植物人工辐射源研究报告.docx

植物人工辐射源研究报告 导读：本文系统阐述植物人工辐射源概念和研究要点，论述了以辐射度学概念研究植物光合作用的原理，提出了植物人工辐射源(PARS)的技术概念。 标签： HYPERLINK /news/tags_%e6%a4%8d%e7%89%a9%e7%85%a7%e6%98%8e.htm \t _blank 植物照明?? HYPERLINK /news/tags_%e8%be%90%e5%b0%84%e6%ba%90.htm \t _blank 辐射源?? HYPERLINK /news/tags_%e5%8f%af%e8%a7%81%e5%85%89.htm \t _blank 可见光?? HYPERLINK /news/tags_%e7%85%a7%e6%98%8e%e5%ba%94%e7%94%a8.htm \t _blank 照明应用?? HYPERLINK /news/tags_%e5%85%89%e5%90%88%e4%bd%9c%e7%94%a8.htm \t _blank 光合作用?? 　　引言 　　把LED技术应用于农业种植具有广阔的前景，是继LED照明技术应用之后又一重要的应用领域，代表着未来农业生产的技术??新，是最具有投资价值的新型产业; 　　本文系统阐述植物人工辐射源概念和研究要点，论述了以辐射度学概念研究植物光合作用的原理，提出了植物人工辐射源(PARS)的技术概念。 　　1.基本概念 　　1.1太阳电磁辐射与可见光 　　太阳光是一切生物赖以生存的源泉，我们居住的星球如此的生机勃勃，都是源于太阳光，我们看到的太阳光是太阳电磁辐射的可见光部分，电磁辐射是当振动是以光速传播时的物理现象，电磁辐射与可见光的关系如图1所示。 　　 图1可见光在电磁辐射中的形态 　　以光速传播的振动波的波长由1公里至10皮米时，我们熟悉的无线电波、手机通讯、电视传送的微波、军事上的雷达、医学上的X射线、γ射线等，都是不同波长在以光速传播的应用，太阳辐射也只是其中的一部分。 　　在可见光范围里，人眼观察到不同波长的辐射是视觉呈现的不同颜色的光。这些有颜色的光混合在一起，就是我们通常看到的白光，白光是用色温表示的，如图1的2000K-9000K。 　　我们在地球上能测试到的太阳辐射的波段范围大约为280nm-2500nm，低于280nm和大于2500nm波长的太阳辐射，因地球大气中臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收，地面上观察不到。 　　当波长在400nm-750nm范围内，人眼都可以感受到这些波长发出的光，我们称之为可见光，太阳辐射主要集中在可见光部分，太阳辐射在地球一切生物的生命演化中具有重要的作用;科学家采用光谱来分析电磁辐射和可见光的，我们研究太阳光、人造光源、植物吸收的光都离不开光谱图。 　　图2的太阳光谱波长范围是280nm-1100nm，我们把这个范围的光谱划分为几部分： 　　1.1.1紫外线：波长从280nm到400nm。 　　1.1.2可见光：波长从400nm至750nm。 　　1.1.3红外线：波长从750nm至1100nm。 　　在农业种植方面，我们主要研究波长从300nm-1100nm这个范围的应用，图2的太阳辐射光谱分布图在研究太阳对植物的辐射作用时具有重要作用。 　　 图2 IEC60904-9太阳电磁辐射光谱图 　　太阳光是由不同颜色的光组成的，这些不同颜色的光也代表不同的辐射波长，图2的颜色分段对应着不同范围的辐射波长，太阳光的可见光部分主要是由红光、绿光、蓝光混合而成的，红光、绿光、蓝光称为三种基本光色，人造光源也是采用这三种基本光色混合而成的白光。 　　在可见光范围里，人眼最敏感的光(也就是我们感觉最亮的光)是黄色光，人眼最不敏感的光是蓝色的光。当天空出现彩虹时，我们往往看到的是黄色、红色和绿色，看到的蓝色占很小部分。 　　如下图所示。 　　人眼最敏感的光和最不敏感的光，是人眼的视觉功能决定的，并不意味着光辐射能量的大小，蓝光携带的能量就大于黄光，但人眼对黄光感觉最亮，对植物提供人工辐射时，不能由人眼的感受到的光的明暗来判断植物光合作用的效果。 　　我们人眼看到的光是由人眼内部的柱状细胞和锥状细胞感觉到的，人眼看到的光是用视觉函数推导来的，而植物“看”到的光却是需要用电磁辐射量进行度量。 　　因为植物不仅能“看”到400nm-750nm的可见光，植物还能“看”到不可见光，如紫外线和红外线。这一点非常重要，植物人工辐射产品不宜采用光度学概念进行研发。 　　1.2 植物的光合作用 　　植物是唯一能够把太阳光能量转化为质量的生物，植物的光合作用是地球上一切生命的基础，植物不仅给人类提供了生存必须的氧气，还给人类提供了食物和能量。目前，人们已知的植物约有30余万种。