從光的屬性與度量談?wù)撝参锷L(zhǎng)燈
光是一種電磁輻射，人眼能看見的光稱為可見光，380nm到780nm，光色從紫光到紅光。不可見光中包括紫外光和紅外線。光度學(xué)、色度學(xué)單位來衡量光的性質(zhì)，光具有數(shù)量屬性，也具有質(zhì)量屬性。
前者為光強(qiáng)和光周期，后者為光質(zhì)或光諧能量分布。同時(shí)，光有粒子屬性，又有波動(dòng)屬性，即波粒二相性。光具有視覺屬性，也有能量屬性。光度學(xué)和色度學(xué)的基本度量方法。①光通量,單位流明lm，指發(fā)光體或光源在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的光量之總和，即光通量。②光強(qiáng):符號(hào)1，單位坎德拉cd，發(fā)光體或光源在特定方向單立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量。③照度:符號(hào)E，單位勒克斯lm/m2，發(fā)光體照射在被照物體單位面積上的光通量。④亮度:符號(hào)L，單位尼脫，cd/m2，發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量。⑤發(fā)光效率:單位每瓦流明，lm/W，電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力，以發(fā)出的光通量除以耗電量來表示。⑥燈具效率:也叫光輸出系數(shù)，是衡量燈具利用能量效率的重要標(biāo)準(zhǔn)，它是燈具輸出的光能量與燈具內(nèi)光源輸出的光能量之間的比例。⑦平均壽命:單位小時(shí)，指一批燈泡至50％的數(shù)量損壞時(shí)的小時(shí)數(shù)。⑧經(jīng)濟(jì)壽命:單位小時(shí)，在同時(shí)考慮燈泡的損壞以及光束輸出衰減的狀況下，其綜合光束輸出減至一特定的小時(shí)數(shù)。此比例用于室外的光源為70％，用于室內(nèi)的光源如日光燈則為80％。⑨色溫:光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。光源色溫不同，光色也不同，色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺;色溫在3000～5000K為中間色溫，有爽快的感覺;色溫在5000K以上有冷的感覺。⑩色溫顯色性:光源的顯色性是由顯色指數(shù)來表明，它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光(太陽光)照明時(shí)顏色的偏離能較全面反映光源的顏色特性。
顯色分兩種:忠實(shí)顯色，能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的光源，其數(shù)值接近100，顯色性最好;效果顯色，要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強(qiáng)顯色效果。由于光線中光譜的組成有差別，因此，即使光色相同，燈的顯色性也可能不同。
視覺是人由進(jìn)如人眼的輻射所產(chǎn)生的光感覺而獲得的對(duì)外界的認(rèn)識(shí)。光譜光視效率是評(píng)價(jià)人眼對(duì)不同光譜可見光的靈敏度，其值在0-1之間。人眼對(duì)波長(zhǎng)為555nm的黃綠光的感受效率最高，而對(duì)其他波長(zhǎng)的光的感受效率較低呈正態(tài)分布曲線。
光照度是根據(jù)人的視覺光譜光效應(yīng)確定的單位面積光通量，通常以555nm黃綠光定義為1，單位為1x(勒克斯)。光合有效輻射照度指單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有效輻射能量，單位為W/m2。
在農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明中常用光量子通量(密度)來計(jì)量光強(qiáng)。光合有效輻射( photosynthetically active radiation，PAR)為400-700nm波段的可見光輻射，生理有效輻射是能為植物生長(zhǎng)發(fā)育起作用的特定波長(zhǎng)的輻射，波長(zhǎng)通常為300~800nm。生理有效輻射中的非光合有效輻射范圍的部分為近紫外輻射和遠(yuǎn)紅色輻射，直接影響植物的光形態(tài)建成和二次代謝物生產(chǎn)。光合有效光量子通量PPF，能為植物光合作用所利用的光量子通量，即400~700nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光量子數(shù)，單位為umoL/s。光合有效光通子通量密度(PPFD)為單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有效輻射光量子數(shù)，單位為umoL/m2?s。在植物生理學(xué)范疇中，光子的數(shù)量通常用微摩爾(umol)表示。光照度、輻射照度、光量子流密度等光譜能量分布密切相關(guān)，但相互之間沒有固定的換算關(guān)系。常見光源1000lx轉(zhuǎn)換為umol/m2?s的系數(shù)為12~19。例如，白天太陽光源1klx=18Hmol/m2?s，熒光燈下1klx=12.5umol/m2·s。
我國(guó)的LED植物照明起步雖晚，但是發(fā)展很快，由于歷史原因照明產(chǎn)業(yè)在珠三角區(qū)域起步較早，因此LED植物生長(zhǎng)燈基于照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的沃土在珠三角地區(qū)也得到了快速的發(fā)展。廣東偉照業(yè)光電節(jié)能有限公司是我國(guó)最早投入植物生長(zhǎng)燈研發(fā)生產(chǎn)的一批企業(yè)，發(fā)展至今已經(jīng)積累了近十年的植物照明補(bǔ)光燈具的生產(chǎn)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，雖然研發(fā)實(shí)力與國(guó)際大廠還存在一定的差距，但是伴隨著技術(shù)的迅速積累和中國(guó)制造業(yè)的巨大優(yōu)勢(shì)，我國(guó)公司出產(chǎn)的植物照明燈具產(chǎn)品在國(guó)際上依舊具有不容小覷的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
