"Необходимо создать в аквариуме визуальный эффект
который мы ожидаем увидеть в мелком, прозрачном пресноводном ручье."

(Arcadia,UK)



Photo: ©Takashi Amano - Aqua Design Amano

свет в аквариуме с растениями

Создать оптимальное освещение аквариума с растениями можно следующим образом:
1) выбрать тип светильника и тип ламп
2) определить интенсивность освещения и мощность ламп
3) подобрать лампы по эстетическим принципам
4) установить отражатели (желательно параболические)
5) задать таймером правильную длительность освещения.

В этом разделе рассматриваются вопросы эстетики освещения. Обеспечение потребностей фотосинтеза растений см. в разделе PAR¬ и мощность ламп по T.Amano¬.

> точность цветопередачи
> свет достигающий водной поверхности и растений
> цветопередача зеленых оттенков, эталонные лампы ADA NA Lamp T8 8000K
> свет с параллельными лучами
> увеличение эффективности флуоресцентных ламп в два-четыре раза.

Создание аквариума такого высочайшего уровня как Nature Aquarium возможно только при правильном освещении. Основные его слагаемые: эстетика и правильные технические параметры обеспечивающие потребности растений. Создать его можно при помощи как флуоресцентных, так и металлгалидных (metal halide) MH HQI. Флуоресцентные лампы T5 6500-9000K экономичны, не перегревают аквариум, компактны, широко доступны, имеют нужную цветовую температуру и великолепную цветопередачу. Срок службы ламп T5 - до 5 лет при падении интенсивности излучения к концу срока службы всего 15%, вместо 1,5-2,5 года у MH и MH HQI с линейным падением интенсивности. Например одна металлгалидная лампа ADA NA MH HQI 150W стоит 90USD и менять её нужно через 1,5-2 года. Лампы MH-HQI менее экономичны при покупке и эксплуатации, но их направленный свет значительно лучше проникает под воду.

Сделать свет в аквариуме естественным значит сделать его максимально приближенным к характеристикам света падающего на водную поверхность природе. Такой свет дают:

· правильный спектральный состав света ламп
· точность цветопередачи ламп (CRI)
· свет с параллельными лучами.
^

точность цветопередачи ламп

На точность цветопередачи ламп влияют цветовая температура света (K) и цветопередача CRI (или Ra).

Цветовая температура.
Цветовая температура, измеряемая в градусах Кельвина, значительно влияет на естественность освещения подводного ландшафта Nature Aquarium.
Спектр света который производит раскаленный газ (Солнце например) зависит от температуры объекта. Солнце, имея температуру поверхности 5500 Kelvin дает свет с таким спектром, который человеческий глаз воспринимает как «белый». Солнечный свет в полдень имеет цветовую температуру 5500К. Соответственно, чтобы цветопередача в аквариуме была правильной, нужно чтобы лампа имела цветовую температуру не менее 5000 Kelvin, иначе все что она освещает будет иметь определенный оттенок, отличный от подлинного.

• Цветовая температура света (K) в Кельвинах не указывает на спектральный состав света лампы - она показывает как воспринимает цвет света от данной лампы человеческий глаз. Это характеристика связанная именно с восприятием.


Спектральный состав света в зависимости от цветовой температуры K. Osram.

Рис. 1 График зависимости спектрального состава света от его температуры К. (Osram)

Посмотрите на график (Рис. 1) зависимости спектрального состава света от цветовой температуры. Как видно, чем ближе цветовая температура к 5000K, тем более сбалансированный спектральный состав света (линия более горизонтальна), и тем ближе он по составу к идеальному "белому" свету Солнца. Чем ниже цветовая температура, тем больше доля красного, и меньше синего цвета. Именно поэтому лампы накаливания с низкой цветовой температурой придают красноватый оттенок всему что они освещают. Чем выше цветовая температура, тем больше доля синего и зеленого¬.
Качественные лампы любой цветовой температуры делают так, чтобы белый цвет был максимально белым, но вот все остальные оттенки совсем не обязательно передаются правильно. В этом как раз и состоит отличие ламп с разной цветовой температурой, но равным CRI. Если цветовая температура отличается от 5000К, то все оттенки отличные от белого будут более теплыми (<5000K больше красных оттенков), или более холодными (<5000 больше голубых) - отсюда названия трех основных типов ламп:
Daylight 5000K и более - нормальная цветопередача, "дневной свет";
Cool White 6500K или 4000K - много голубого и мало красного, "холодный свет" (прим.¬);
Warm White <3300K - много красных оттенков, слишком "теплый свет".
На воздухе наивысшее качество цветопередачи имеют лампы максимально приближающиеся к идеальному стандартному источнику света. Это специальные лампы со спектром излучения максимально приближенным к свету Солнца для цветокалибровки марок D50 (5000K) и D65 (6500K). Такие лампы редкость, и очень дороги. Лучшие "бытовые" лампы - это лампы с цветовой температурой 6500K (напр. T5 серии 965 и 950), они лучше по цветопередаче потому что намного более точно передают все оттенки чем лампы серии 865 с той же цветовой температурой 5000-6500K за счет более высокого CRI.

Чем выше цветовая температура, тем больше доля голубого спектра. Это влияет на PAR¬ и красоту ваших растений. Для аквариума с растениями нужно использовать специальные аквариумные лампы¬ имитирующие "тропический свет" 7500-10000K. Если таких нет, пригодны флуоресцентные лампы T5 серий 965 6500K (T8 10-765, 54, 154), намного хуже - 860 (T8 186) 6000K Ra85. Для повышения цветовой температуры до 8000К можно смешать свет с лампами 10000К в правильной пропорции¬.
ВСЕ остальные лампы совершенно непригодны по причине очень плохой цветопередачи под водой.

CRI(clolour rendering index) - ИЦ (Индекс цветопередачи).
Важнейший параметр влияющий на эстетику света в Nature Aquarium, это CRI (Color Rendering Index, Ra), или Индекс цветопередачи (ИЦ). CRI показывает насколько при освещении данной лампой сохраняется правильная цветопередача. CRI часто обозначается в каталогах как Ra.
Если два разных источника света освещают цветные предметы, цвета этих предметов могут быть разными несмотря на одинаковую цветовую температуру ламп. Разница в цветопередаче ламп с одинаковой цветовой температурой оценивается при помощи Color Rendering Index (Ra):
"CRI измеряет насколько точно источник света передает истинный цвет объектов. Идеальный источник света имел бы CRI=100. Меньшие значения означают что цвета смещены от их истинного оттенка и насыщенности. ("A Comparison Between Light Sources Used in Planted Aquaria" by Ivo Busko, см. русскую версию)
"Отношение цветов предметов при освещении их данным источником света к цветам этих же предметов, освещаемых источником света, принятым за эталон (чаще всего солнцем), в строго определенных условиях." ( www.sofit.com.ua)
"Индекс цветопередачи (ИЦ) - это отношение цветов предметов, освещенных эталонным источником света к освещенности этих же предметов освещенным испытываемым источником света. Иными словами - это относительная от 0 до 100 величина, показывающая, насколько хорошо в свете данного источника видны другие цвета: например, при желтом будут хуже видны желтые полосы, при синем - синие.
За эталон (100) принят солнечный свет, но иногда эталоном служат лампы накаливания (ибо их собственный ИЦ около 97-99). Для сравнения обычно выбирают 8 основных цветов [Ra-8] и вычисляют среднее. Полученное значение ообозначается символом Ra и принимают за ИЦ - чем ниже эта величина, тем хуже цветопередача. От 91 до 100 считается как очень хорошая цветопередача, 81-91 - как хорошая, 51-80 - средняя цветопередача, менее 51- слабая цветопередача." (SVOYA)
CRI определяется сравнением источника света со стандартным источником излучения ("черное тело") который имеет идеальный CRI=100 при данной цветовой температуре. Чем больше разница в цветопередаче при освещении конкретной лампой и "черным телом" при равной цветовой температуре, тем ниже CRI. При каждой цветовой температуре K есть свой CRI=100. То есть цвета отображаются при каждой цветовой температуре по разному. Значит, чтобы определить цветопередачу конкретной лампы кроме её CRI нужна еще и цветовая температура (K).
Лампы с высоким CRI>90 предназначены для установки там, где важно очень точное восприятие цветов - в типографиях, графических студиях, музеях. Нужно выбирать трифосфорные флуоресцентные лампы с максимальным CRI чтобы искажения цветов подводного мира были минимальными (с цветовой температурой 5400 - 10000K). Все флуоресцентные лампы нового типа T5¬ трифосфорные, и имеют CRI не менее 80.
Ввиду того что красный свет поглощается водой больше чем голубой, идеальный свет для Nature Aquarium НЕ 5500K-6500K, а 8000K. Некоторые производители аквариумных ламп делают лампы 9000-10000K¬, но если посмотреть на спектральный график видно, что они один к одному копируют спектр ламп ADA NA Lamp 8000K.
^

спектр света достигающий водной поверхности и растений

Прежде чем определить правильность выбора ламп для аквариума с растениями, нужно прежде всего выяснить, каков спектральный состава Солнечного света падающего в природе на водную поверхность после прохождения атмосферы, то есть того света который формирует Эстетику подводного ландшафта и дает энергию для роста растений. Его состав по научным данным показан на первом рисунке.* [1]

Состав света падающего на поверхность воды. © 2005 Ian Luna

Прежде чем пройти через воду, при высоких углах стояния Солнца (70 град. с 10 до 15 часов) водная поверхность больше всего получает зелено-желтого и голубого света - 70~85%. Днем только 50~65% красного света достигает водной поверхности, который затем будет поглощен водой на 50~92% растворенными в ней веществами. Значит во время активного фотосинтеза до растений доходит вообще мизерное количество (~15%) красной части света Солнца!

Не весь свет падающий на поверхность воды доходит до растений, и это тоже вносит коррективы в цветопередачу и получаемый растениями дневной PPF¬. Часть света поглощается или отражаться плавающими частицами и растворенными веществами. Количество и состав света достигающего растений после прохождения толщи воды показан на втором рисунке. * [1]

количество света достигающее водных растений в зависимости от длинны волны. © 2005 Ian Luna

Как видно, зелено-желтый и голубой свет гораздо лучше проникают в воду чем синий и красный. Всего только 60% синего и 8-50% красного света доходят до растений. Это происходит потому что желтый свет отражается, а красный свет сильно поглощается так называемыми «желтыми веществами» растворенными в воде, которые НЕ могут быть отфильтрованы! Это гуминовые вещества выделяемые торфом и корягами, и долговечные, трудно биологически разложимые продукты обмена веществ. Именно из-за отражения этими веществами желтого света вода в любом водоеме приобретает желтоватую окраску*. Такая же вода и в Nature Aquarium - воду подкрашивают растворенная органика, коряги и торф, выделяющие гуминовые кислоты. Что касается зелено-желтого и голубого, то они достигают поверхности воды на 75-85%, а поглощаются всего на 20-30%.

• Совершенно очевидно, что вид подводного ландшафта формируется при освещении светом в котором преобладают зелено-желтая и голубая части спектра, такой же свет достигает растений и под водой, с еще большей долей зелено-желтого. (1)

В каталоге ADA говорится: "Проникновение света через толщу воды в естественных местах обитания водных растений. Утром или вечером лучи солнца отражаются от поверхности воды и в воду не проникают. В это время дня солнечный свет имеет красноватый спектр. Это означает что водные растения в местах своего естественного обитания вряд ли использую красную часть спектра. Фотосинтез обычно ограничен между 10 и 14 часами дня, когда солнце стоит под углом 45 градусов к поверхности воды, и его свет проникает в воду без отражения от поверхности. Свет в эти часы имеет более зелено-голубой спектр. Лампа ADA NA имеет подобный состав света для создания идеальных условий в аквариуме.". (источник: каталог ADA Solar 1)

^

цветопередача зеленых оттенков

В аквариуме с растениями наибольшее количество оттенков зеленого цвета. От широты диапазона передаваемых оттенков зеленого и качества их цветопередачи во многом зависит красота создаваемого подводного ландшафта Nature Aquarium. Кроме того, максимальная восприимчивость зрения человека, то есть способность различать наибольшее количество оттенков, лежит в желто-зеленой части спектра при длине волны около 555нм. (см. Human Eye Response Curve на Рис. 1¬).
Чтобы усилить различение оттенков определенного цвета, усиливают именно эту часть спектра ламп. Например лампы с цветовой температурой 6500K лучше по цветопередаче чем 5000K, потому что имеют лучшее различение зеленых и синих оттенков - это происходит от того что чем выше цветовая температура, тем больше доля синего спектра в излучаемом свете (Рис.1).

ADA пишет:
"Что касается цветовой температуры, лампы с низкой температурой (<5000K) придают красноватый оттенок, а лампы с высокой температурой цвета (>5000K) хорошо выявляют зеленый цвет. Например при цветовой температуре менее 5000K свет плохой, потому что имеет желтый оттенок, а свет при 10000K белёсый (pale) и цвета становятся голубоватыми.
При свете с 5000K водные растения имеют желтый оттенок и выглядят нездоровыми.
При свете 10000K водные растения становятся слишком зелеными и выглядят искусственными.
Таким образом, при подборе ламп по цветовой температуре K чтобы растения под водой выглядели естественно, нужно выбирать лампы с цветовой температурой 7000-8000K. Лампы NA от ADA именно такие.
Свет от ламп 7000-8000K на воздухе выглядит немного белесым, бледным (pale), но под водой впечатление прозрачности воды усиливается, а зеленый цвет водных растений воспроизводится живее.
Кроме того, так как лампа излучает большее количество голубой части спектра в сравнении с красноватой лампой с низкой цветовой температурой как для наземных растений, это способствует активному фотосинтезу водных растений и они выглядят великолепно.
Кроме того, при высокой температуре цвета ламп отображение красных цветов ухудшается, но лампы NA обладают хорошей цветопередачей, а цвета растений и рыб красных цветов очень неплохие, и весь аквариум выглядит естественнее. Лампы с низкой цветовой температурой K<5400 способствуют росту водорослей." (Руководство ADA 2002/2003)

Фирма Arcadia (UK) говорит, что в пресных водоемах тропиков идеальный свет обычно близок к дневному свету при сильной облачности, и имеет цветовую температуру 7000K. Фирма выпускает лампы T8 Arcadia Freshwater Lamp¬ с цветовой температурой 7500K. Лампы специально разработаны для пресноводного аквариума. Для идеальной, близкой к природной цветопередачи зеленых оттенков они имеют пик в зеленой части, а для улучшения фотосинтеза растений в синей и красной частях спектра.

ADA NA Lamp 8000K.
Такого же мнения придерживается и фирма Takashi Amano ADA (Japan) выпускающая флуоресцентные лампы T8 ADA NA LAMP с цветовой температурой 8000K CRI=93. Теория говорит, и компания проводила соответствующие исследования, что в природе, растения получают прямой свет преимущественно между 10 и 15 часами дня. В этот период времени поверхности воды достигает свет именно сине-зеленого спектра. Красный и оранжевый поглощаются атмосферой. Это говорит о том, что росту растений и правильной цветопередаче подводного мира лучше способствует сине-зеленый спектр ламп с температурой цвета 8.000K. То есть они приблизили спектр своих ламп к спектру света падающего на водную поверхность¬ увеличив долю голубого и зелено-желтого. После отражения и поглощения в воде свет достигнет растений и будет таким же, какой используют для своего роста растения. ADA NA Lamp имеет пики в оранжевой 610nm, синей 430nm, и зеленой 540nm частях спектра, что хорошо способствует росту растений. Кроме того, создан
подпик зеленого с длиной волны 520nm специально чтобы растения имели наиболее естественные цвета. Как можно видеть на графике поглощения хлорофиллом разных длин волны света, этот пик не только улучшает цветопередачу, но и способствует хорошей работе бетакаротина, который придает красный оттенок листьям растений.

ADA NA Lamp Spectrum

Вот что говорит на форуме APC Jeff Senske о своих впечатлениях от ламп ADA NA Lamp 8000K:
"Освещение - лампы ADA Grand Solar с одной 150W MH HQI 8000 Kelvin и двумя T5 32W компактными люминесцентными по бокам. Лампа 8000K выглядит просто идеально - не слишком голубая, не слишком желтая. У меня одна такая стояла некоторое время на аквариуме дома, и она просто волшебная...
Лампы ADA 8000K обычно стоят при покупке светильника, хотя конечно же вы можете указать 8000K или 10000K. Амано иногда использует и 10000K тоже, но в основном 8000K. Его обычные люминесцентные лампы NA всегда были 8000K. Невозможно передать вам насколько правильно/соответствующе выглядит свет от ламп 8000K в аквариуме. Конечно, растения приспосабливаются и растут под освещением разных типов и температур, но я всегда чувствовал что Т.Амано предпочитает 8000K - это то что нужно. У меня также были переведенные статьи из Aqua Journal о разработке ламп 8000K и они основаны на реальных исследованиях на природе когда был замерен подводный свет множества биотопов водных растений, так что они основаны на самой природе, а не на том что проще/дешевле производить. Больше никто не предлагает лампы такой цветовой температуры, насколько мне известно. Мы, любители растений, получаем лампы или сделанные по устаревшей теории/технологии, вроде ламп 5000/6000K, или нам продают лампы для морского аквариума, которые просто переупакованы для целевых потребителей увлекающихся аквариумом с растениями, или с рекламными этикетками что они "тоже" подойдут для водных растений."
(Jeff Senske, из описания создания 100% аквариума ADA на APC)

Что касается люминесцентных ламп, то "теплые" (3300К) и "холодные" (4000К) не воспроизводят температуру дневного солнечного света, и дают слишком много зеленого света к которому более восприимчив глаз человека давая более "яркий" свет, но мало красного и синего для истинного отображения цветов и хорошего роста растений. Есть намного более совершенные лампы T5 "дневного света" (5400-8000К), температура света которых близка к солнечной. Они делаются с трифосфорным покрытием, что делает их CRI очень высоким - более 80.

• Наилучшую цветопередачу в аквариуме можно получить используя специальные аквариумные¬ флуоресцентные лампы нового типа T5¬ имитирующие "тропический свет" как ADA NA Lamp 8000K: T8 Arcadia Freshwater Lamp 7500K, JBL Solar Ultra Natur 9000K CRI 1A class, Hagen Life-Glo 6700K, JUWEL® High-Lite® Day 9000K, Aqua Medic Ocean White 10000K+Planta. Отличный свет дает Feron T4 White 6400K + T5 950. Лучшие MH-HQI лампы¬: ADA NA Lamp, Arcadia Freshwater Lamp 10000K, Aqualine CW MH HQI, Aqua Medic MH HQI 10000K.
Если нет специальных, можно использовать обычные T8 серии 965¬ лампы с 6500К и Ra98 - они соответствуют высшему стандарту D65 по цветопередаче и пригодны для цветокалибровки. Применяются для освещения музеев, полиграфических и дизайнерских студий и т.п.
Они хорошо комбинируются¬ с T5 Aqua Medic Ocean White 10000K в пропорции 1:2.
Значительно хуже по цветопередаче, но с большей световой отдачей лампы Osram HO-FQ Lumilux 860 с 6000K, CRI=85 (см. aiam.info).

Все водные растения зеленого цвета, поэтому логичным будет использовать обычные флуоресцентные лампы с высоким PAR¬ за счет именно зеленой и синей части спектра, а не красной, сильно ухудшающей цветопередачу. Вопреки распространенному заблуждению растения прекрасно используют для фотосинтеза зеленый свет а не только синий и красный (см. McCree¬), и повышение доли зеленого спектра вовсе не снижает PAR лампы, наоборот - PAR у лампы нормального дневного спектра равен или выше чем у ламп с красно-синим светом¬. Усиление зеленой части спектра ламп с 6500-8000K значительно улучшит различия между всеми тонкими оттенками зеленого, одновременно создавая высокий PAR. Не ставьте "аквариумные" лампы специального, адаптированного для роста растений спектра (PAR¬) - они имеют настолько искаженную цветопередачу, что их CRI или менее 50, или вообще не указывается. Такие лампы нельзя охарактеризовать даже температурой света (К). Аквариум освещенный таким светом выглядит крайне неестественно.
Кроме ADA Metal Halide лампы с наилучшей цветопередачей¬ для пресноводного аквариума** выпускает фирма Arcadia (UK), их цветовая температура 5200K. Они дают тот самый "визуальный эффект, который мы ожидаем увидеть в мелком прозрачном пресноводном ручье". Эти лампы также хорошо способствуют фотосинтезу растений. Norbert Sabat красиво сочетает лампы Philips TLD 965 6500K Ra98 с Aqua Medic Ocean White 10000K 2 к 1, свет такой комбинации великолепный.

В заключение важно отметить, что сама по себе цветовая температура ламп К никоим образом не говорит о ее истинном спектре и качестве цветопередачи, особенно для специальных аквариумных ламп с повышенным PAR. Во первых категорически нельзя судить о характере освещения только по цветовой температуре K лампы без учета качества цветопередачи - CRI¬. Дело в том, что спектр любой лампы не равномерен как у Солнца, а пытается имитировать спектр и цветопередачу Солнца короткими пиками в нескольких участках разной длины волны. У двух разных ламп одна и та же цветовая температура К может быть получена комбинацией пиков совершенно разных(!) длин волн пропорционально интенсивности, и лампы с одинаковой цветовой температурой могут радикально отличаться друг от дуга по характеру света (теплый-холодный) и цветопередаче, и именно CRI скажет насколько цветопередача при данной K будет верной. CRI будет тем лучше, чем ближе распределение и интенсивность этих пиков к спектру Солнца, что очень хорошо видно на графике спектра лампы (см. таблицу¬). В то же время один только CRI тоже не может характеризовать цветопередачу и характер света (теплый-холодный) лампы без учета цветовой температуры K. Это потому что CRI информирует о точности цветопередачи при конкретной цветовой температуре K. Например для лампы накаливания с ужасным красным светом 2500K коэф. CRI может быть 100%, но это вовсе не означает что свет такой лампы избавлен от красноватого оттенка и даст нормальную цветопередачу: ее свет по прежнему слишком теплый, и очень далек от эталонного источника света дающего идеальную цветопередачу всех цветов - света Солнца. Ее CRI=100 говорит только о том что при данной K получить качество цветопередачи выше невозможно, но все цвета все равно "испачканы" красным, и вовсе не означает что цветопередача не может быть лучше при другой цветовой температуре (6500К). Это проще всего понять если взять четыре лампы с разной цветовой температурой 3000-5000-6500-8000K, но с одинаковым CRI=90, и сравнить зеленый цвет листа растения вне воды (лучше всего молодой лист Anubias var. nana) с его цветом под солнечным светом в полдень. Свет от слишком теплой лампы с 3000K даст очень грязный коричневатый зеленый, свет теплой лампы с 5000K даст нездоровый желтовато-зеленый, свет очень холодной лампы с 8000K даст зеленый с грязным голубоватым оттенком, и только свет дневной лампы с 6500K даст настоящий идеальный зеленый цвет листа - таким каким мы его видим под светом Солнца. По указанным выше¬ причинам для наилучшей цветопередачи для аквариума с растениями используют лампы с чуть более высокой цветовой температурой K=8000-10000 и высоким CRI. CRI и K это два показателя которые могут использоваться толькосовместно! Для примера¬ можно сравнить свет от Sylvania Gro-Lux® 8500K с JBL Solar Ultra Natur 9000K. Цветовая температура Sylvania и JBL почти одинакова, но цветопередача совершенно разная. Это легко обнаружить если посмотреть не только на цветовую температуру K этих ламп, но и на их CRI. У Sylvania Gro-Lux® 8500K показатель CRI=6 катастрофически низкий (полное искажение цветов при данной K), а у JBL Solar Ultra Natur 9000K CRI>90 очень высок (почти абсолютно точное воспроизведение всех цветов при данной K) потому что ее спектр намного точнее повторяет спектр света Солнца.
Приведенные рекомендации¬ относительно обычных и специальных аквариумных ламп T5¬ пригодных для аквариума с растениями с точки зрения эстетики абсолютно корректны. Во первых спектр обычных флуоресцентных ламп разных производителей стандартизирован и очень похож. Во вторых, эти рекомендации основаны на практическом сравнении при освещении именно аквариума с растениями, и конкретными марками ламп.
Кроме правильной цветопередачи необходимо обеспечить потребности фотосинтеза растений, что дают фотосинтетически активная радиация PAR¬ и суммарный дневной поток фотонов за световой день PPF¬. Так как лампы со спектром приближенным к солнечному и высоким CRI всегда¬ дают достаточный PAR, выбор ламп для аквариума с растениями сводится к удовлетворению только эстетической составляющей.
^

Свет с параллельными лучами.
Рассматривайте подводный ландшафт как натюрморт на столе. После того как художником подобраны и расставлены все предметы то, как он выглядит, полностью зависит от характераосвещения.
Люминесцентные лампы T8 БЕЗ отражателей имеют свет, который дает неестественный вид подводного мира (лампы T5 намного лучше в этом смысле). Причина заключается в том, что такие лампы дают рассеянный свет, который распространяется одинаково во всех направлениях, в то время как Солнце освещает окружающий мир параллельными лучами света - это направленный источник. Свет при этом распространяется по поверхностям и отбрасывает тени совсем по другому.

• Применив зеркальные параболические отражатели, можно получить в аквариуме намного более естественный свет - с параллельными лучами, и усилить освещенность в два раза.

Только отражатель выгнутый в форме параболы дает направленный свет с параллельными лучами: как известно из физики, угол падения луча света на поверхность равен углу отражения луча от этой поверхности. Форма параболы такова, что если луч света идет из её центра, отраженные лучи всегда направлены параллельно вниз (строго параллельно оси симметрии параболы). Лампа в таких отражателях должна стоять точно в центре параболы, иначе эффект будет не больше чем от обычной "трапеции".

Параболический отражатель. Рисунок © 2005 Ian Luna.

Рис. 2 Парабола отражает лучи света параллельно своей оси симметрии,
и не отражаясь от поверхности под воду проникает в несколько раз больше света лампы.

Если аквариум освещен флуоресцентной (или metal halide) лампой с параболическим отражателем, мельчайшая рябь на поверхности воды будет фокусировать/дефокусировать направленные параллельные лучи света и отбрасывать на подводный ландшафт двигающиеся световые блики (этот эффект еще называется Caustics), а тень падающая на растения и грунт будет намного более естественной.
Становятся более заметными мелкие детали, которые были "смазаны" рассеянным светом: мелкие трещины в корягах и камнях, становится лучше видна их фактура, а значит "дикость" (wilde, "wabi-sabi look").
Усиливается контраст между более ярко освещенными частями коряг, камней и растений, и затененными областями под корягами и между растениями, которые становятся еще темнее: это дает более выраженные, более контрастные тональные переходы и передается намного большийдиапазон яркостейперехода от света к тени. Тень ложится на поверхность предметов, а не растворяется в воздухе как при рассеянном свете, намного лучше выявляя их форму и объем, а значитпространственную глубину.
Рассеянный свет делает рыб и растения "плоскими" и серыми. Это сразу заметно если сравнить аквариумы освещенные MH-HQI лампами с отражателями (а они всегда параболические), и обычными флуоресцентными лампами T8. Именно по этой причине считается что лампы MH-HQI намного лучше чем флуоресцентные, но это не так: установив на них параболические отражатели можно получить такую же глубину проникновения света до самого дна и более естественный вид акваландшафта и рыб.
Посмотрите несколько хороших снимков Takashi Amano¬ и подводных снимков коралловых рифов, и вы поймете, о чем идет речь***.

• Только при свете с параллельными лучами тени от растений и коряг будут выглядеть как в природе, а рыбы совершенно иначе сияют всеми красками.
• Еще один немаловажный фактор в установке отражателей то, что от рассеянного света гораздо больше плавающих в воде частиц отражают свет, и вода выглядит более ымутной. С такими отражателями вода выглядит гораздо прозрачней.

Что касается использования металлгалидных ламп в подвесах, то ADA говорит что они позволяют создать тень, в которой очень естественно будут смотреться тенелюбивые растения. Свет от них по определению с параллельными лучами как от Солнца, так как в них всегда стоят параболические отражатели.
Подвес также позволяет делать очень эффектную композицию с торчащими из воды корягами - MIZUBE¬.
^

Параболические отражатели.
Установка параболических отражателей для флуоресцентных ламп не только улучшает эстетику света, но и увеличивает световую отдачу ламп в два и более раз за счет направления светового потока в нужном направлении. Около 80% света излучаемого лампой будет направлено в аквариум, причем под правильным углом - не более 53 градусов к поверхности воды. Без параболического отражателя значительное количество лучей достигают поверхности воды под большим углом и отражаются от поверхности так и не проникнув под воду! Параболический отражатель дает направленный свет с параллельными лучами, который гораздо меньше затухает с расстоянием и намного глубже проникает в толщу воды.

Независимое исследование отражателей фирмой Sulight Supply Inc.
Недавно на www.sulightsupply.com опубликовано сравнительное исследование эффективности отражателей для ламп T5 разных конструкций и материалов. Они показали, что правильный отражатель усиливает световую отдачу лампы с 5300 lux без отражателей до 13000 lux и более с отражателем "U"-типа с лапой General Electric 6500K T5 HO 54W. С их фирменным встроенным в подвес Sunlight Supply, Inc. Tek отражателем световая отдача еще больше на 30%! Он имел не "U" форму, а параболическую, и отражающую поверхность из структурированного полуматового алюминия. [http://www.sunlightsupply.com/aquarium/products/t5reflectcomparo.shtml]
Результаты теста:
Лампа T5 без отражателя – 5300 lux
Текстурированный алюминиевый лист – 6400 lux (х1,2)
Полированный алюминиевый лист – 6400 lux (х1,2)
Изогнутый белый отражатель (трапецией) – 12400 lux (х2,34)
Полированный гнутый отражатель (трапецией) – 13700 lux (х2,585)
Отражатель в светильнике Sunlight Supply, Inc. Tek Retro system T5 – 22700 lux, что в 4,283 раза больше чем лампа без отражателя, и в 1,65 раза больше чем от полированного трапециевидного отражателя!
Прим.: в тесте отражатели ставились так, чтобы обеспечить максимальное отражение. Расстояние от лампы до отражателя получилось равным 7мм.
Обычные отражатели (трапециевидной формы) выпускают фирмы Juwel, Hagen, Tetra. Ни один из них не является параболическим, то есть они хорошо отражают свет, делают его даже частично направленным, но совсем не так, как настоящая парабола. Вероятно, Arcadia Fluorescent Reflectors, Sunlight Supply Inc. T5 Retro-Fit Kit (отдельно TEK II T5 RETROFIT REFLECTORS) и вот этот в форме буквы "М" - лучшие параболические отражатели на рынке. Светильники со встроенными параболическими отражателями выпускает Coralife - Coralife Aqualight Freshwater Light (marineandreef.com).
Эффективный отражатель может быть и не истинной параболой, а выгнут прямоугольными отрезками описывая параболу. Пример можно видеть на страничке Erik Olson (8 фото сверху). Там отражатель сделан даже в форме двойной параболы напоминающей букву M, что является самой эффективной формой отражателя для линейных ламп. Свет в этому случае как бы огибает саму лампу не давая эффекта самозатенения.

Истинно параболические отражатели производятся редко - чаще делается приближенная к параболе форма с пятью гранями. По каким принципам строится улучшенный профиль трапеции есть на ukrop.info. Чем больше лучей исходящих от лампы будут попадать на поверхность воды под углом не более 53 градусов, тем эффективнее отражатель. Очень хороший пример эффективного трапециевидного отражателя - в подвесе Aqua Medic на две лампы T5 54W.

Как отражатель влияет на интенсивность освещения и зависимость от расстояния до объекта, получить понятие о распределении света от линейной флуоресцентной UV-лампы в поперечном направлении можно в статье Reflectors and Double Fixtures with UVB Fluorescent Tubes. Как это происходит вдоль лампы - Make Yourself a UVB Spread Chart (внизу).

Замеры при помощи PAR-метра наглядно показали что при 4хТ5 с четырьмя параболами освещенность у поверхности воды увеличивается в полтора раза, а у дна более чем вдвое - My Reef Tank T5 Readings (в сравнении с 4хТ5 с параболой только на одной из четырех ламп).

Уникальные запатентованные регулируемые отражатели Adjust-A-Wings® Instructions (или Adjust-A-Wings®) могут использоваться для палюдариумов и очень больших аквариумов. Они дают значительно большую, и что очень важно, намного более равномерную освещенность на большей площади чем обычные параболы: см. Adjust-A-Wing(R) Instructions, пункт Adjust-A-Wings®, SUGGESTED LAYOUT for 150-250 Watt MH/HPS LAMPS (Using Small Adjust-A-Wings Reflectors), Layout tips - PDF 422Kb, стр.2; Layout tips (PDF 3.05Mb). Изогнутый в форме крыла параболический отражатель самого эффективного М-профиля сделан из металла переменной толщины с таким расчетом чтобы при изменении тросиком ширины отражателя парабола оставалась параболой сохраняя свой фокус - меняется только освещаемая интенсивным светом площадь под ним.
Рассеиватель на лампу Super Spreader® $25-25 значительно улучшает эффективность Adjust-A-Wings®. Отражатель сделан из алюминия с текстурой в виде микро-призм и покрыт стеклом. Он перераспределяет свет таким образом что часть пучка слишком интенсивного света непосредственно под лампой рассеивается проходя через отверстия, а часть отражается на основной отражатель. Это значительно увеличивает освещенность по краям области под параболой делая его намного более равномерным. Удаление сильного фокуса света снижает температуру под ним, и светильник теперь можно подвесить намного меньшем расстоянии от растений, что значительно увеличивает освещенность. Аналог попроще - The Equalizer™ Hot Spot Diffuser. Они ставятся на любую MH-HQI или HID лампу в любом светильнике, и я предлагаю использовать их в аквариумистике. Adjust-A-Wings® могут использоваться для очень больших аквариумов, потребуется лишь установить защитное стекло от брызг. Стойка для тросика в центре позволит регулировать пучок света отдельно: сужать интенсивный пучок на переднем плане аквариума, и расширять область менее интенсивного света на заднем.

Параболический отражатель значительно усиливает освещённость маленьких растений переднего плана. Без них вырастить Glosso или Eleocharis значительно сложнее, да и результаты намного хуже.
Я использовал трапециевидные отражатели Juwel из полированного алюминия для ламп T8. Замеров я не делал, но визуально их эффективность не более х1,3 раза. Тот же отражатель установленный в 7мм от лампы T5 дает значительно большее усиление света, особенно заметное у дна (х1,5-2). Направленные отражатели лучше отражают именно точечный свет, поэтому здесь проявляется одно из преимуществ ламп T5 16мм - "более точечный" концентрированный свет с намного меньшим рассеиванием и самозатенением.

Итак, параболические отражатели в Nature Aquarium дают следующее:
· значительно усиливают освещенность аквариума при той же мощности ламп
· увеличенная интенсивность освещения позволяет сделать период освещения короче, что улучшает питание растений, а значит и стабильность отсутствия водорослей
· дают естественный направленный свет с параллельными лучами, как "в мелком, прозрачном пресноводном ручье" значительноулучшая светотень, окраску рыб
· увеличенная интенсивность освещения позволяет содержать более требовательные растения, а длинностебельные растения становятся пышнее
· дают двигающиеся блики от движения поверхности воды
· позволяют разместить подвес выше над водой делая уход за аквариумом удобнее
· меньше нагревают воду в аквариуме.

^

* "В "желтой" и "коричневой" воде мест обитания многих растений, насыщенной гуминовыми кислотами, растворенной органикой и прочими частицами, свет проходя через воду изменяет свой спектральный состав. Например органические вещества растворенные в воде поглощают голубой, фиолетовый и ультрафиолетовый свет; фитопланктон поглощает голубой и оранжево-красный свет; взвешенные частицы ила и осадка поглощают свет равномерно во всем спектре; вода поглощает инфракрасные и ультрафиолетовые части спектра. Все эти вещества поглощают голубой свет, поэтому до растений доходит в основном желто-зеленый. ("Атлас аквариумных растений", К. Касссельман, стр.8)
** идеальную цветопередачу для морского аквариума дают metal halide лампы Arcadia 14000Kelvin.
*** следует учитывать, что Т. Амано во время фотографирования устанавливает над аквариумом очень мощные прожекторы для фотографирования в круглых параболических отражателях

(1) Мартин Сандер, Москва, ООО «Издательство Астрель», 1992002, -256с.: ил. ISBN 5-17-014808-9, ISBN 5-271-04713-X, или оригинальное немецкое издание "Aquarientechnik im Sus- und Seewasser", 1998, by Eugen Ulmer GmbH&Co., Stuttgart, Germany, ISBN 3-8001-7341-7.
Руководство ADA 2002/2003 с сайта http://www.aqua-shopping.net/cnt/howto/index.htm (воспользуйтесь переводчиком с японского на английский в браузере Maxthon (MyIE) - Tools>Translation&Service>Babel Fish: Japanese to English)
Все о составе и качестве света ламп для аквариума - "Interpretazione delle caratteristiche tecniche delle lampade per un utilizzo in acquariofilia." 2000, G.Camera Roda.
Энергетическое обеспечение клетки. Фотосинтез
THE PHOTOSYNTHETIC PROCESS by John Whitmarsh, Govindjee
General Lighting Requirements for Photosynthesis, D.R.Geiger
RESPONSES OF SUBMERSED PLANTS TO LIGHT AND TURBIDITY, Aquabotanic.com
Naturacquario.net - Таблица флуоресцентных ламп, [http://www.naturacquario.net/lux/compatte.htm]
Naturacquario.net - Состав света флуоресцентных ламп, [http://www.naturacquario.net/lux/].
Примеры освещения разными лампами аквариума с растениями: http://plants.aqa.ru/articles/color.htm.
Краткий курс аквариумной фотометрии, Ukrop.
Фотосинтез - http://elementy.ru/trefil/photosynthesis
Как работает флуоресцентная лампа.
тест цветопередачи ламп от saurama.aqua-web
Обычные лампы T5 в разных сочетаниях - Linear HO T5 Lighting On The Cheap, James C.
Изменение спектрального состава дневного света в зависимости от угла солнцестояния, Apogee
Photosynthesis and Photoadaptation by Sanjay Joshi
Underwater Light Field and its Comparison to Metal Halide Lighting
Light – the driving force for growth of aquatic plants By Troels Andersen, Claus Christensen and Ole Pedersen; Tropica/The Aquatic Gardener 2007 vol. 20 (2) pp 26-35
измерения PAR-метром затухания света, замеры эффективности отражателей и интересная дискуссия - Light Intensity in an aquarium - Aquarium Plants - Barr Report - May 7, 2008
Importance of a Good Reflector by Tony Gomez
Inverse Square Law, Light
Facts of Light by Sanjay Joshi, Ph. D.
STORIES BEHIND vol.001 -NA Lamp, Aqua Journal On-Line, October 2008
Light Transmissivity in Water, Aqua Journal On-Line, October 2008

 

welcome

Главная - amania
что такое Nature Aquarium
галерея IAPLC
основы композиции
растения в NA
рыбы в NA
технологии NA
сделай сам (DIY)
вода
свет
co2
субстрат
фильтрация
азотный цикл
удобрения
борьба с водорослями
морской аквариум
что посмотреть
разное
карта сайта

свет

свет в Nature Aquarium
par
мощность ламп по Амано
ступенчатый метод
светильник
лампы t5
лампы MH HQI
tropica о свете
сравнение Ivo Busko

поиск на сайте


  на » amania