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光的反射與水槽的折射原理認(rèn)識(shí)與燈具的選用

2011-03-24

                                     光的反射與水槽的折射原理認(rèn)識(shí)與燈具的選用

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 按螢火燈管發(fā)光是由管徑360°發(fā)射，如從管徑的剖面想象，則仿佛太陽光的圓周發(fā)射一般。所以，欲將螢光燈管應(yīng)用于水槽的照明，勢須將360°發(fā)射的螢光燈特性，做向下反射，使其盡可能將光束集中照入水中。如此，方不致造成光源散射與浪費(fèi)。
  因此，水槽燈具的設(shè)計(jì)，首先考量必需應(yīng)用光的反射原理。蓋，如所周知，光──是直線前進(jìn)，且不需要依靠介質(zhì)；所有的物體表面都可以反射光線。越光滑的表面，越容易反射光線，而凹面可以平行反射光線。甚至，一臺(tái)良好的水缸照明燈具，必須基于以上光的反射原理，而有一向下拋物線的反射凹面的設(shè)計(jì)，使螢光燈管的360°發(fā)射的光線蓋可能的皆向下平行反射，而提高照明效率始竟其功。當(dāng)然，反射凹面的設(shè)計(jì)良窳及光滑與否，固取決成敗。
  除此而外，吾人尤須認(rèn)知，光的傳播速率（光速）在空氣中是每秒30萬公里，在水中則為225000公里，而由于介質(zhì)不同，傳播速率會(huì)不同，只是，光由空氣向下進(jìn)入水中因?yàn)閭鞑ニ俣炔煌瑯O易產(chǎn)生光的折射現(xiàn)象。因此，水缸照明燈具的設(shè)計(jì)，光源的正確位置及反射拋光面如何設(shè)計(jì)使反射及直射的光線均能直接垂直照射于水中以減少光的折射現(xiàn)象，是必要考量的。
  由于，一切違反光的傳播常理，諸如斜邊梯形的反射，或入射角與反射角不對等的凹面設(shè)計(jì)、或反射面粗糙、或反射面過窄、或光源與反射面的設(shè)計(jì)造成法線與反射線同一……等諸如此類的燈具，均稱不上水缸的照明燈具而流于濫竽充數(shù)。
  是故，理解各型燈管的特性以及應(yīng)用方法，勢需搭配合理光的傳播與反射常理的優(yōu)良燈具， 是所為工欲善其事，必先行其器。否則，豈不一切枉然！

  又，水草、海水生物完美生態(tài)缸，除對光的需求特性外，其等對溫度的要求亦甚嚴(yán)格。水草一般對溫度的要求多處于25℃－27℃間（但如雪花草等性冷水草則須需溫18℃－22℃），蓋處于此溫度間其細(xì)胞質(zhì)的循流率活躍，光合作用效率更高；反之，過高或過低的溫度環(huán)境，其細(xì)胞質(zhì)的循流率則陷于停滯狀態(tài)，更遑言光合作用。
  而一般海葵、軟珊瑚等海水生物一如海中環(huán)境對水缸要求也多處于25℃－26℃左右，整缸的共生狀況方顯得健康與活潑。所以，此等水缸多配備冷卻機(jī)，始為理想。為此，燈具的設(shè)計(jì)尤需另行考量散熱與低溫的設(shè)計(jì)，俾不致影響到水缸的水溫。蓋一般水族照明燈具多忽略此項(xiàng)考量，燈罩外殼或塑膠質(zhì)容易因熱變形或黃變致絕緣危險(xiǎn)；或雖采用鋁合金成形，但質(zhì)不佳及散熱設(shè)計(jì)不良致未達(dá)散熱效果等。此外，多半采用傳統(tǒng)線圈式的安定器，不但耗電（易造成銅損與鐵損8％－10％，36W燈管發(fā)光，實(shí)際約需48－52W始達(dá)額定流明值3250Lm）甚巨，且安定器本身發(fā)熱80－105℃于燈具內(nèi)，易影響光的流明輸出，而容易短期內(nèi)造成燈管光衰，而使得當(dāng)初整缸的光量規(guī)劃遭致前功盡異。又有的雖采用電子式安定器，但因技術(shù)不完善，不但未達(dá)省電要求，且仍無法改善過熱問題，同時(shí)常出現(xiàn)短期內(nèi)燈具不亮及過繁維修現(xiàn)象等。只故，燈具設(shè)計(jì)優(yōu)良與否是水缸的照明重要課題。
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