光的反射与水槽的折射原理认识与灯具的选用

2011-03-24

                                     光的反射与水槽的折射原理认识与灯具的选用

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 按萤火灯管发光是由管径360°发射，如从管径的剖面想象，则仿佛太阳光的圆周发射一般。所以，欲将萤光灯管应用于水槽的照明，势须将360°发射的萤光灯特性，做向下反射，使其尽可能将光束集中照入水中。如此，方不致造成光源散射与浪费。
  因此，水槽灯具的设计，首先考量必需应用光的反射原理。盖，如所周知，光──是直线前进，且不需要依靠介质；所有的物体表面都可以反射光线。越光滑的表面，越容易反射光线，而凹面可以平行反射光线。甚至，一台良好的水缸照明灯具，必须基于以上光的反射原理，而有一向下抛物线的反射凹面的设计，使萤光灯管的360°发射的光线盖可能的皆向下平行反射，而提高照明效率始竟其功。当然，反射凹面的设计良窳及光滑与否，固取决成败。
  除此而外，吾人尤须认知，光的传播速率（光速）在空气中是每秒30万公里，在水中则为225000公里，而由于介质不同，传播速率会不同，只是，光由空气向下进入水中因为传播速度不同，极易产生光的折射现象。因此，水缸照明灯具的设计，光源的正确位置及反射抛光面如何设计使反射及直射的光线均能直接垂直照射于水中以减少光的折射现象，是必要考量的。
  由于，一切违反光的传播常理，诸如斜边梯形的反射，或入射角与反射角不对等的凹面设计、或反射面粗糙、或反射面过窄、或光源与反射面的设计造成法线与反射线同一……等诸如此类的灯具，均称不上水缸的照明灯具而流于滥竽充数。
  是故，理解各型灯管的特性以及应用方法，势需搭配合理光的传播与反射常理的优良灯具， 是所为工欲善其事，必先行其器。否则，岂不一切枉然！

  又，水草、海水生物完美生态缸，除对光的需求特性外，其等对温度的要求亦甚严格。水草一般对温度的要求多处于25℃－27℃间（但如雪花草等性冷水草则须需温18℃－22℃），盖处于此温度间其细胞质的循流率活跃，光合作用效率更高；反之，过高或过低的温度环境，其细胞质的循流率则陷于停滞状态，更遑言光合作用。
  而一般海葵、软珊瑚等海水生物一如海中环境对水缸要求也多处于25℃－26℃左右，整缸的共生状况方显得健康与活泼。所以，此等水缸多配备冷却机，始为理想。为此，灯具的设计尤需另行考量散热与低温的设计，俾不致影响到水缸的水温。盖一般水族照明灯具多忽略此项考量，灯罩外壳或塑胶质容易因热变形或黄变致绝缘危险；或虽采用铝合金成形，但质不佳及散热设计不良致未达散热效果等。此外，多半采用传统线圈式的安定器，不但耗电（易造成铜损与铁损8％－10％，36W灯管发光，实际约需48－52W始达额定流明值3250Lm）甚巨，且安定器本身发热80－105℃于灯具内，易影响光的流明输出，而容易短期内造成灯管光衰，而使得当初整缸的光量规划遭致前功尽异。又有的虽采用电子式安定器，但因技术不完善，不但未达省电要求，且仍无法改善过热问题，同时常出现短期内灯具不亮及过繁维修现象等。只故，灯具设计优良与否是水缸的照明重要课题。
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