О выборе ламп для аквариума

[Starcomputer]

Часто встречаются темы и просто вопросы: "Помогите подобрать лампы в аквариум" или "Купил такие-то лампы, как Вы думаете, подойдут ?". Поскольку сам в свое время задавался подобными вопросами, то решил поделиться накопленной информацией Все ниже сказанное не является истиной априори, т.к. не все проверялось личной практикой.

Введение - немного теории.
Абсолютными величинами для измерения света являются количество квантов, квантовый выход на единицу мощности (шт/ватт) и поток излучения - полная энергия переносимая светом в единицу времени через данную поверхность. Но эти величины имеют мало практической пользы и не выходят за пороги институтов и лабораторий. Все другие величины являются редуцированными, т.е. характеризуют воздействие света на определенный селективный приемник. Именно поэтому они удобны на практике.

ЛЮМЕН - единица светового потока - световой поток, излучаемый точечным изотропным источником в телесном угле 1 стерадиан при силе света в 1 свечу.

СВЕТОВОЙ ПОТОК - основная единица, все остальные выводятся через нее. Световой поток связан сложным соотношением с излучением и его максимум достигается при длине волны 555 нм (зеленый цвет). Измеряется в люменах.

СИЛА СВЕТА - часть светового потока, пришедшеяся на определенный телесный угол. Измеряется в канделлах. 1 канделла = 4 х Пи х люмен.

СВЕТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ - отношение светового потока к затраченной на его создание мощности. Измеряется в люменах/ватт.

ЯРКОСТЬ - измеряется в канделлах на 1 м2.

ОСВЕЩЕННОСТЬ - измеряется в люксах.1 люкс = 1 люмен / 1 м2.

Производители ламп указывают световой поток в люменах (т.е. это ВЕСЬ световой поток от данной лампы), но насколько это применимо для аквариумов ? Да ни насколько Эта величина показывает, насколько яркой кажется лампа для человеческого глаза, и только. Поскольку человеческий глаз неодинаково чувствителен к разным областям спектра, то это абсолютно не говорит о "реальной" яркости лампы. Максимальной чувствительность глаз человека обладает при длине волны 555 нм (зеленый цвет). Поэтому лампы, основной спектр излучения которых сдвинут в красную или синюю сторону будут нам казаться менее яркими. Отсюда вывод - если на одной лампе написано, что она дает больше люменов чем другая, то это еще не значит, что она ярче светит, она просто КАЖЕТСЯ более яркой.

Итак первое - какие лампы ставить ?
Все зависит от того, какой аквариум Вы планируете.
Если это будет цихлидник без растений или с минимальным их количеством, то на мой взгляд освещение носит чисто эстетический характер и призвано подчеркнуть цвет рыб. Для таких аквариумов подойдут в принципе любые лампы, лишь бы Вам нравилось освещение Как выглядит аквариум под разными лампами

Если это обычный аквариум с рыбками и растениями, то тут все гораздо сложнее, т.к. нужно убить двух зайцев - и рыб подсветить, и растениям дать нужный свет.
Вспомним фразу на уроках физики в школе "Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан". С помощью этой немудреной и в общем то бессмысленной фразы запоминали основные цвета спектра:
Красный, Оранжевый, Желтый, Зеленый, Голубой, Синий, Фиолетовый.
Зачем же аквариумисту знать о спектре ламп ? А затем, что растения поглощают не весь свет подряд, пики поглощения находятся в красно-оранжевой области (660 нм) и сине-фиолетовой области (470 нм), причем в первой поглощение в два раза эффективней. В зеленой области спектра, так милой нашему глазу, растения свет практически не поглощают, а отражают, потому они и зеленые . Надо сказать, что разные растения имеют разные, но в общем-то схожие кривые поглощения. К сожалению у водорослей области поглощения соответствуют областям поглощения растений поэтому фирмы - производители аквариумных ламп скептически относятся к разработке ламп полезных для растений и вредных для водорослей
Таким образом лампы нужно подобрать так, чтобы:
1. Основная часть спектра лежала в зеленой области (будет красиво выглядеть).
2. Основная часть спектра лежала в красно-оранжевой и немного сине-фиолетовой области (будут хорошо расти растения).
Задачи вроде-бы несовместимые.
Однако их решают установкой ламп со сдвинутым спектром излучения.
Например у фито-ламп световой поток максимален в красно-оранжевой и сине-фиолетовой области:

Лампы же для подсветки рыб имеют максимум в сине-фиолетовой области и значительную часть в зеленой области:

При установке таких ламп их обычно ставят парами - одну фито-лампу, одну для подсветки рыб. Фито-лампы ставят в заднюю часть аквариума, для рыб - в переднюю часть.

Существуют и лампы, которые подходят одновременно и для растений и для рыб. Первенство тут несомненно принадлежит лампам NA:

Неплохо зарекомендовали себя и лампы Philips Aquarelle:

Максимумы спектра таких ламп приходятся на сине-фиолетовую, зеленую и желто-оранжевую области.
Что делать если спектральнойхарактеристики лампы нет ?
Можно подобрать по Относительной Цветовой Температуре (ССТ) - характеристика хода интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне Сложно ? Можно проще: ССТ характеризует относительный вклад излучения данного цвета в излучение источника, видимый цвет источника.
Этот показатель ничего не говорит о спектре лампы, он лишь указывает, какой цвет ПРЕОБЛАДАЕТ:

Из рисунка видно, что оптимальной для растений является ССТ 2500К - 3000К. Надо сказать, что лампы накаливания как раз попадают в этот диапазон, так что рассказы о том, как выращивают растения под обычными лампами накаливания полностью обоснованы

Отдельно от всего этого стоят МГ лампы, применяемые травниками. Почему именно МГ ? У МГ вобщем то достаточно ровная спектральная характеристика (ровнее только у ксеноновых ламп), да еще имеющая всплеск в области УФ, из-за чего их нужно использовать ТОЛЬКО с защитным стеклом. Ответ прост - у МГ световая эффективность гораздо выше, чем у других ламп, а ее нагревом можно пренебречь, тем более, что она в корпусе (между прочим если поставить вместо МГ столько люминистценок, чтобы они дали такой-же световой поток, то греться они будут еще сильнее ).

Итак мы выбрали себе лампы. Но нужно еще знать, сколько ламп нужно и какой мощности ?

Итак второе - мощность ламп.
Ну мощность лампы приходится выбирать исходя из возможности разместить ее в крышке или в светильнике. Лучше брать лампы Т5, так как у них более "точечный" свет из-за меньшего диаметра и световая эффективность выше.
Сколько же ламп или какая мощность нужна для аквариума ?
Принято считать мощность в ватт/литр, хотя это и не совсем верно. При этом считается, что мы установили лампы с нужным спектроми световой поток не будет пропадать впустую. В таком случае мощность должна быть от 0,3 до 1,0 ватт/литр (при свете более 0,6 ватт/литр возможно уже понадобятся удобрения и СО2), в зависимости от того, какие растения Вы собираетесь садить. В данной таблице указано, каким растениям какой свет нужен. Расчет в ватт/литр верен лишь для аквариумов глубиной не более 45-50 см, т.к. световой поток очень сильно ослабевает в воде. Поэтому если у Вас глубокий аквариум, или Вы хотите вести его на научной основе, то мощность нужно подбирать исходя из освещенности на дне.

Вот немного сведений по освещенности для разных растений (по данным "Укропа"):
Слабый свет, < 500 люкс:
Cryptocoryne affins, Cryptocoryne nevillii, Cryptocoryne wendtii, Vesicularia dubyana
Умеренный свет, 500-1000:
Acorus sp., Anubias nana, Aponogeton madagascariensis, Echinodorus sp., Lagenandra sp., Nomaphila stricta, Sagittaria sp.
Яркий, 1000-1500:
Aponogeton sp., Bacopa caroliniana, Ceratopterus thalictroides, Egeria densa, Ludwigia sp., Marsilea sp., Nymphoides aquatica
Очень яркий, > 1500:
Camomba sp., Heteranthera zosterifolia, Hygrophilia polysperma, Limnobium laevigatum, Limnophilia aquatica, Microsorium pteropus, Myriopyllum sp., Nuphar sagittifolium, Nymphaea maculata, Pistia stratiotes, Riccia fluitans, Salvinia auriculata, Synnema triflorum, Vallinsneria ap.

Как же померять освещенность на дне, да еще под водой ?
Можно воспользоваться зеркалом, размещенным под 45 грд или листом белого пластика. Но есть и более технологический способ. Нужно взять фотоэлемент от старого калькулятора, положить его лицевой стороной на кусочек тонкого стекла (можно оргстекло от коробки лазерного диска), припаять к выводам длинные проводки, а затем все щедро засиликонить, обеспечив тем самым гидроизоляцию. Затем нужно одолжить у кого-нибудь люксметр, мерять им освещенность в разных местах (или включить лампу через ЛАТР) и одновременно мерять миливольтметром напряжение на выводах фотоэлемента. По этим данным строим кривую зависимости напряжения от освещенности и возвращаем взятый напрокат люксометр (у Вас уже есть свой ).

Удачи !!!