大家好！我是Kye。
今天的主题主要围绕光来和大家讨论下光在水草种植中的作用。光的知识点非常的多，且对水草的各个影响一环扣一环，讲解起来较为复杂，知识点也非常密集，考虑到看帖的圈友有不少入坑新人，所以我将带领大家一步步了解什么是光。
该帖大致分为10个部分：
（一）有关光的基本概念
（二）光质（光谱）
（三）光度、照度、亮度
（四）色温
（五）显色指数
（六）功率
（七）三原色和颜色混合定律
（八）色彩学三基色
（九）光衰
（十）光补偿点
 
一、有关光的概念
在这里，我们只探讨应用在水族的人工光源所发出的光。
光的属性包含：
光质：即我们常提到光的波段，我们之前说荧光灯发色能力要比LED强，从本质上将，只是荧光灯和LED的发出的光质不同，并不是灯具硬件有低劣之分；
光度、照度、亮度：我将这3个部分放在一起解读，因为这3点很容易被混淆，致使玩家养殖过程中判断失误，造成缸内许多由控光不当引起的各种问题；
色温：色温在水族灯具中也常常被提到，即光线中包含颜色成分的一个计量单位；
显色性指数：光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或画光）下物体外观颜色的比较；
功率：玩家在养殖过程中常常把功率当成光照强度的标准，严格来讲，这是不恰当的；
三原色和颜色混合定律：三原色即我们灯具所标识的RGB，颜色混合定律是由格拉斯曼总结的在颜色相加混合时的规律。
色彩三基色：色彩学的三种基本色，而我们利用三基色原理来了解植物发色概念。
光衰：通俗的来讲，就是灯具使用一定时间后，光的强度变弱了，这个现象就成为光致衰退效应。
光补偿点：植物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能累积干物质。
 
二、光质（光谱）
我们在买灯具的时候，尤其是养殖辣椒榕，基本都会问下，这款灯含不含UV-A灯珠。UV-A从光学的角度来说，就是波长在320～420nm的近紫外线。我们这里所讲的光质，就是利用波长概念来分析的光。
在学生时代，我们就学过太阳光经过三棱镜折射，会发生色散现象。投映出连续的或不连续的彩色光带，形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺次连续分布的彩色光谱，覆盖了大约在390到770纳米的可见光区。除了我们肉眼所看到的这部分外，还存在肉眼不可见的紫外光谱和红外光谱。
①可见光
红光：对应空气波长620-720nm。三原色之一。也就是RGB灯中的R。在尼特力小灯盘系列灯具中，app调光界面有R和O选项，这就是调节红光和红橙光的，分别对应660和630。红光一般表现出对植株的节间伸长抑制、促进分蘗以及增加叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖等物质的积累。
橙光：对应空气波长590-620nm。
黄光：对应空气波长560-590nm。黄光基本上表现为对植株生长的抑制，并且由于不少研究者把黄光并入绿光中，所以关于黄光对植物生长发育影响的文献十分少。
绿光：对应空气波长490-560nm。绿光一直是颇受争议的光质，部分学者认为其会抑制植株的生长，导致植株矮小并使蔬菜减产。然而，也有不少关于绿光对蔬菜起积极作用的研究见报，低比例的绿光能促进生菜的生长；在红蓝光的基础上增补24％的绿光可以促进生菜的生长。
冃（mào）光：对应空气波长450-490nm。
蓝光：对应空气波长420-450nm。蓝光能明显缩短蔬菜的节间距、促进蔬菜的横向伸展以及缩小叶面积。同时，蓝光还能促进植株次生代谢产物的积累。是光合系统活性和光合电子传递能力的重要影响因子。
紫光：对应空气波长380-420nm。
 
②不可见光：
真空紫外线：对应空气波长100-200nm。这部分光在空气中很快被吸收，只能在真空中传播，所以被称之为真空紫外线。
UVC：对应空气波长200-280nm，短波紫外。
UVB：对应空气波长280-315nm，中波紫外。
UVA：对应空气波长315-400nm，长波紫外。UV-A又细分为UVA-1（400nm～340nm）和UVB-2（340nm～320nm）。315-320上哪儿去了？我也不知道，哈哈哈。
 
严谨的说，UVA是近紫外线，但近紫外线（NUV）并不只是UVA，波长在300-400nm，或者说NUV和UVA是两个分析光谱的标准。
 
近红外线（NIR）： 0.7μm ~2.5μm
中红外线（MIR）：2.5μm ~25 μm
远红外线（FIR）：25μm ~ 500μm
极远红外线：15μm ~ 1000μm 
 
1 μm （微米）=1000 nm（纳米）
 
280 ~ 315nmUVB 对形态与生理过程的影响极小，315 ~ 400nmUVA叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长 400 ~ 520nm（蓝） 叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大 520 ~ 610nm 色素的吸收率不高 ，610 ~ 720nm（红） 叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应有显著影响， 720 ~ 1000nm 吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽 ＞1000nm 转换成为热量。在2004年7（2）期的Flower Tech刊物，有篇文章讨论光的颜色对光合作用的影响。作者为Harry Stijger先生。文章的子标题表示通常大家认为光的颜色对于光合作用的影响有所不同，事实上在光合作用过程中，光颜色的影响性并无不同，因此使用全光谱最有利于植物的发育。 植物对光谱的敏感性与人眼不同。人眼最敏感的光谱为555nm，介于黄-绿光。对蓝光区与红光区敏感性较差。植物则不然，对于红光光谱最为敏感，对绿光较不敏感，但是敏感性的差异不似人眼如此悬殊。植物对光谱最大的敏感地区为400~700nm。此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。阳光的能量约有45％位于此段光谱。因此如果以人工光源以补充光量，光源的光谱分布也应该接近于此范围。 光源射出的光子能量因波长而不同。例如波长400nm（蓝光）的能量为700nm（红光）能量的1.75倍。但是对于光合作用而言，两者波长的作用结果则是相同。蓝色光谱中多余不能作为光合作用的能量则转变为热量。换言之，植物光合作用速率是由400~700nm中植物所能吸收的光子数目决定，而与各光谱所送出的光子数目并不相关。但是一般人的通识都认为光颜色影响了光合作用速率。植物对所有光谱而言，其敏感性有所不同。此原因来自叶片内色素（pigments）的特殊吸收性。其中以叶绿素最为人所知晓。但是叶绿素并非对光合作用唯一有用的色素。其它色素也参与光合作用，因此光合作用效率无法仅有考虑叶绿素的吸收光谱。 光合作用路径的相异也与颜色不相关。光能量由叶片中的叶绿素与胡萝卜素所吸收。能量藉由两种光合系统以固定水分与二氧化碳转变成为葡萄糖与氧气。此过程利用所有可见光的光谱，因此各种颜色的光源对于光合作用的影响几乎没有不同。 有些研究人员认为在橘红光部份有最大的光合作用能力。但是此并不表示植物应该栽培于此种单色光源。对植物的形态发展与叶片颜色而言，植物应该接收各种平衡的光源。
蓝色光源（400~500nm）对植物的分化与气孔的调节十分重要。如果蓝光不足，远红光的比例太多，茎部将过度成长，而容易造成叶片黄化。
红光光谱（655~665nm）能量与远红光光谱（725~735nm）能量的比例在1.0与1.2之间，植物的发育将是正长。
但是每种植物对于这些光谱比例的敏感性也不同。 在温室内部常常以高压钠灯做为人工光源。以Philips Master SON-TPIA灯源为例，在橘红色光谱区有最高能量。然而在远红外光的能量并不高，因此红光/远红光能量比例大于2.0。但是由于温室仍有自然阳光，因此并未造成植物变短。(如果在生长箱使用此光源，就可能产生影响。) 在自然阳光下，蓝光能量占有20％。对人工光源而言，并不需要如此高的比例。对正常发育的植物而言，多数植物只需要400~700nm范围内6％的蓝光能源。在自然阳光下，已有此足够蓝光能量。因此人工光源不需要额外补充更多的蓝光光谱。但是在自然光源不足时（如冬天），人工光源需要增加蓝光能量，否则蓝色光源将成为植物生长的限制影响因子。但是如果不用光源改善方法，仍是有其它方法可补救此光源不足问题。例如以温度调节或是施用生长荷尔蒙。
叶绿素对光波最强的吸收区有两个：一个在波长为640～660nm的红光部分，另一个在波长为430～450nm的蓝紫光部分。此外，叶绿素对橙光、黄光吸收较少，其中尤以对绿光的吸收最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱很相似，但也略有不同：叶绿素a在红光区的吸收带偏向长波方面，吸收带较宽，吸收峰较高；而在蓝紫光区的吸收带偏向短光波方面，吸收带较窄，吸收峰较低。叶绿素a对蓝紫光的吸收为对红光吸收的1.3倍，而叶绿素b则为3倍，说明叶绿素b吸收短波蓝紫光的能力比叶绿素a强。绝大多数的叶绿素a分子和全部的叶绿素b分子具有吸收光能的功能，并把光能传递给极少数特殊状态的叶绿素a分子，发生光化学反应。
本段总结：植物生长需要多种波段的光平衡吸收，所以水族市场上越来越多的WRGB产品的出现逐渐取代了RBG光源，加入W光，不仅仅是为了提高水草的显色，还为水草提高更均衡的光质吸收。一味的提高某一波段光源会造成植物自我阻止对过量波段的吸收，该波段的能量将被浪费。这也就是我们利用光源促发色的手段。我们之前有分析过荧光灯和LED的区别，主要体现在UVA含量的不同，荧光灯促发色偏暗偏紫，而LED偏亮偏红。其主要原因在于辣椒榕主流的荧光灯搭配比例导致UVA和蓝紫光偏高，造成叶片发色偏暗紫来阻止多余的UVA及蓝紫光的吸收。而LED的UVA、蓝紫光和红光比例对于辣椒榕可吸收光的比例而言，红光偏高，或者UVA和红光同时偏高，从而致使辣椒榕发色偏红或者暗红。
 
三、光度、照度、亮度
①光度
在光度学中，"光度"（luminosity）经常与亮度（luminance）弄混。亮度是光源在给定方向上单位面积单位立体角内所发出的的光通量，单位是尼特（尼特力的牌子就是这么来的吗？）。光度并不是一个物理量，这个词用于光度函数。光度也指发光强度（Luminous intensity）。不同于辐射度量学，光度学把不同频率的辐射功率用光度函数加权；在天文学中，光度（luminosity）是物体每单位时间内辐射出的总能量，即辐射通量。
说人话就是，光度衡量一个光源的在单位时间内所释放的光能。如果非要用肉眼去估量这个灯光度怎么样，直接看灯具的光源面，而不是看光照射在物体上的亮度。同光源情况下，瓦数越高，光度越高。光度计算上为光通量÷立体角。
 
②照度
照度的理解则和光度相反，照度照射的物体，在单位面积上受到的光通量，被称为照度。也就是我们在水草灯应用中，看这个灯照度怎么样，直接看底床表面够不够亮就行了。影响其的因素除了光源的功率以外，主要来自于光在传播时的介质阻碍。假设我有一颗刚好10cm²的植物，需要小时1w的光能才能活，这时我开灯1w并将光线全部照射在10cm²的植物上，考虑到光在空气传播中的损耗，在灯光1w时是不足以让植物存活的。
 
③亮度
亮度即是人肉眼观察所感受到的明暗程度。所以亮度是比较主观性的很亮方式，对光的强度很容易造成误判。就好比我拿30w红光，30w绿光和30w的紫外光给你判断亮度，紫外线是不可见光，而红光可见，但人眼对其波段的敏感度较低，所以会认为绿光亮度要比红光高。
 
四、色温
色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。从理论上说，黑体温度指绝对黑体从绝对零度（－273℃）开始加温后所呈现的颜色。黑体在受热后，逐渐由黑变红，转黄，发白，最后发出蓝色光。当加热到一定的温度，黑体发出的光所含的光谱成分，就称为这一温度下的色温，计量单位为“K”（开尔文）。
如果某一光源发出的光，与某一温度下黑体发出的光所含的光谱成分相同，就称为某K色温。如100W灯泡发出的光的颜色，与绝对黑体在2527℃时的颜色相同，那么这只灯泡发出的光的色温就是：（2527+273）K=2800K。色温是一种温度衡量方法，通常用在物理和天文学领域，这个概念基于一个虚构黑色物体，在被加热到不同的温度时会发出不同颜色的光，其物体呈现为不同颜色。就像加热铁块时，铁块先变成红色，然后是黄色，最后会变成白色。光源色温不同，带来的感觉也不相同。高色温光源照射下．如亮度不高就会给人们一种阴冷的感觉；低色温光源照射下，亮度过高则会给人们一种闷热的感觉。色温越低，色调越暖（偏红）；色温越高，色调越冷（偏蓝）。
色温从根本上来说，它是由光谱波段分布决定的，光源的能量分布情况确定后，他的色温也就确定了。因此，在各种光源发出的光，由光波分布的差异，呈现不同的色温值。任何一种颜色的光，都可以看成主要由红、绿、蓝三种波长按一定的比例组合起来的结果，因此同一种荧光灯可以选择不同的荧光剂，发生不同组合的光按照一定比例混合而配置出来的，因此色温有高有底，变化多端，但色温与光度无关。
在接近赤道的人，日常看到的平均色温是11000K（8000K（黄昏）～17000K（中午）），所以比较喜欢高色温（看起来比较真实）；相反的，在纬度较高的地区（平均色温约6000K）的人就比较喜欢低色温的（5600K或6500K）。
 
五、显色指数
我们在购买灯具时，常常能在商家的宣传上看到“红草更红，绿草更绿”，这就是显色指数的体现。
光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或画光）下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。
相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。显色指数系数为目前定义光源显色性评价的普遍方法。
指数（Ra）等级 显色性 一般应用
90—100 1A 优良 需要色彩精确对比的场所
80—89 1B / 需要色彩正确判断的场所
60—79 2 普通 需要中等显色性的场所
40—59 3 / 对显色性的要求较低，色差较小的场所
20—39 4 较差 对显色性没有具体要求的场所
白炽灯的理论显色指数为100，但实际生活中的白炽灯种类繁多，应用也不同，所以其Ra值不是完全一致的，只能说是接近100，是显色性最好的灯具。具体灯具的显色指数值可见下表所举。
光源 显色指数Ra
白炽灯 97
日光色荧光灯  80—94
白色荧光灯   75—85
暖白色荧光灯   80—90
卤钨灯  95—99
高压汞灯 22—51
高压钠灯   20—30
金属卤化物灯   60—65
钠铊铟灯 60—65
镝灯  85以上
LED             90—95
在水草种植应用中，有人会误以为显色指数越高，水草发色越好，这个是相当错误的。显色指数给水草带来的效果，是对其反射的光是否够真实。“红草更红，绿草更绿”的前提是红草是红的，绿草是绿的，高显色性光源照射到植物表面，反射到人眼中的呈现才能达到应有最佳效果水平。

六、功率
单位为瓦（W），用来表示光源每单位时间所消耗的能量。简单的来说，功率与光度成正比。我们在水草养殖中，判断光是否够，根据光源的功率来判断，这中间其实也有不少的误差。有的灯具商家在给水草所需的光源功率中，忽略了电能转化为光能时的效率，以及光传播介质所导致的光照变化。还有不同体积的鱼缸通过总水体量来一味的套用这种方式来计算，很容易造成光照因素导致的各种问题。
 
 
七、光学三原色和颜色混合定律
格拉斯曼颜色混合定律（Grsassmann color law）是由格拉斯曼（H.Grsassmann）总结的在颜色相加混合时的规律。格拉斯曼在总结以往颜色混合实验现象的基础上，于1854年归纳总结出以下几条实验规律，其中包括：
⑴人的视觉只能分辨颜色的三种变化：亮度、色调、饱和度；
⑵两种颜色混合时的补色律和中间色定律；
⑶感觉上相似的颜色，可以互相代替——代替律；
⑷亮度相加定律：由几个颜色组成的混合色的亮度，是各颜色光亮度的总和。
它们称为格拉斯曼颜色混合定律，是建立现代色度学的基础。
太阳光可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光这个现象叫做光的色散。
色光的三原色 红、绿、蓝三色光按不同的比例混合，能产生任何一种其他颜色的光，因此我们把红、绿、蓝叫做光的三原色（RGB）。
人眼的视觉只能分辨颜色的3种变化：明度（亮度）、色调、彩度（或饱和度）。这3种特性可以统称为颜色的三属性。
混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总合。
我在入坑的时候干过最蠢的事情就是在一个全光谱灯的亚克力板上贴满蓝紫色和红色的透光膜，来提高蓝紫光和红光波段的比例。而我们了解光质后知道，人的肉眼很难判断光的波段以及照度。
 
八、色彩学三基色
色彩学三基色：红、黄、蓝。我们看到的水草发色即是色彩三基色的体现，水草本身不发光，若水草是绿色，全光谱投射到叶片上肉眼观察即是绿色。而我们在拍照时，通过手机调节的色温，饱和度等，是光学三原色的体现。所以在论坛上购买水草，若对水草发色有一定要求，请让卖家在全光谱等下拍照，才能较为准确的观察水草发色状况。对于卖家发布水草照片带有美颜功能，我可以理解，市面上的广告，那个不用美颜ps，但是对于故意利用发廊灯加手机极度调色导致的照片与实物严重不符的，那我绝对反对，甚至可以要求退货。所以建议买家在购买时，与卖家沟通好，避免不必要的损失。
 
九、光衰
光衰一般指它的光通量，在对感光鼓表面充电时，随着电荷在感光鼓表面的积累，电位也不断升高，最后达到 "饱和"电位，就是最高电位。表面电位会随着时间的推移而下降，一般工作时的电位都低于这个电位，这个电位随时间自然降低的过程，称之为"暗衰"过程。感光鼓经扫描曝光时 ，暗区（指未受光照射部分的光导体表面）电位仍处在暗衰过程；亮区（指受光照射部分的光导体表面）光导层内载流子密度迅速增加，电导率急速上升，形成光导电压，电荷迅速消失，光导体表面电位也迅速下降。称之为"光衰"，最后趋缓。
LED光衰是指LED经过一段时间的点亮后,其光强会比原来的光强要低,而低了的部分就是LED的光衰. 一般LED封装厂家做测试是在实验室的条件下(25℃的常温下),以20MA的直流电连续点亮LED1000小时来对比其点亮前后的光强.
光衰计算方法：
N小时的光衰=1-（N小时的光通量/0小时的光通量）
LED光衰影响因素
1.针对LED的光衰主要有以下二大因素：
2.LED产品本身品质问题
3.采用的LED芯片体质不好，亮度衰减较快。
4.生产工艺存在缺陷，LED芯片散热不能良好的从PIN脚导出，导致LED芯片温度过高使芯片衰减加剧。
使用条件问题
LED为恒流驱动，有部分LED采用电压驱动使LED衰减过快。
驱动电流大于额定驱动条件。
其实导致LED产品光衰的原因很多，最关键的还是热的问题，尽管很多厂商在次级产品不特别注重散热的问题，但这些次级LED产品长期使用下，光衰程度会比有注重散热的LED产品要高。LED芯片本身的热阻、银胶的影响、基板的散热效果，以及胶体和金线方面也都与光衰有关系。我前几天就遇到灯具风扇不转的问题，若大家遇到这个问题，虽然可以灯的光照使用不受影响，但为了灯具的使用寿命及光衰速率，请及时返厂维修。
 
十、光补偿点
在光饱和点以下，当光照强度降低时，光合作用也随之降低，当植物通过光合作用制造的有机物质与呼吸作用消耗的物质相平衡时的光照强度称为光补偿点。植物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能累积干物质。我们在辣椒榕养殖过程中，常会听到某某草僵住了，渣渣根这种僵苗的情况占比较多，原因在于，叶片较少或没有，光合作用速率极低，干物质累计较慢。
由于植物生长主要受环境的二氧化碳含量，肥力，光照等因素影响。光照补偿点是在保证其他因素没有任何问题时，针对光照对于植物生长的一个定量。所以我们在开缸初期，略高于光补偿点即可，一是给植物较为温和的适应过程，二是避免在开缸水体肥力较大的情况下造成爆藻。
 
 
本篇总结：
本帖详细的讲述了光的基本概念。在我们辣椒榕养殖过程中，控光手段尤为得重要，直接关系到辣椒榕发色，生长速度以及藻类情况。举例，缸内部分辣椒榕出现鱼骨纹，是啥原因？评论区无非两种答案，①缺肥②光照过强③基因问题。这三个答案可以都对，也可以说都不对。①光照对于植物吸收能力饱和的情况下，肥力缺失，缺失会导致鱼骨纹明显；②植物吸收肥力能力达到饱和的情况下，光照过强会导致鱼骨纹显现，并可能伴随藻类出现；③类似于木卡卡这类品种，鱼骨纹本身就很明显。不同的缸，水体、光源、光照面积等等各有不同，不同的品种，对光的需求也不尽相同，这里一些具体操作细节我就不一一举例了。总言之，在判断某个问题是否是因为某一个特定因素造成的之前，必须要把其他因素定量才能较准确的判断其因果关系，否则跟猜没有太大区别，这段话对手贱的新手尤为重要。