Licht im Terrarium

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vis:lampen [2020/06/06 13:46] – sarinavis:lampen [2020/08/04 16:46] – sarina
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 ===== Vergleichsmethode ===== ===== Vergleichsmethode =====
  
-Die nächsten Bilder zeigen jeweils ein Lichtspektrum gezeichnet mit schwarz/weißer Linie. Dieses Spektrum ist mit einer sehr hohen Wellenlängenauflösung von weniger als einem Nanometer gemessen. Diese Details kann das Auge nicht wahrnehmen. Jeder der drei oder vier Photorezeptoren im Auge von Tier oder Mensch sieht nur die [[mess:effektive_bestrahlungsstaerke|effektive Bestrahlungsstärke]], die auf den jeweiligen Photorezeptor wirkt. Der L-Rezeptor der Schmuckschildkröte beispielsweise sieht Licht bei 620 nm Wellenlänge am stärksten, aber er sieht auch Licht mit kürzeren und längeren Wellenlängen. Ob z.B. bei 615 nm ein hoher Peak im Spektrum ist oder ein Loch durch Absorption in der Atmosphäre, kann der Photorezeptor nicht wahrnehmen. Für die Photorezeptoren sieht das Spektrum immer sehr stark geglättet aus. Ich habe die Lichtspektren daher ebenfalls geglättet. Als Orientierung habe ich mit blauen Punkten die Intensität des geglätteten Spektrums bei den maximalen Empfindlichkeiten der Photorezeptoren der [[:vis:farbsehen-reptil|Schmuckschildkröte]] eingetragen. In Grün im Vergleich dazu die Intensitäten, die das Schmuckschildkrötenauge im natürlichen Sonnenlicht sieht.+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, gemessen mit einem hochauflösenden Spektrometer. Es ist als grüne Linie gezeichnet. 
 +  * Die [[mess:effektive_bestrahlungsstaerke|effektive Bestrahlungsstärke]] des Lampenlichts für die vier Zapfen eines Reptilienauges. Diese vier Werte sind als farbige Balken gezeichnet. Das ist alles, was nach der Verarbeitung im Auge von dem hochaufgelösten Spektrum übrig geblieben ist. 
 +  * Die [[mess:effektive_bestrahlungsstaerke|effektive Bestrahlungsstärke]] des Sonnenlichts für die vier Zapfen eines Reptilienauges. Diese vier Werte sind als grüne Markierung gezeichnet.
  
-{{formelfreak>start}}+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. 
 + 
  
-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 und integriert wird. Im Gegensatz zu einer Faltung ist die Breite der Gaußfunktion aber nicht für alle Wellenlängen $\lambda_G$ konstant, sondern ich habe mich entschieden, die Breite der Gaußfunktion bei kleinen Welllenlängen schmaler zu wählen und bei großen Wellenlängen breiter. Das tue ich deswegen, weil die spektrale Breite der Photorezeptoren bei großen Wellenlängen breiter ist als bei kleinen Wellenlängen. Die verwendeten Gaußfunktionen sind: 
- 
-{{ :vis:convolution_white.png }} {{clear}} 
-{{formelfreak>end}} 
  
 ===== Sonnenlicht ===== ===== Sonnenlicht =====
  
-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 "glatt" ist. +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. 
 + 
 +Das Sonnenspektrum enthält die Farben Blau bis Rot in ungefähr gleicher Intensität, Violett ist nur noch halb so intensiv, kurzwelliges UVA noch geringer.  
 + 
 +{{:vis:cones_1.png?340|}} {{:vis:cones_30.png?340|}}{{clear}} 
  
-Das Sonnenspektrum enthält die Farben Blau bis Rot in ungefähr gleicher Intensität, Violett ist nur noch halb so intensiv, kurzwelliges UVA noch geringer.+Da das Spektrum aus der linken Abbildung mein Referenzspektrum ist, liegen hier die farbigen Balken und die dunkelgrünen Markierungen exakt aufeinander. Beim zweite Sonnenspektrum der rechten Abbildung liegen die Balken und die Markierungen nicht mehr exakt aufeinander.
  
-{{ spectrum_1.png | Sonnenlicht }} {{clear}} 
  
 ===== LED ===== ===== LED =====
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 Bei LEDs können Entwickler sehr gut die Zusammensetzung des Lichts kontrollieren. Eine LED ist auch deshalb so effizient weil keine nutzlose Strahlung erzeugt wird. UV und Infrarot sind – auch menschlicher Sicht – nutzlos. Daher strahlen alle normalen weißen LEDs weder Infrarot noch UV ab. Das Spektrum beginnt bei ungefähr 420 nm (blau) und endet bei etwa 700 nm (Orange). Für das menschliche Auge ist dieses Licht weiß und die Farbtemperatur kann gut zwischen 2700 K und 6500 K eingestellt werden. Wenn der Spektralbereich zwischen 420 nm und 700 nm gleichmäßig gefüllt ist, was durch die richtige Leuchtstoffwahl erreicht wird, hat die LED auch eine hohe Farbwiedergabe von über 90. Bei LEDs können Entwickler sehr gut die Zusammensetzung des Lichts kontrollieren. Eine LED ist auch deshalb so effizient weil keine nutzlose Strahlung erzeugt wird. UV und Infrarot sind – auch menschlicher Sicht – nutzlos. Daher strahlen alle normalen weißen LEDs weder Infrarot noch UV ab. Das Spektrum beginnt bei ungefähr 420 nm (blau) und endet bei etwa 700 nm (Orange). Für das menschliche Auge ist dieses Licht weiß und die Farbtemperatur kann gut zwischen 2700 K und 6500 K eingestellt werden. Wenn der Spektralbereich zwischen 420 nm und 700 nm gleichmäßig gefüllt ist, was durch die richtige Leuchtstoffwahl erreicht wird, hat die LED auch eine hohe Farbwiedergabe von über 90.
  
-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 hat, sind für ihn die LEDs genauso weiß wie das Sonnenlicht.+{{:vis:cones_413.png?340|}} {{:vis:cones_412.png?340|}}{{clear}} 
  
-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. +Aus Reptiliensicht gibt sich ein anderes Bild. Zwar ist die effektive Bestrahlungsstärke für den Blau-, Grün- und den Rotzapfen ähnlich wie im Sonnenlicht, der UV-Zapfen geht jedoch leer aus, weil LEDs kein UVA abstrahlen.
  
-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 wirkt.+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, sondern die LED wird eine satte und grelle Komplementärfarbe zu UVA haben. Für ein Reptil mit drei Zapfen (UVA, blau, grün), wird eine LED die gleiche Farbe haben wie Licht mit 480 nm Wellenlänge (türkis). 
  
-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, sondern die LED wird eine satte und grelle Komplementärfarbe zu UVA haben. Für ein Reptil mit drei Zapfen (UVA, blau, grün), wird eine LED die gleiche Farbe haben wie Licht mit 480 nm Wellenlänge (türkis). Ich halte das für nicht naturnah. +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.
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-{{ spectrum_413.png }} {{clear}} +
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-{{ spectrum_412.png }} {{clear}}+
  
  
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 ==== "Büro-Leuchtstoffröhre" ==== ==== "Büro-Leuchtstoffröhre" ====
  
-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. +Die typische Büro-Leuchtstoffröhre mit Farbcode 835 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. Auch bei einer normalen Leuchtstofflampe mit Farbcode 860 zeigt sich ein ähnliches Bild.
  
-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.+{{:vis:cones_47.png?340|}} {{:vis:cones_106.png?340|}}{{clear}} 
  
-{{ :vis:spectrum_503.png }} {{clear}} 
  
 ==== Narva BioVital ==== ==== Narva BioVital ====
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 Die Leuchtstoffröhren werden inzwischen von [[https://www.natur-nah.de/shop/beleuchtung/leuchtstofflampen/|Natur-nah]] vertrieben. Die Leuchtstoffröhren werden inzwischen von [[https://www.natur-nah.de/shop/beleuchtung/leuchtstofflampen/|Natur-nah]] vertrieben.
  
-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. +Für Reptilien ist diese Lichtquelle fast perfekt, lediglich der UV-Zapfen erhält noch etwas zu wenig Licht.
  
-{{ :vis:spectrum_318.png }} {{clear}}+{{:vis:cones_318.png?340|}}{{clear}}
  
  
 ==== UVB-Leuchtstofflampe ==== ==== UVB-Leuchtstofflampe ====
  
-Auch UVB-Leuchtstofflampen können ein sehr ausgewogenes Spektrum haben. Allerdings ist auch hier, ähnlich wie bei der Narva Biovital, durch die höhere Farbtemperatur, der Rotanteil nur schwach ausgeprägt. UVB-Leuchtstofflampen haben nur wenig sichtbares Licht im Vergleich zur UVB-Strahlung. 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. Die abgebildete Grafik überschätzt die Erregung des UVA-Zapfens aber vermutlich für die meisten Tiere. Auch UVB-Leuchtstofflampen dürften den meisten Tieren daher weiß erscheinen.+Auch UVB-Leuchtstofflampen können ein sehr ausgewogenes Spektrum haben. UVB-Leuchtstofflampen haben nur wenig sichtbares Licht im Vergleich zur UVB-Strahlung. 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. 
  
-{{ :vis:spectrum_401.png }} {{clear}}+{{:vis:cones_520.png?340|}}{{clear}}
  
  
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 Der HCI 942 Strahler hat ein extrem sonnenähnliches Spektrum, der UVA-Anteil ist nur minimal zu klein. Der HCI 942 Strahler hat ein extrem sonnenähnliches Spektrum, der UVA-Anteil ist nur minimal zu klein.
  
-{{ :vis:spectrum_360.png }} {{clear}} +{{:vis:cones_360.png?340|}} {{clear}} 
  
 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. 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.
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 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. 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.
  
-{{ :vis:spectrum_359.png }} {{clear}} +{{:vis:cones_359.png?340|}} {{clear}} 
  
 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|}} {{clear}}
  
  
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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?340|}} {{:vis:cones_120.png?340|}} {{clear}}
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-{{ :vis:spectrum_120.png }} {{clear}}+
  
  
vis/lampen.txt · Last modified: 2022/03/23 15:13 by sarina
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