(jù)全部加到一起 E = Eo + E1 + E2 + E3 = (18,000 lux) + (2866.24 lux) + (2866.24 lux) + (7964 lux) = 31968 lux.我的光強(qiáng)從陰天的明亮地帶變成了起著薄霧的太陽(yáng)天!
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為了知道我又獲得了多少光,我計(jì)算了最開始的P與最終P的差值: P = P1 - P2 = (9000 lm) - [(31968 lux)(.13m2)] = (9,000 lm) - (4120.5 lm) = 3879.5 lm
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如你所見,裝配反光板后的光能損失大約為未裝配時(shí)的一半;但如果你把反光板裝在離燈很近的地方,恐怕你就會(huì)遇到大麻煩!