Расчет света для аквариума (немного математики) - Сторінка 12 - Аквафорум

oltrew · 19.11.2012, 10:37

Starcomputer, Ye_Lviv, в Вас пропадает педагогический дар - столько проявлено терпений и доходчивых разъяснений.

Ye_Lviv, насчет измерения освещенности на поверхности не соглашусь. В воде световой поток уплотняется, довольно значительно. Т.е. средняя освещенность под водой получается выше. Это уплотнение совершенно не компенсируется отражением от поверхности и тем более поглощением. А если еще добавить полное отражение от стекол, то разница получается очень большая, пренебречь нельзя.
Математику давать?

Ye_Lviv · 20.11.2012, 16:44

Цитата:

Допис від oltrew

Математику давать?
... или узкие лучи сфокусированны

Ні, математика тут вже була і все залежить від поставленої задачі, інакше розмова ні про що, в одних кришка прямо над водою в інших підвісні і тд 2 лампи - 8 ламп високо низько...
І як вже писав мене цікавить тільки, вузькі промені, підвісні 30-60 см над водою інші варіанти це вже пройдений етап і все легко рахується.
Відносно розсіяного світла, то згоден мало інформації буду вдячний за посилки на відповідну статистику.

oltrew · 20.11.2012, 18:50

Цитата:

Допис від Ye_Lviv

Ні, математика тут вже була, в одних кришка прямо над водою в інших підвісні і тд 2 лампи - 8 ламп високо низько...

Дело не в крышках, аквариумах и количестве ламп. Просто вода и над ней лампа - получаем серьезное уплотнение светового потока.
Вот совсем без математики (без формул):

Даже сам не ожидал - уплотнение более чем в 2 раза!
Это для светодиода углом свечения 120 градусов (123 градуса ограничение).
Для 90-градусного уплотнение в 1,9 раз.
Для 50-градусного - в 1,8 раз.

На 30-60 см уплотнение тоже есть, где-то в 1,7-1,8 раза.

oltrew · 19.11.2012, 13:13

Припоминается, тему "от поверхности" уже обсуждали здесь год назад.
В исследовании природной освещенности используют освещенность поверхности, потому что в природе не бывает уплотнения светового потока - лучи либо параллельные, либо рассеянные - в обоих случаях нету геометрии уплотнения. В аквариуме это неприменимо в реальности, только какие-то искусственные случаи, типа рассеивающих широких матовых плафонов или узкие лучи сфокусированных диодов из-под потолка.
И в природе нет стекла.

Поискал - на 8 стр. совсем с другой стороны обсуждали - неприменимость законов освещенности при исследовании освещенности природных водоемов:

Цитата:

Допис від oltrew

в исследованиях освещенности в природных водоемах не используют законы освещенности - солнце далеко.

oltrew · 16.12.2012, 21:06

В развитие темы уплотнения светового потока водой сравнил освещенность аквариума без воды и с водой. Рассчитать куб или прямоугольник знаний не хватает, пока только для цилиндра пропорциями как на картинке - квадратный цилиндр

С водой, если не учитывать отражение, поглощение и рассеяние водой, весь свет 120-градусного светодиода попадает на дно цилиндра.
Без воды - только 0,499 стерадиан.
Пи/0,499 ср = 6,28969 раз.
Освещенность дна в равностороннем цилиндре с водой больше такого же без воды в 6 раз!
С ростом высоты цилиндра эта разница будет почти пропорционально высоте возрастать.

Численный результат неожиданный - света в аквариуме под водой в РАЗЫ больше, чем без воды. Аквариум работает как фокусирующая линза, собирая более слабый (на воздухе) свет и уплотняя световой поток. Также он работает как световод, не выпуская наружу свет, идущий сверху. Выпускает только рассеянный растениями и грунтом.
Аквариум с водой сам является мощным световым "пробивателем", усилителем, концентратором.

bomberman · 20.03.2013, 14:07

Цитата:

Допис від oltrew

В развитие темы уплотнения светового потока водой сравнил освещенность аквариума без воды и с водой. Рассчитать куб или прямоугольник знаний не хватает, пока только для цилиндра пропорциями как на картинке - квадратный цилиндр

С водой, если не учитывать отражение, поглощение и рассеяние водой, весь свет 120-градусного светодиода попадает на дно цилиндра.
Без воды - только 0,499 стерадиан.
Пи/0,499 ср = 6,28969 раз.
Освещенность дна в равностороннем цилиндре с водой больше такого же без воды в 6 раз!
С ростом высоты цилиндра эта разница будет почти пропорционально высоте возрастать.

Численный результат неожиданный - света в аквариуме под водой в РАЗЫ больше, чем без воды. Аквариум работает как фокусирующая линза, собирая более слабый (на воздухе) свет и уплотняя световой поток. Также он работает как световод, не выпуская наружу свет, идущий сверху. Выпускает только рассеянный растениями и грунтом.
Аквариум с водой сам является мощным световым "пробивателем", усилителем, концентратором.

Хочу развенчать эту теорию. Прямоугольный аквариум с водой 800*500*400, на высоте 520мм от дна висит светодиодный светильник - освещенность в геометрическим центре на дне - 4500Люкс. Освещенность от того же светильника на том же расстоянии (без аквариумов и других стенок - воздух) 15000Люкс.

Усилитель, пробиватель, концентратор отменяется :-)

Хотя надо отметить тот факт, что стенки аквариума работают как дополнительные отражатели и не выпускают свет идущий под определенными углами. Но затухание света в воде все нивелирует :-)

oltrew · 29.03.2013, 11:21

bomberman, я сам развенчаться буду рад. Но надо делать это поосновательнее, чтобы исключить ошибку или неправильную трактовку результата или наложение нескольких факторов: описание условий эксперимента, теория (гипотеза) обязательно!, цель, задача (одна), перечисление приборов или что используется, (надеюсь не фотоаппарат?), фото, численные данные пошагово - вдруг там какие нюансы вылезут неучтенные, меняющие освещенность в разы. Затем объяснение полученных результатов.
А так - две голые цифры и всё! Это против схем, простых формул и расчетов? Простите, но НЕ ВЕРЮ.
У Вас 40 см воды уменьшили световой поток более чем в 3 раза. Невероятный результат! Вы на пороге великого открытия.
Кстати, по центру эффекта фокусирования нет. Сжатие светового потока нелинейно. По нормали нулевое. На больших угла альфа (по краям) максимальное.

oltrew · 29.04.2013, 14:37

Так и не дозрел до покупки хорошего люксметра, но все-таки решил проверить теорию хоть какими-то измерениями. Валялся неточный садовый люксметр "3 в 1" - им и замерял. Точность не очень важна, важно увидеть, есть ли предсказанный эффект светоусиления.
Описание. Стеклянный стакан 7х25 см, лампа накаливания 100 Вт, расстояние от спирали лампы до датчика люксметра, расположенного под стаканом - 27 см. Стакан накрыт стеклом, на нем лежит лампа.
Замеры. Без воды: 1) люксметр ближе к краю стакана - 500 Lx; 2) по центру - 800 Lx.
С аквариумной водой: (столб 24 см), 1) с краю 800 Lx; 2) по центру уверенно зашкаливает - более 2000 Lx.
Вывод - эффект светоуплотнения есть, в разы.
Конкретная геометрия сложная, по центру формируется фокус, а с краев прирост небольшой. Стакан закрыт стеклом и дно стакана не совсем чисто-прозрачное. Но, главное, что эффект есть.

Кому не лень, есть желание и возможность, попробуйте более точным прибором.

bomberman · 29.04.2013, 15:44

Созреете до нормального люксметра, до нормальной банки с водой (шириной и высотой в пару десятков сантиметров минимум) и грунтом, а не стаканом с кривым дном в форме линзы и развенчаетесь самостоятельно :-)

oltrew · 04.01.2013, 14:13

Здесь был неоконченный спор насчет прозрачности пресной и соленой вод. Нашел интересный учебник Маньковского В.И. "Основы оптики океана". Онлайн. Прозрачность соленой ниже, но не за счет поглощения, а за счет более высокого рассеяния. А поглощает больше только ультрафиолет.
"Показатели рассеяния для чистой океанской воды с соленостью 35‰ на 30% выше, чем для пресной воды. Показатель поглощения при этом остается неизменным, так как добавка солей к пресной воде не влияет на его величину в видимой области спектра."

рина · 06.02.2013, 12:44

Подскажите пожалуйста, сейчас подбираю новый свет для растений и немного запуталась.
Всегда расчитывала Вт / на полный объем аквариума.
А мне подсказали что нужно Вт/ объем аквариума минус объем грунта

Какое из этих вычислений верное для определения кол-ва света для растений?
Заранее спасибо.

Anya_V · 06.02.2013, 13:10

Цитата:

Допис від рина

Какое из этих вычислений верное для определения кол-ва света для растений?

Любое, поскольку эта формула служит для грубой прикидки света.

Айвенго · 02.03.2013, 11:42

Цитата:

Допис від рина

Подскажите пожалуйста, сейчас подбираю новый свет для растений и немного запуталась.
Всегда расчитывала Вт / на полный объем аквариума.
А мне подсказали что нужно Вт/ объем аквариума минус объем грунта

Какое из этих вычислений верное для определения кол-ва света для растений?
Заранее спасибо.

Расчёт 0.5 Вт на 1 л. воды.

red1157 · 02.03.2013, 14:16

Цитата:

Допис від Айвенго

Расчёт 0.5 Вт на 1 л. воды.

вот так вот однозначно? а мы тут головы ломаем......

Ребекка · 30.08.2013, 14:13

Ребята,помогите разобраться!Аква на 32 литра ,высота 35см.Стоит лампа экономка 11вт=55вт .Хочу сделать травник вот и созрел вопрос какие ж ваты делить на литры?
Из того что я поняла экономка ест 11 ват выдает 55 ват,соответственно на литр получается 1,7 ват,но на одном из форумов мне доказывают что на литр у меня 0,34 ват.Совсем запуталь в том как же правильно посчитать сколько ж ват на лит.Или лампа у меня не такая...Простите,но голова уже лопается так как запутали меня окончательно,вот пришла к вам что б помогли.