vis:lampen
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====== Weiße Beleuchtung für Reptilien ====== | ====== Weiße Beleuchtung für Reptilien ====== | ||
- | Viele Reptilien sehen nicht wie der Mensch [[vis/ | + | //Extended English version: [[http:// |
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+ | //(Da Amphibien ein sehr ähnliches Farbsehen | ||
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+ | ===== Kernbotschaften ===== | ||
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+ | [{{: | ||
+ | * Das Farbsehen von Reptilien unterscheidet sich grundlegend vom Farbsehen des Menschen. | ||
+ | * Wer eine möglichst sonnen-ähnliche Beleuchtung möchte darf sich nicht durch die Farbtemperatur (Kelvin) oder die Farbwiedergabe (Ra, CRI) täuschen lassen - die gelten nur für den Menschen. | ||
+ | * Speziell LEDs, selbst mit hohem Farbwiedergabewert >90 und 6500 Kelvin, haben eine intensive und satte Farbe für Reptilien, da sie kein UVA abstrahlen. | ||
+ | * Es sollte eine bewusste Entscheidung sein, Lampen zu nutzen, die weiß für den Menschen aber farbig für Reptilien sind. Es sollte kein Versehen sein, das auf der Einschätzung basiert, dass alle Lampen für den Menschen weiß sind. | ||
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+ | ===== Einleitung und Hintergrund ===== | ||
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+ | Das Farbsehen des Menschen basiert auf den [[vis/ | ||
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+ | [{{ : | ||
- | Für das menschliche Farbsehen | + | Die meisten Lampen |
- | Ich kenne keine Studie, die untersucht hätte, ob es Reptilien schadet wenn sie kein weißes Licht im Terrarium haben. Es gibt aber deswegen auch keine Belege dafür, dass Reptilien nicht beeinträchtigt sind! Farbe scheint im Leben von Reptilien eine wichtige Rolle zu spielen. Viele Reptilien haben eine auffällig bunte Färbung, die bei den beiden Geschlechtern unterschiedlich ist. Einige Echsen verändern ihre Körperfärbung innerhalb weniger Minuten zur Kommunikation oder im Jahresverlauf, | + | Wer sich fragt, ob dieser Aufwand überhaupt nötig ist: Dazu zwei Antworten. |
+ | - Vielen Menschen ist die korrekte Farbwahrnehmung ihrer Tiere auch ohne wissenschaftliche Nachweise wichtig. Sonst würden sie die Farbwiedergabe > 90 und die Farbtemperatur 6500 Kelvin nicht so wichtig nehmen. Und sonst würden sie auch (für den Menschen) bunte Lampen in ihrem Terrarium einsetzen. | ||
+ | - Ich kenne zwar keine Studie, die untersucht hätte, ob es Reptilien schadet wenn sie kein weißes Licht im Terrarium haben. Es gibt aber deswegen auch keine Belege dafür, dass Reptilien nicht beeinträchtigt sind! Farbe scheint im Leben von Reptilien eine wichtige Rolle zu spielen. Viele Reptilien haben eine auffällig bunte und geschlechtsspezifische | ||
+ | {{clear}} | ||
===== Vergleichsmethode ===== | ===== Vergleichsmethode ===== | ||
- | Die nächsten Bilder zeigen jeweils ein Lichtspektrum gezeichnet mit schwarz/ | + | Hinweis: In der [[lampdb/ |
- | {{formelfreak> | + | ==== Farbsehen von Reptilien ==== |
- | Das geglättete Spektrum $G_\lambda(\lambda_G)$ entsteht aus dem Originalspektrum dadurch $E_\lambda(\lambda_E)$, dass für jede Wellenlänge $\lambda_G$ das Spektrum $E_\lambda(\lambda_E)$ mit einer Gaußfunktion multipliziert | + | Mehr zum Farbsehen von Reptilien steht auf der Seite [[vis: |
- | {{ :vis: | + | Ich nutze für die folgenden Bewertungen diese Empfindlichkeiten der vier Photorezeptoren im Reptilienauge: |
- | {{formelfreak> | + | |
- | ===== Sonnenlicht ===== | + | {{ : |
+ | ==== Lampenspektren | ||
- | Ich vergleiche alle Lampen mit dem Sonnenlicht. Das Spektrum des Sonnenlichts in hoher Auflösung zeigt alle physikalischen Details, z.B. welche Moleküle in der Erdatmosphäre vorhanden sind und das Licht filtern. Für das Farbsehen ist diese hohe Auflösung aber oft irreführend. Man braucht ein Spektrometer mit vielen Hundert oder vielen Tausend Kamerapixeln für die einzelnen Wellenlängen um die feinen Linien im Spektrum sichtbar zu machen. Unser Auge hat nur drei Farbrezeptoren. Diese ganzen Details der feinen Linien sind für das Auge unsichtbar. Wichtig ist, wie die Energie auf einer viel gröberen Auflösung verteilt ist. Daher ist in der Farbgrafik auch das geglättete Spektrum zu sehen. Beim Sonnenspektrum sehen beide Bilder sehr ähnlich aus, weil das Sonnenspektrum relativ " | ||
- | Das Sonnenspektrum enthält die Farben Blau bis Rot in ungefähr gleicher Intensität, Violett | + | Die nächsten Bilder zeigen jeweils: |
+ | * Das Spektrum einer Lampe, gemessen mit einem hochauflösenden Spektrometer. Es ist mit den typischen Regenbogenfarben im Hintergrund gezeichnet. | ||
+ | * Als Referenz das Spektrum des Sonnenlichts, | ||
+ | {{ : | ||
+ | Diese hochaufgelösten Spektren zeigen alle physikalischen Details, z.B. welche Moleküle in der Erdatmosphäre vorhanden sind und das Licht filtern oder welche Moleküle in einer Entladungslampe vorhanden sind. | ||
- | {{ spectrum_1.png | Sonnenlicht }} {{clear}} | + | Für das Farbsehen ist diese hohe Auflösung aber oft irreführend. Man braucht ein Spektrometer mit vielen Hundert oder vielen Tausend Kamerapixeln, |
- | ===== LED ===== | + | Daher zeigen die Grafiken auch: |
- | Bei LEDs können Entwickler sehr gut die Zusammensetzung | + | * Die [[mess: |
+ | * Die [[mess: | ||
- | Im geglätteten Spektrum sieht man bei beiden LEDs, dass der Bereich von Blau bis Orange gut ausgewogen ist. Die L-, M- und S-Zapfen der Schuckschildkröten werden durch das LED-Licht fast im gleichen Maß erregt wie durch natürliches Sonnenlicht. Da der Mensch ebenfalls drei Zapfen bei ähnlichen Wellenlängen | + | Wenn das Lampenlicht für das Reptilienauge eine ähnliche Farbe hat, wie das Sonnenlicht, dann liegen die vier farbigen Balken nahe bei den vier grünen Markierungen. |
- | Der Unterschied liegt beim UV-Zapfen. Während der durch Sonnenlicht etwa halb so stark erregt wird wie die drei anderen Zapfen, wird er durch das LED Licht überhaupt nicht erregt. Wenn die LED auch noch UVA-Licht hätte, wäre sie für Reptilien weiß. So fehlt ihr aber ausschließlich das UVA-Licht: Die LED hat exakt die Komplementärfarbe zu UVA. | + | ==== Farbräume ==== |
- | Komplementärfarben zu den Primärfarben erzeugen normalerweise einen sehr stark Farbeindruck. Für den Menschen muss weißes Licht Blau, Gelb und Rot in etwa gleichen Anteilen haben. Fehlt z.B. der Rotanteil vollständig hat das Licht die Komplementärfarbe zu Rot: Grün - eine Farbe die auf uns sehr kräftig und gesättigt | + | Die höhe der drei oder vier Balken zeigt, welche Farbe das Auge sieht. Nah verwandt dazu ist das RGB-Farbsystem, |
- | Für eine Reptil wird eine LED daher voraussichtlich nicht so wirken, als hätte sie einen etwas komischen Farbstich oder als hätte sie eine etwas andere Farbtempertur, | + | {{: |
+ | {{clear}} | ||
- | {{ spectrum_413.png }} {{clear}} | + | Drei Farbwerte sind gar nicht notwendig um die Farbe, die ein Mensch wahrnimmt, zu beschreiben. Denn die Farbe hängt nur vom Verhältnis der drei Werte ab: (250:200:0) ist die selbe Farbe wie (200:160:0) - nur mit anderer Helligkeit. |
- | {{ spectrum_412.png }} {{clear}} | + | {{: |
+ | {{clear}} | ||
- | ===== Leuchtstofflampe ===== | + | In der Farbwissenschaft ist es daher üblich nur die relativen Werte $x=\frac{R}{R+B+B}$ und $y=\frac{G}{R+G+B}$ zu verwenden und diese (x, |
- | In allen Leuchtstofflampen erzeugen das enthaltene Quecksilber Strahlung bei 365 nm und 405 nm. Es hängt aber vom verwendeten Glas der Röhre ab, ob diese Strahlung auch nach außen dringt. Durch UVA-Leuchtstoffe kann zusätzliche UVA- Strahlung erzeugt werden. | + | [{{ : |
+ | Für ein Reptil mit drei Photorezeptoren ist es sehr einfach eine Reptilien-Farbdreieck zu zeichnen | ||
- | ==== " | + | [{{ : |
+ | Für jede Lichtquelle wird hier zusätzlich zum Spektrum das Farbdreieck eines Reptils mit drei Photorezeptoren gezeichnet. Das zeigt: | ||
+ | * Die Koordinaten von Licht mit nur einer Wellenlänge, | ||
+ | * Die Farborte verschiedener Phasen des Tageslichts als kleine farbige Kreuze. Die Farbe der Kreuze zeigt an, welche Farbe das Tageslicht für den Menschen hat. Licht bei Sonnenuntergang ist rötlich. Bei Bewölkung oder im Schatten ist das Licht bläulich. \\ Beim Menschen liegen die verschiedenen Phasen des Tageslicht auf einer Parabel, auf der auch die Farborte der verschiedenen Schwarzkörperstrahler liegen. Die Farborte mit niedrigen Kelvin-Werten liegen rechts im rötlichen Bereich. Die Farborte mit hohen Kelvin-Werten links im bläulichen Bereich.\\ Auch im Farbdreieck des Reptils liegen die Farborte des Tageslichts auf einer Linie. | ||
+ | * Als schwarzer Punkt ist der Farbort der Lampe eingetragen. In diesem Beispiel hier liegt der Farbort beim Menschen im Bereich der Farborte des Tageslichts. Das ist für alle Lichtquellen der Fall, da sie für das menschliche Farbsehen optimiert sind. Der Farbort dieser Lampe liegt jedoch im Farbdreieck des Reptils weit entfernt von den Farborten des Tageslichts. | ||
+ | ===== Lampen im Vergleich ===== | ||
- | Die typische Büro-Leuchtstoffröhre mit Farbcode 840 oder 830 hat entsprechend der Farbtemperatur ein gelblastiges Spektrum. Ähnlich wie bei der LED wird der UVA-Photorezeptor von Reptilien nicht sonnenählich erregt. Allerdings ist die Situation etwas besse als bei der LED, da die Leuchtstoffröhre durch das enthaltene Quecksilber etwas Intensität bei 365 nm und 405 nm hat. | ||
- | Leuchtstoffröhren sind ein typisches Beispiel dafür, wie die Auflösung des Spektrometers die Erscheinung des Spektrums beeinflusst. Das hoch aufgelöste Originalspektrum hat wenig Ähnlichkeit mit dem Spektrum der LED. Das geglättete Spektrum ähnelt der LED. | + | ==== Sonnenlicht ==== |
- | {{ : | + | Das Sonnenspektrum enthält die Farben Blau bis Rot in ungefähr gleicher Intensität, |
- | ==== Narva BioVital ==== | + | {{: |
- | Diese Leuchtstofflampe hat einen zusätzlichen UVA-Leuchtstoff | + | Da das Spektrum mein Referenzspektrum ist, liegen hier die farbigen Balken |
- | Für Reptilien ist diese Lichtquelle fast perfekt. Der L-Zapfen und der UV-Zapfen der Schmuckschildkröte erhalten etwas zu wenig rotes Licht und UVA Strahlung, insgesamt weicht die Lage der blauen Punkte und der grünen Punkte aber nur wenig von einander ab. | ||
- | {{ : | + | ==== LED ==== |
+ | Bei LEDs können Entwickler sehr gut die Zusammensetzung des Lichts kontrollieren, | ||
- | ==== UVB-Leuchtstofflampe ==== | + | {{: |
+ | | ||
- | Auch UVB-Leuchtstofflampen können ein sehr ausgewogenes Spektrum haben. Allerdings | + | Aus Reptiliensicht gibt sich ei anderes Bild. Zwar ist die effektive Bestrahlungsstärke für den Blau-, Grün- und den Rotzapfen |
- | {{ :vis: | + | Wenn die LED auch noch UVA-Licht hätte, wäre sie für Reptilien weiß. So fehlt ihr aber ausschließlich das UVA-Licht: Die LED hat exakt die Komplementärfarbe zu UVA. Komplementärfarben zu den Primärfarben erzeugen normalerweise einen sehr stark Farbeindruck. Für den Menschen muss weißes Licht Blau, Gelb und Rot in etwa gleichen Anteilen haben. Wenn eine Lampe - wie z.B. LEDs optimiert für die Pflanzenzucht - nur Blau und Rot abstrahlt und der Grün-Zapfen im menschlichen Auge kaum etwas sieht, erscheint und diese Lampe stark farbig, in diesem Fall stark Pink. Für eine Reptil wird eine LED daher voraussichtlich nicht so wirken, als hätte sie einen etwas komischen Farbstich oder als hätte sie eine etwas andere Farbtempertur, |
+ | Wer LEDs - auch zusätzlich zu anderen und weißen Lichtquellen - im Terrarium einsetzen will, sollte sich immer fragen, ob er das auch tun würde, wenn die LED pink wäre. Ich würde das nicht tun. | ||
- | ===== HQI- und HCI-Strahler ===== | ||
- | Metallhalogeniddampflampen können ähnlich wie Leuchtstofflampen ein sehr unterschiedliches Spektrum haben, je nachdem welche Füllung | + | ==== Leuchtstofflampe ==== |
- | ==== "Normale" | + | === "Büro-Leuchtstoffröhre" === |
- | Der HCI 942 Strahler hat ein extrem sonnenähnliches Spektrum, der UVA-Anteil ist nur minimal zu klein. | + | Die typische Büro-Leuchtstoffröhren mit Farbcode 830 - 865 und 930 - 965 besitzen keinen UV-Leuchtstoff. Die Quecksilberfüllung erzeugt jedoch Strahlung bei 365 nm und 405 nm, die bei den meisten Lampen auch durch das Glas dringt. Diese UV-Strahlung sorgt dafür, dass der UV-Zapfen zumindest etwas Licht sieht. Die Lampen sind für Reptilien vermutlich zumindest weißlich((Weil der UV-Bereich aber nur sehr lückenhaft gefüllt ist, kann ich mir vorstellen, dass diese Lampen eine schlechte Farbwiedergabe aus Reptiliensicht haben)). |
- | {{ :vis:spectrum_360.png }} {{clear}} | + | {{:vis:cones_539.png?340|}} {{: |
- | Das hoch aufgelöste Spektrum des HQI NDL Strahlers zeigt, das die Quarzbrenner (HQI) ein etwas weniger ausgewogenes Spektrum haben als die Keramikbrenner (HCI). Im geglätteten Spektrum sind aber kaum noch Unterschiede zwischen HQI und HCI erkennbar. Dieser HQI-Strahler hat einen etwas höheren UVA-Anteil. | ||
- | Für das menschliche Auge und aus Lebensdauersicht sind Keramikbrenner den Quarzbrennern eindeutig überlegen. Von der Perspektive des Farbsehens von Reptilien her, sehe ich zwischen den beiden Brennertechnolgien keinen Unterschied. | + | === Narva BioVital und andere Leuchtstofflampen mit UVA-Leuchtstoff === |
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+ | Besser also normale Büro-Leuchtstoffröhren sind Leuchtstoffröhren mit zusätzlichem UVA Leuchtstoff. Ihre Farbe ist für Reptilien sehr nahe am Sonnenlicht: | ||
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+ | Die seit den 1990ern von vielen Reptilienhaltern beschworenen Narva Biovital werden inzwischen von [[https:// | ||
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+ | === UVB-Leuchtstofflampe === | ||
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+ | Auch UVB-Leuchtstofflampen können ein sehr ausgewogenes Spektrum haben. Zur Allgemeinbeleuchtung sind sie aber ungeeignet, da ihre UV-Strahlung im vergleich zur sichtbaren Strahlung zu intensiv ist. Wenn man so viele Röhren anbringt, dass es im Terrarium hell genug ist, würde die UVB-Strahlung überdosiert. Je nach dem bis zu welcher Wellenlänge ein Reptil im UV-Bereich sehen kann, kann es sein, dass der UV-Zapfen zu stark erregt wird und das Licht für Reptilien einen UV-Farbstich hat. | ||
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+ | ==== HQI- und HCI-Strahler ==== | ||
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+ | Metallhalogeniddampflampen können ähnlich wie Leuchtstofflampen ein sehr unterschiedliches Spektrum haben, je nachdem welche Füllung | ||
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+ | Der HCI 942 Strahler (oben) hat ein extrem sonnenähnliches Spektrum. Das hoch aufgelöste Spektrum des HQI NDL Strahlers (unten) zeigt, das die Quarzbrenner (HQI) ein etwas weniger ausgewogenes Spektrum haben als die Keramikbrenner (HCI). | ||
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Der Iwasaki Eye Color HQI-Brenner hat ein besonders sonnenähnliches Spektrum mit einer beeindruckenden Farbwiedergabe für das menschliche Auge von 96. Aus Reptiliensicht sehe ich keinen deutlichen Unterschied zu den anderen Metallhaloginddampflampen. | Der Iwasaki Eye Color HQI-Brenner hat ein besonders sonnenähnliches Spektrum mit einer beeindruckenden Farbwiedergabe für das menschliche Auge von 96. Aus Reptiliensicht sehe ich keinen deutlichen Unterschied zu den anderen Metallhaloginddampflampen. | ||
- | {{ :vis:spectrum_367.png }} {{clear}} | + | {{ :vis:cones_367.png?340 |}} {{ : |
- | ==== UVB-HQI-Strahler | + | === UVB-HQI-Strahler === |
Während die " | Während die " | ||
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Der Nachteil der UVB-HQI-Strahler liegt darin, dass sie meist einen etwas zu hohen Violett- und UVA-Anteil haben, der nicht sonnenähnlich ist. Diese Lampen werden für Reptilien daher einen UVA-Farbstich haben. | Der Nachteil der UVB-HQI-Strahler liegt darin, dass sie meist einen etwas zu hohen Violett- und UVA-Anteil haben, der nicht sonnenähnlich ist. Diese Lampen werden für Reptilien daher einen UVA-Farbstich haben. | ||
- | {{ :vis:spectrum_119.png }} {{clear}} | + | {{:vis:cones_119.png? |
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+ | ==== Halogenlampen ==== | ||
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+ | Glüh- und Halogenlampen (linkes Bild) strahlen hauptsächlich langwelliges Licht ab, der blau und UVA-Anteil ist deutlich reduziert. Das Spektrum ähnelt dem Sonnenlicht bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Das gilt nicht nur für den Menschen, auch für Reptilien sieht der Anteil, den die vier Zapfen sehen, bei niedrigem Sonnenstand und einer Halogenlampe sehr ähnlich aus. Allerdings ist die Halogenlampe aus Reptiliensicht noch etwas rötlicher. | ||
- | {{ :vis:spectrum_120.png }} {{clear}} | + | {{:vis:cones_415.png?340|}} {{: |
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vis/lampen.txt · Last modified: 2022/03/23 15:13 by sarina