Для описания цветовой температуры света используется шкала Кельвина. Шкала Кельвина представляет собой абсолютную термодинамическую температурную шкалу. Единицей её является 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды (значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз). В качестве абсолютного нуля выступает значение — –273.15 °C или 0 °K, когда энергия теплового движения молекул и атомов равна нулю, то есть хаотическое движение частиц прекращается.

Абсолютный ноль — –273.15 °C

Температура замерзания воды — 273.15 °C

Температура закипания воды — 373.1339 °K или 100 °C

 

При создании осветительных систем шкала Кельвина применяется для обозначения температуры цвета лампы. Высокая температура ламп (выше 5500 °K) характеризуется как холодный (зелено-синий) цвет, а низкая температура (3000 °K) как теплый (желто-красный) цвет.

Температура высчитывается от нулевой точки, за которую принято излучение от абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело поглощает все электромагнитное излучение и ничего не отражает. Оно способно испускать электромагнитное излучение, которое определяется его температурой.

Лампа накаливание имеет температуру цвета 3200 °K, однако это справедливо лишь, когда она работает на полную мощность. Если потребляется меньшая мощность, нагревательный элемент светит менее ярко. Температура нагревательного элемента определяет его цветовую температуру. Свечение элемента, сниженное до 10% мощности, выглядит более красным по сравнению с тем же элементом, работающим на 100%.

Цветовая температура не учитывает спектральное распределение видимого источника света. В случаях, где в качестве источника выступают люминесцентные, дуговые, газовые лампы и лазеры, спектральное распределение не соответствует спектру излучения абсолютно черного тела.
 

Примечание:

1. Хлорофилл растений улавливает свет в диапазоне длин волн 300-700 нм (шкала Кельвина на отметке 6400 является оптимальным значением для пресноводных растений и симбиотических зооксантелл кораллов);

2. Нижняя граница шкалы Кельвина проявляется в лампах в виде более желтого, чем красного цвета. Например, лампы 4500 °K;

3. Высокая граница шкалы соответствует лазурному свечению, например, как у ламп – 20000 °K;

4. Излучение в верхней границе шкалы проникает глубже в воду, однако также имеет более узкий инфракрасный ФАР (см. фотосинтетически активная радиация) пик;

5. Человеческий глаз воспринимает свет около 5500 °K;

6. Огонь свечи 1850 – 1900 °K;

7. Солнечный свет (через 1 час после рассвета) 3500 °K;

8. Летний солнечный день (солнце + небо) 6500 °K;

9. Холодное белое люминесцентное свечение 4200 °K.

 

Что привносит шкала Кельвина в вопрос содержания растений и кораллов?

В данном разделе приведены результаты некоторых наблюдений, приведенных аквариумистами.

Лампы 6500 °K приводят к наилучшему росту растений, потому что данная разновидность имеет наибольший инфракрасный пик (в нм), необходимый для растений верхней зоны, однако также включает и некоторую долю 420-500 нм излучения.

Данная лампа может использоваться для мелких и крупных полипов, которые населяют верхние слои аквариума (около света) для обеспечения потребностей симбиотических водорослей, обитающих в них. Для более глубокого проникновения света и попадения в область первого синего пика ФАР вводятся синие актиничные, 50000 °K/актиничные или настраиваемые/множественные LED, которые дополняют люминесцентные лампы 6500 °K в рифовом аквариуме.

Лампы 10000 °K способствуют высокому темпу роста растений, хотя в меньшей степени, чем 6500 °K в невысоких аквариумах. Они также обеспечивают великолепный рост мягких кораллов и крупных полипов, но ослабляют рост мелких полипов. Образцы 10000 °K подойдут при содержании крупных полипов, благодаря их большей проникающей способности по сравнению с экземплярами 6500 °K (глубина от 50 см и выше).

Излучение от ламп 14000 °K (часто используются совместно с металлогалогенными и LED) проникает ещё глубже, чем от 10000 °K, при этом обеспечивается должный уровень ФАР (освещение соответствует наиболее высокому дневному свету по шкале Кельвина) для развития кораллов.

Лампы 20000 °K самые синие и в полной мере раскрывают красоту флуоресцентной пигментации многих кораллов. Тем не менее, наблюдения и эксперименты показали, что использование только этих ламп в аквариумах высотой до 60 см приводит к полной остановке роста кораллов. Поэтому при глубине менее 60 см необходимо использовать комплексное освещение.

Лампы с цветовой температурой 50000 °K соответствуют синему актиничному свету, который попадает на первый пик кривой ФАР. Данный тип освещения также как и лампы 20000 °K должен использоваться в комплексе с лампами невысокой температуры (6500, 10000 и 14000 °K), но он более предпочтителен, чем образец 20000 °K.

В заключении хочется отметить, что цветовая температура ламп по шкале Кельвина совершенно не связана с их мощностью и является одним из множества факторов, который рассматривается при анализе качества аквариумного освещения. В большинстве случаях нельзя считать одинаково пригодными для освещения аналогичные по цветовой температуре лампы. Например, T8 6400 °K не сопоставима с металлогалогенной лампой 6400 °K, потому что у последней гораздо выше светоотдача.

Тем не менее, компактная люминесцентная лампа (это касается любых типов ламп) 6400 °K обладает большей светоодачей, чем аналогичная лампа 3500 °K. Нить накаливания излучает свет 2300—3200 °K и располагается очень низко в шкале Кельвина, поэтому её свет кажется более желто-красным и обладает низкой светоотдачей.

——

www.americanaquariumproducts.com