Na jakiej minimalnej wysokości można zamocować świetlówki?

Orledor

Witam
Jak w temacie. Czy jest jakaś sensownie uzasadniona minimalna wysokość na której należy umieszczać świetlówki? Tak se myślę, że z jednej strony im niżej tym lepiej (bo mniej strat) ale z drugiej strony jak za nisko to może światło padając pod zbyt mały/dużym kątem za szybko się odbija od powierzchni.
W tej chwili mam świetlówki na takiej wysokości, że oprawa bryzgoszczelna dotyka powierzchni

. Tak mi się wydaje, że mógłbym je troche podnieść, ale zastanawiam się czy jest jakaś uzasadniona potrzeba.

ArS

Świetlówki najniżej jak się da.

zulix · nowa wersja z 10.03.2012

Orledor napisał(a):Czy jest jakaś sensownie uzasadniona minimalna wysokość na której należy umieszczać świetlówki? ....... z drugiej strony jak za nisko to może światło padając pod zbyt mały/dużym kątem za szybko się odbija od powierzchni.

Rozważania z tymi kątami nie jest zupełnie oderwane od rzeczywistości... Gdyby ściany pochłaniały 100% światła zapewne należałoby nieco odsunąć źródło światła od powierzchni i pytanie byłoby jak najbardziej zasadne. Przyjmuje się jednak, że światło, które wpada do akwarium odbija się od szyb i wraca do wnętrza akwarium. Jakaś strata oczywiście jest bo jakby nic nie przechodziło przez szybę to nic by nie było widać w akwarium.
Wydaje się jednak, że zysk z innego usytuowania światła i tym spowodowanego innego kąta "wchodzenia światła do akwarium nie jest warty świeczki ponieważ odsuwając świetlówkę od powierzchni zmniejszasz kąt rozsyłanego światła, które wpada do akwarium.
Kiedyś w chwilach wolnych narysowałem coś takiego, dla innego forumowicza:
Obrazek

Na rysunku 1 przedstawiłem akwarium z boku nad którym znajduje się świetlówka powieszona 1, 5, 25 cm ponad lustro wody. Bok akwarium 40 cm.
1 cm - znikome straty, rzędu 3%. Wyliczam je przez porównanie kąta rozsyłania światła wchodzącego do akwarium i tych 180 stopni.
5 cm - straty rzędu 17%
25 cm - straty ponad 60%.
oczywiście tam były konkretne wymiary, które u ciebie mogą być inne, ale istota rzeczy powinna być zachowana.
na drugim rysunku dołożyłem jeszcze odbłyśnik.

Niestety trochę światła odbija się również od tafli wody. Najbardziej sensowne byłoby więc zanurzenie świetlówek w wodzie, z tym, że ..... elektryka i obsada mogą nie wytrzymać

Poza tym, jak szybko by się wtedy brudziło.... i wyszedłby kolejny bezsens.

Orledor

zulix napisał(a):
Niestety trochę światła odbija się również od tafli wody.

Mi właśnie najbardziej chodzi o zjawisko opisane w tym zdaniu. Ile tego światła się odbija. Innymi słowy pod jakim kątem musi wpadać światło do wody by "się odbić" a pod jakim by "wejść" do środka. Bo jeśli np światło padające pod kątem 30 stopni do powierzchni się już odbija to może się okazać, że nie warto obniżać świetlówek poniżej pewnej wysokości bo nie ma już żadnego zysku z poszerzania kąta rozsyłania światła do akwarium.

A co do świetlówek zanurzonych w wodzie to kiedyś zdarzyło mi zagapić przy wlewaniu wody wężem do akwarium i taki zanurzone zapalone świetlówki troche śmiesznie wyglądają w akwarium

.

zulix · nowa wersja z 10.03.2012

Orledor napisał(a):Innymi słowy pod jakim kątem musi wpadać światło do wody by "się odbić" a pod jakim by "wejść" do środka.

Myślę, że trzeba byłoby trochę policzyć z teorii...(choćby Snelliussa).
Współczynnik załamania światła na granicy faz powietrze-woda ma wartość n=1,33.
Promień padający na granicę faz ma kąt X a opuszczający (tj. załamany Y).
zależność pomiędzy kątem padania a kątem załamania ma wyraz:
sin(Y) = n * sin(X)
a więc: X = 48 stopni.
Przy takim kącie promień padający na powierzchnię wody nie wnika już w nią tylko "ślizga się po powierzchni".

Wygląda więc na to, że światło powinno być podawane pod kątem 2x48 stopni a więc około 100. Tak na oko bo już nie chce mi się liczyć światło w podanym przeze mnie przykładzie powinno być więc na wysokości maksymalnej ok. 15 cm. Wtedy całe światło docierające na powierzchnię wody zostanie przez nią pochłonięte. Przy bliższym ułożeniu świetlówki tyle samo światła wpadnie do zbiornika (ten sam kąt graniczny), ale na mniejszej powierzchni wody - boki będą niedoświetlone od góry. Oczywiście światło po załamaniu się będzie trafiać i na boki, ale "po powierzchni".
Im świetlówka bliżej powierzchni, tym wyższe rośliny będą bardziej oświetlone "z ukosa". Najlepiej zobaczyć na rysunku.

Obrazek

Akwarium o szerokości 40 cm i wysokości 50 cm - kąty niestety nieco "na pałę" bo teraz w Linuksie mam gorszy program do rysunków. Liniami przerywanymi zaznaczono, jak promienie świetlne będą załamywane w wodzie, liniami ciągłymi jak światło dociera do powierzchni wody.

Widać, że moje "chłopsko-rozsądkowe" podejście pokazane na poprzednim rysunku i porównujące wyłącznie kąty światła docierającego do powierzchni jest słuszne wyłącznie w przypadku rozpatrywania roślin pływających.

Należy też pamiętać, że powietrze też tłumi światło więc być może lepiej byłoby umieścić świetlówkę niżej.
Strumień świetlny docierający "na dno" zbiornika będzie bardziej skoncentrowany na centrum zbiornika przy bliższym położeniu źródła światła. Po oddaleniu go od powierzchni będzie on bardziej równomierny i lepiej będą oświetlane wysokie rośliny bliżej ścianek akwarium.

Wnioski.
Aby zaplanować wysokość oświetlenia narysowałbym sobie trójkąt o kącie rozwarcia ok. 100 stopni dla każdej ze świetlówek i przykładał je do powierzchni narysowanego akwarium - wtedy wyszłoby idealnie jaki rozstaw mają mieć świetlówki i na jakiej mają być wysokości.

Przy oświetleniu jedną świetlówką, przy roślinach wyższych preferowałbym oświetlenie wyższe. Przy oświetleniu kilkoma świetlówkami ułożonych równolegle bezwzględnie niższa wysokość.

Dziękuję, przy okazji, za zmuszenie mnie do myślenia

bo czasem człowiek przyjmuje za rzeczy oczywiste, rzeczy które takie nie są.

W sumie 'prawie' zostało to powiedziane - trzeba pamietać, ze nie dzieje się to tak, ze całe swiatło wpada pod określonym katem - dokładnie pod świetlówką, kat wynosi 90 stopni, czym dakej od osi pionowej swietlówka - woda tym kat mniejszy - ważne jest, aby linia poprowadzona od świetlówki do wody pod katem 48 stopni nie przecinała się z wodą, żeby biegła poza akwarium. Tak wiec wysokość powinna być dobrana tak, aby świetlówka tworzyła z powierzchnią wody trójkąt o kacie wierzchołka <= 96 stopni... oczywiście to rozważania teoretyczne, jeśli swietlówka jest jedna i umieszczona dokładnie w połowie zbiornika - jeśli jest ich więcej, kąt powinien być mniejszy, a wyliczamy go dla teoretycznej długości boku prostopadłego do świetlówki mnożąc odległość do najbliższego boku przez dwa.... jeśli sa dwie swietlówki, dla drugiej tak samo i sprawdzamy czy nie ma 'ślepego' srodkla.... a może w wolnej chwili walnę program do liczenia katów i wysokości świetlówek..? Drugi aspekt teoretyczności zagadnienia dotyczy samej wody, czy raczej jej powierzchni... czy jest ona płaszczyzną, bez żadnego ruchu? jesli tak to OK, jeśli nie, a pewnie nie jest, to zawsze będą straty światła w wyniku odbić od falującej powierzchni wody - możemy je ograniczać, ale nie zlikwidować.

zulix · nowa wersja z 10.03.2012

ZaHoryzontem napisał(a):.... a może w wolnej chwili walnę program do liczenia katów i wysokości świetlówek..?

Byłoby dobrze. Najlepiej jakby obrazowało natężenie światła w baniaczku w zależności od wysokości źródła światła i uwzględniało jeszcze tłumienie światła przez wodę.

Ja na szybko zrobiłem coś wstępnego dla wspomnianego baniaczka (tym razem kąty się zgadzają), ale miałem kłopot z wypełnieniami i nieco słabo wyszło. Oczywiście tłumienie światła w wodzie jest dość duże a więc te "jęzory", które wiszą u źródła światła powinny być bliżej dna bardziej stłumione a przy samej świetlówce bardziej "rozjaśnione". Mimo wszystko wydaje mi się, że rysunek jest w miarę zrozumiały.

Obrazek

Przy zbyt niskim położeniu świetlówki widać niedoświetlenie po bokach i na górze baniaczka.

Nie wieszałem świetlówki znacznie wysoko bo i tak na taką szerokość akwarium chyba wszyscy stosujemy ich kilka. Rys. 1 to wysokość 1 cm nad powierzchnią wody i niezbędne 5 świetlówek aby pokryć światłem całkowicie powierzchnię. Analogicznie zamontowanie 3 świetlówek (na wysokości 5 cm) idealnie pokryje powierzchnię wody światłem.

Oczywiście to wszystko tylko rozważania teoretyczne i to wzięte "zgrubsza". Proszę to traktować jako gimnastykę intelektualną. Dla dokładnego zobrazowania rozkładu intensywności światła w baniaczku należałoby uwzględnić i kąty padania-załamania, jak i tłumienie światła w powietrzu i w wodzie a również i odbijanie światła od ścian wewnętrznych akwarium. To już przekracza poziom mojej ochoty w zakresie "sztuka dla sztuki".

A masz może pod ręką współczynnik załamania dla szkła? Jak kąt padania wpływa na ilość światła odbitego do wnętrza akwarium?

Ogólnie czym więcej wzorów zapodasz tym bardziej mnie zmotywujesz do działania.

Orledor

zulix napisał(a):
Przy oświetleniu jedną świetlówką, przy roślinach wyższych preferowałbym oświetlenie wyższe. Przy oświetleniu kilkoma świetlówkami ułożonych równolegle bezwzględnie niższa wysokość.

Tak myślę, że przy kilku świetlówkach wysokość można by dobierać tak, aby te na brzegach były nachylone pod kątem 48 stopni. Wszystkie oświetlałyby powierzchnię pełnym stożkiem rozwarcia i wnętrze byłoby optymalnie oświetlone.

zulix · nowa wersja z 10.03.2012

ZaHoryzontem napisał(a):A masz może pod ręką współczynnik załamania dla szkła?

W zależności od rodzaju szkła leży on w granicach 1.5 - 1.7 (dla szkła niespecjalistycznego).
Co do wzorów to może przyda się jeszcze: http://www.free.of.pl/m/miczku/fizyka_p ... abbego.htm

Tłumienie w wodzie zależy od długości światła i parametrów wody (barwa, mętność itd.) i nie znam wzoru na opisanie tego. Przyjmuje się w akwarystyce zgrubną metodę, że każdy 1 cm wody słodkiej to 1% straty.

Orledor napisał(a):Tak myślę, że przy kilku świetlówkach wysokość można by dobierać tak, aby te na brzegach były nachylone pod kątem 48 stopni.

Prawdę mówiąc nie wiem o co tu chodził.

Chyba chodzi o to (przynajmniej tak to odbieram), że jeśli od osi pionowej świetlówki poprowadzisz linię pod kątem 48 stopni, to powinna ona przecinać bliższą szybę akwarium na poziomie wody...

Co do softu, sama część obliczeniowa to drobiazg, dłużej zejdzie przy graficznej prezentacji wyniku.. pokombinuje...

Orledor

zulix napisał(a):
Orledor napisał(a):Tak myślę, że przy kilku świetlówkach wysokość można by dobierać tak, aby te na brzegach były nachylone pod kątem 48 stopni.

Prawdę mówiąc nie wiem o co tu chodził.

Miałem na myśli coś takiego:
Obrazek

[/img]

zulix napisał(a):Tłumienie w wodzie zależy od długości światła i parametrów wody (barwa, mętność itd.) i nie znam wzoru na opisanie tego. Przyjmuje się w akwarystyce zgrubną metodę, że każdy 1 cm wody słodkiej to 1% straty.

Co do długości światła to rozumiem, ale czy możesz potwierdzić/zweryfikować ten 1% na 1 cm głębokości? To by przecież oznaczało, że góra na metrze głębokości całe światło jest wytłumione... no i jak się przyjmuje to liczyć? tłumienie 1%/cm.. hmmm... należałoby wyjść z jednostki natężenia światła na jednostkę powierzchni, wraz ze wzrostem odległości wzrasta powierzchnia, a więc ta sama ilość światła (pomijam jeszcze tłumienie) rozkłada się na wiekszej powierzchni... dopiero wtedy trzeba doliczyć tłumienie ośrodka (czy raczej rozproszenie? światło jako falę można wytłumić tylko falą o przeciwnej fazie, światło jako fotony muszą wytracić pęd... trzeba sięgnąć do prac Einsteina o dualizmie korpuskularno-falowym światła)..

Może coby nie zanudzać tematu przemyśle sprawę przez weekend i na pw skonsultujemy sposoby obliczeń, użyte wzory i współczynniki.... ?

Orledor

ZaHoryzontem napisał(a):Co do długości światła to rozumiem, ale czy możesz potwierdzić/zweryfikować ten 1% na 1 cm głębokości? To by przecież oznaczało, że góra na metrze głębokości całe światło jest wytłumione... no i jak się przyjmuje to liczyć?

Tłumienie światła 1%/1cm powoduje, ze na głębokość 100cm dociera (0.99)^100=0,366032341 światła.

zulix · nowa wersja z 10.03.2012

Orledor napisał(a):Miałem na myśli coś takiego....

Nie rozumiałem tego sformułowania dot. kątu bo przecież wszystkie świetlówki świecą identycznie i kąt rozsyłu będzie około 100 stopni. W poprzednim poście podałem, że przy takim akwarium szerokości 40 cm wystarczy 5 świetlówek umieszczonych równomiernie (tu właśnie kwestia tych skrajnych, aby "łapały" ściankę akwarium) i powieszonych na wysokości 1 cm lub 2 świetlówki powieszone na wysokości 5 cm a cała powierzchnia wody jest oświetlona w taki sposób, że światło wnika w nią. Oczywiście stosowanie "zakładek" jak to kolega pokazał przez większą liczbę świetlówek działa tylko na korzyść - światło jest bardziej równomierne.

ZaHoryzontem napisał(a):....czy możesz potwierdzić/zweryfikować ten 1% na 1 cm głębokości?

Nie mogę potwierdzić, bo czytałem to tylko w książkach akwarystycznych. Na ile jest to sensowne trudno powiedzieć. Sam nie szukałem potwierdzenia we wzorach. I wydaje mi się, że rzeczywiście jest to bardziej kwestia "rozszerzenia" wiązki światła wraz z oddaleniem od źródła, niż analogicznego wytracenia energii. Może jak się prześpię z tematem to coś mi się bardziej poukłada we łbie, przypomni jakieś prawo fizyczne itp. (na co dzień siedzę raczej bliżej chemii niż fizyki). Na razie chętnie zobaczę do czego doszliście, może i to nakieruje mnie w dobrą stronę.

[edit]

Po nocnych przemyśleniach jednak jest OK, to ja namieszałem...
W arkuszu do sprawdzenia jest wzór wyliczający odległość krytyczną.

W załączeniu arkusz który rzuca nieco światła na rozkład światła w akwarium, dane wpisujemy w pola żółte, w tabeli mamy trochę wartości do przemyślenia...

Obliczenia jeszcze (celowo) nie uwzględniają odbłyśnika, bo nie mam pojęcia ile światła można w ten sposób zyskać. Chyba bez zakupu luxomierza się nie obejdzie

Sugestie mile widziane

Potrzebne dane na temat tłumienia poszczególnych barw światła.

Mam pytanko do gimnazjalistów (chyba że ktoś jeszcze to wie

) - czy jest jakiś wzór pozwalający obliczyć kąt dla znanego sinus tego kąta i dla tangensa kąta? Oczywiście poza arcsin i arctg... problem w tym że te ostatnie funkcje działają w ograniczonym zakresie -PI/2 do PI/2... utknąłem w tym właśnie miejscu, co znacznie ogranicza algorytmy obliczające...

Nowa wersja arkusza oraz rysunek poglądowy dotyczący kątów.
Wydaje się, że odzyskanie części światła poprzez odbicie od bocznych szyb jest niemożliwe. Z rozkładu kątów wynika że musiałoby to być bardzo wąskie i głębokie akwarium, albo lampa blisko szyby.

W arkuszu pojawiła się tabelka podająca kąt padania i kąt przejścia przez powierzchnie wody dla odległości mniejszych niż odległość krytyczna. Komórki nieopisane i na pozór dziwne są albo pomocnicze, albo rozwojowe, można je ignorować.

Pozostaje w oczekiwaniu na konstruktywna krytykę.....

radeqs

Wybaczcie, że odkopuje wątek archeologiczny, ale w związku z kompletnie błędnym tłumaczeniem zjawiska załamania światła, wątek ten może kogoś wprowadzić w błąd (i pewnie nie jednego już wprowadził). Zjawisko załamania światła na przejściu ośrodków powietrze-woda działa na naszą korzyść (a nie na niekorzyść jak wynika z tego wątku). Pomijając częściowe odbicie światła przy przejściu z powietrza do wody kąt odchylenia od pionu promienia świetlnego po wejściu do wody zmniejsza się (a nie zwiększa). Promień światła biegnący pod kątem 89 stopni względem pionu w powietrzu (czyli prawie równolegle do powierzchni wody) wniknie do wody i w wodzie będzie już miał tylko ~ 48 stopni odchylenia od pionu. Dla promienia padającego pod kątem 60 stopni od pionu w powietrzu (czyli 30 stopni względem powierzchni wody) światło po przejściu do wody będzie miało ~ 40 stopni odchylenia od pionu. Światło w powietrzu 30 stopni względem pionu, w wodzie ~22 stopnie względem pionu, itd. Zjawisko załamania światła jest również powodem "świecenia" dolnych krawędzi szyby w akwariach optiwhite. Powodem jest to, że szkło ma jeszcze wyższy współczynnik załamania światła niż woda i promień przechodzący z wody pochłonięty przez szkło pod odpowiednim kątem podlega zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia (zasada działania światłowodów).
Wiem, że jest to wiedza na poziomie gimnazjum, więc ameryki nie odkrywam, ale nie mogłem nie sprostować rozważań prowadzonych w tym wątku. Jeśli ktoś ma wątpliwości jak załamuje się światło na przejściu woda/powietrze wystarczy poświecić na powierzchnię wody wskaźnikiem laserowym lub latarką ze skupionym promieniem świetlnym prawie równolegle do powierzchni wody.
A tu szerzej opisane w/w zjawisko z punktu widzenia nurka:
http://www.nurkomania.pl/nurkowanie_fizyka_widzenie.htm

PS. Poproszę platynową łopatę

Na jakiej minimalnej wysokości można zamocować świetlówki?

Powiązane tematy

Białe oświetlenie ledowe vs stare świetlówki T5/T8

Oświetlenie głębokiego zbiornika 1m wysokości

Wymiana świetlówki w 112l.

Jakie świetlówki LED do akwarium 240l

Świetlówki Plant V Sunny

Świetlówki LED do Juwel RIO 180L

Świetlówki LED do Aquael Retrofit

Belki oświetleniowe na świetlówki . Gdzie ?

Świetlówki nie.swieca

Wymiana świetlówki zwykłej na LEDową.

Statystyki

Informacje

Moje konto

Obserwuj nas

Na jakiej minimalnej wysokości można zamocować świetlówki?

Powiązane tematy

Statystyki

Informacje

Moje konto

Obserwuj nas

Newsletter