開篇語

飼養(yǎng)海水生物最大的投資恐怕就是照明了。 RC(reefcentral)上有很多關(guān)于照明的辯論。為什么要搞一個比太陽光還亮的光源呢？現(xiàn)在我們就來深入的了解一下光線吧。
 

 

 

 

光的測量方法，色溫概念

 

首先來說說各種光學術(shù)語吧，這對理解下面的文章有很大的幫助。

 

流明（ Lumens） 并不難理解?？纯促惖郎铣壛骶€型的跑車，也許它有 3.5升的發(fā)動機，351馬力的引擎。流明的概念就像“馬力”。它描繪的是一般意義上光源輸出的能力。事實上，流明與電力學中瓦特的概念相同。1瓦約等于683 流明。1瓦特能量等于555納米的綠光，達到683流明的能量。因此，100瓦的熒光燈和100瓦的金鹵燈光源輸出能力是相同的，也就是流明相同。

 
理論上，它們都會釋放68300流明的光。那么我們再來看賽道上的跑車。的確，這輛賽車有351馬力，其它同樣擁有351馬力引擎賽車比較起來如何呢？眾所周知，發(fā)動機環(huán)，變速齒輪，車重和輪胎類型都會影響發(fā)動機馬力轉(zhuǎn)換成汽車行駛時速。這個概念更像是流明。流明能夠告訴你照明設(shè)備的理論值，但不能告訴你實際情況下對水族箱的照明能力。實際應用中，包括轉(zhuǎn)換成熱能和被玻璃吸收的能量，以及其它因素的影響，100瓦的熒光燈和100瓦的金鹵燈都不能得到68300流明的光，應該比理論值少很多。

 

光密度（ LUX，勒克斯）

勒克斯表示有多少流明實際到達了被照射物體，也就是缸中的珊瑚。我們可以通過測光表測量勒克斯的值。測光表和太陽能電池很相似，通過吸收照射到其表面的光產(chǎn)生一定的電壓。因為勒克斯是每平方米流明的測量單位，測光表也以勒克斯作為顯示。

 

單位面積的光密度定義為“   LUX”。用一個手電筒，距離墻壁一英尺遠，將光束射向墻壁，注意觀察被照亮區(qū)域的大小?，F(xiàn)在站到二英尺遠的地方，再觀察被照亮地方的大小。是否面積增大了？實際上第二次觀察時面積應該是第一次的4倍。站到四英尺遠的地方，你會發(fā)現(xiàn)照亮的區(qū)域面積為原來的16倍。因為電筒內(nèi)燈泡所發(fā)出的流明數(shù)是一定的，所以目標區(qū)域的亮度降低了。當電筒距離遠，照明面積大時，相同的流明數(shù)被分配給了更多個單位面積。最終，當距離遠到一定程度，單位面積內(nèi)流明數(shù)量非常低，照亮區(qū)域基本看不見了。光密度LUX=流明/單位面積。當電筒距離墻壁越來越遠時，單位面積內(nèi)的流明越來越少，光密度也就越來越小。說得直接點，距離的平方與光密度成反比。

 

光的反射和消耗
當我們觀察光束投射到墻壁上時，我們看到的是什么？不是光源本身，而是它的反射光。大多數(shù)情況下，反射光與光源是不同的。墻壁上的光束照射區(qū)域應該比眼睛看到的還要亮，為什么呢？因為光從墻壁反射到眼底要經(jīng)歷一段空間路程，其中有流明損失。當我們用電筒成一定角度照射墻壁時，光斑變成了橢圓形，大多數(shù)流明集中在橢圓形較小的部分。還有些情況，由于物體表面條件不同，有些光被表面吸收或反射出不同波長即不同顏色的光。

 

當我們研究光線時，要考慮兩個因素，一個是光源所發(fā)出的光的性質(zhì)，一個是表面反射光的性質(zhì)。
實際上，光源的發(fā)光性能直接影響著水族箱的觀看效果。反射光有很多種效果。我們可以在光源上加裝反光板，直接照亮我們希望照亮的地方。因此，光源本身和反光板都是在購買燈具時非常重要的因素。光能會在所有光傳播的方向消耗，直到大家觀察不到光，它徹底在傳輸過程中消耗光了。

 

光化作用
光化作用（ Actinism）是通過光激發(fā)化學反應的專有名詞。

人類的眼睛對黃 -綠之間的顏色特別敏感，主要集中在555納米。如果引入流明作為測量光照系統(tǒng)的參數(shù)，就必須以某一范圍的光譜為基準。攝影用測光表主要測量這個波段的光。然而對于水族飼養(yǎng)這個波段的光卻是不利的。

 

鈣藻、蟲黃藻等必須利用光合作用維持生命，而 555納米的光線卻不是正確的光線。整個可見光范圍內(nèi)的光波都很重要，如果讓藻類選擇，555納米的光線絕不是首選。因此如果要測量水族用光的強度，普通測光表毫無意義。

水族領(lǐng)域光線最大的進步是化性熒光的引入。 非常湊巧， 420-450納米之間的光對光合作用非常有用。光化作用照明設(shè)備（即有效光照明設(shè)備）主要產(chǎn)生這一波段范圍內(nèi)的光線。有效光照明一度成為新穎重要的照明。當上世紀70年代最初引入時，被認為是水族用最好的燈光。水族店喜歡這樣的燈光，而且其中很多展缸也用的是這種燈光。在有效光的照明下，水體顯得很透明，魚和珊瑚都很突出。有些珊瑚甚至在這種光源下發(fā)出熒光。

 
在有效光引入了一段時間后，人們發(fā)現(xiàn)了更多的好處。有效光的顯色性能很差，反而增加了光合作用的光譜，突然之間許多從未成活的珊瑚活了下來，并有所生長。有效光（ Actinic lighting）是水族領(lǐng)域的一大進步。

 
就像所有的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明一樣，有效光的作用現(xiàn)在不再那么受關(guān)注了。對于我來說，我認為水族燈光中應該有一部分有效光。相對于其它光線，它是非常有用的。

 

分光輻射度計（ spectroradiometer）

關(guān)于光線，測量的方法簡直太多了。標準測光表的一大缺陷是只測量很少一個波段的光線。甚至排除了對于水族生物很重要的光線?，F(xiàn)在你已經(jīng)不能滿足于普通攝影的測光表了吧？如果你要準確的測量你要購買的光源，那么需要一個分光輻射度計（ spectroradiometer）。

幸運的是，有很多科學怪才已經(jīng)考慮了這個問題。他們定義了一些概念，光強度（PAR）、光合作用可用輻射（PUR）或光合作用光子通量（PPF），這種測量和定義方式將400-700納米光波完全包括進來，也就是光合作用的利用的光波。單位為光子數(shù)/每平方每秒。

 

現(xiàn)在我們再來看，所需計算的就是每平方米表面照射的微摩爾數(shù)。 1微摩爾光子=602,300,000,000,000,000個光子?？磥碛嬎闫饋肀冉y(tǒng)計總統(tǒng)選票還要難。

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看來只有 光量計 能夠解救我們了。這是一個能夠測量較寬光譜范圍的測光表。過去這種產(chǎn)品貴得要命，最近掉了價，不過幾百美元了。由于有防水設(shè)計，可以直接在水族箱中應用。配上這個裝備，你就能精確測量相同條件下不同燈光的區(qū)別了。

 
真的嗎， WaterKeeper? 我是不是應該立馬去搞一個? 
我可以簡單的回答，不！開新缸時購買光量計是非常奢侈的，很多事情可以完全沒有它。另外還有好多人已經(jīng)做了相關(guān)的研究。Spacefish提供了一些文章鏈接，都是關(guān)于光量計的。 Sanjay Joshi   可能是這方面最有研究的人了。他幾乎收集了所有的金鹵燈和熒光燈，并已經(jīng)將各種燈泡，鎮(zhèn)流器和反光板的數(shù)據(jù)進行了測試統(tǒng)計和歸類。作為新人，你可以省些銀子，讓那些大大們?nèi)パ芯堪伞?BR>那么我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ私饬髅?、勒克斯、光強度等參?shù)呢？因為在這些作者的文章中可能使用不同的術(shù)語進行比較，如果一名作者用勒克斯，而另一個作者用 PPE，單位不同，直接比較和評價是沒有任何意義的。再有，同一篇文章中的數(shù)據(jù)比較是有意義的，不同作者的文章之間直接比較意義不大。

勒克斯和 PAR都是在一定距離外測量的，正如我在第一部分所說，光在傳播過程中會出現(xiàn)衰減，因此比較需要在相同距離下進行。另外，水下探頭測量的結(jié)果不能直接與空氣中探頭測量結(jié)果比較。 燈光也會隨著時間變化，新買的金鹵燈需要一個預燒的過程才能達到最亮照度，如果燈泡點亮，需要大約4天的時間。（譯者，第一次聽到這個說法）

色溫（ K）

色溫這個概念就是用來區(qū)別光的這種變化，它表明顏色的質(zhì)量。色溫是攝像機在不同光源條件下正確再現(xiàn)色彩的重要指標。一般以凱爾文（ Kelvin,縮寫了K）為單位。英國物理學家凱爾文在1895年提出的，用來解決攝像過程式中對不同光源的不同光譜組合。實驗中，以絕對零度為起點，加熱鐵塊。規(guī)定加熱溫度每升高1度，色溫就增加1K。當溫度升到800K時，鐵開始發(fā)紅光；升到1600K時，鐵塊開始發(fā)黃色的光；當溫度上升到2800K時，鐵塊發(fā)出白光；溫度上升到5600K時，發(fā)出的光與太陽光相似；當溫度為25000K時，鐵塊發(fā)出藍光。

如果某種光與鐵塊在一定的溫度發(fā)出的光相同，我們就把這種光的色溫定為該處溫度值。例如，鐵塊在 5500K時發(fā)出的光與日光相同，所以日光的色溫就是5500K.

需要注意的是，色溫表示的是光源不同光譜的組合，而不是光線的實際溫度。色溫低，顏色偏紅；色溫高，顏色偏藍。

 

光波

光有其粒子狀態(tài)。用這種方式比較容易說明光的性質(zhì)。如果觀察激光發(fā)射器發(fā)出的光線，那么粒子性就更明顯了。在激光束中，光粒子幾乎是全部平行的。它們能夠傳播很遠的距離，能量損耗較低，因為很少有向傳播方向外的散射。相反，水族燈光的光線像散彈槍一樣，形成一個很大的照亮區(qū)域。

把光看做粒子就好像將光子比喻成散彈槍的彈丸。實際上，光的傳播更像是將石頭丟進池塘后的波動。它會形成不斷擴散的波動，能在波動傳播過程中消耗能量。光波的傳播形狀實際是個圓形。就像手榴彈在曠野中爆炸的效果一樣。

當我們開始反射光線時，我們利用了“惠更斯原理”。簡單的說就是，兩個波形成，相遇并有一定的夾角。波峰相遇的地方震動加強，而波峰和波谷相遇的地方出現(xiàn)抵消作用。這是光的干涉效果。干涉效應會對水族箱內(nèi)的光線起很大影響。

 

手電筒使用的是拋物線形反光板，無論燈泡的光線向哪個方向發(fā)出，都會在反光板的作用下朝向電筒照射的方向反射。如果光真的完全屬于粒子性質(zhì)，手電筒的光線也應該和激光一樣。所有的光線都會形成一根光束。然而這不是事實。光線從反光板反射后會以波動的形式向目標方向傳播。傳播過程中，光的強度降低了，當手電筒遠離墻面，光斑面積擴大了，而亮度降低。

 

熒光燈

熒光燈的種類很多，所謂 PC燈（power compacts），只是熒光燈的另一個名字而已。熒光燈是一根兩段裝有金屬燈絲的空玻璃管，管內(nèi)充滿了惰性氣體，氬或氪，還有少量的金屬汞。燈管內(nèi)部涂有一層含磷的化學物質(zhì)。關(guān)于磷的化合物有很多種，大家沒有必要了解。啟動時，瞬間高電壓加載在燈絲上，汞在燈管內(nèi)變成汞蒸氣，成為電導體。燈啟動后，電流產(chǎn)生熱量，使汞的蒸氣增多，燈管內(nèi)電流加大，燈管會越來越亮，最后，當電流足夠的時候，燈管自己會閃一下，就像太空望遠鏡里超新星的爆發(fā)和平靜的過程。

現(xiàn)在熒光燈點亮了，汞蒸氣開始發(fā)出光子和電子。問題是這些光線大多是短波的，幾乎沒有可見光。汞蒸氣釋放的能量激發(fā)了燈管內(nèi)部噴涂的含磷化學物質(zhì)，發(fā)出可見光強光，這種可見光遠遠強于汞蒸氣本身的發(fā)光。磷被激發(fā)出的光介于紅色和綠色光譜之間，其它化學物質(zhì)被激發(fā)的光彌補了其它波段光譜。

 

再來說說熒光燈型號中字母“ T”的含義。如果觀察一根普通的熒光燈管，可能會看到如“F40T12/845”字樣。字母“F”后的數(shù)字通常表示電壓，有時也表示長度。T代表直徑，一個字母“T”代表1/8英寸，一英寸等于25.4毫米。數(shù)字最大到17，但只有2-3種在水族常用。最初是T12即直徑為12/8 =1.5英寸。之后比較流行T8和T5。T5更受大家關(guān)注，所以一會兒我們單獨討論T5。

“ F40T12/845”中最后的數(shù)值845有兩個含義。首先8，是高顯色指數(shù) (CRI)。這是個標準值，通過人造光線與太陽光線比較。如果高顯色指數(shù)等于100，意味著燈管發(fā)出的光完全吻合太陽光。這里845中的8意味著燈泡的顯色程度在80-89%之間。

845中的45代表色溫，是100的倍數(shù)，因此，例子中的燈管色溫為45*100=4500K。有時數(shù)字后會有字母，A HO 是高輸出的意思。遺憾的是制造商總是自己做主，不按照規(guī)矩辦事。

讓我們回來談?wù)劅艄鼙旧?。有時，一些新手提出的問題也很尖銳，讓我很苦惱。不久前，一位魚友提問 為什么 T-5熒光燈比T-12熒光燈亮得多？ 一般情況下，我會即興發(fā)揮的回帖，這次，我真的不知道該怎么回答了。我必須坐下來研究了。確實，有些熒光燈宣稱是“新科技”，那么實際情況是什么樣呢？

所有的熒光燈原理都相同，燈管內(nèi)壁都有含磷的涂層，燈管內(nèi)有惰性氣體和汞，兩端有燈絲。通常所有的新科技都聲稱有新的磷涂層配方。當 PC熒光燈剛剛問世時，情況確實是這樣。隨著時間的流失，人們漸漸發(fā)現(xiàn)這不是事實，它們使用的磷涂層與高輸出熒光燈幾乎一樣。T-5早已不是什么秘密，如果能在T-5內(nèi)壁涂上，為什么不能在T-12燈管內(nèi)也涂上呢？

燈管內(nèi)填充的氣體確實有所改變。起初，為了保護環(huán)境，減少了汞的使用量。然后是從氬到氪的改變，以減少能量消耗。我猜 T-5內(nèi)還能使用氡，但國土安全局肯定不能同意。

通

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  [page]過改變燈絲的方法也能提高效率。T-5產(chǎn)生的最高輸出95 ? o F，要超過T-12和T-8的77 ? o F輸出。這個方法也許有效，也可以對其它型號的燈管進行改進。

所有這些都不能說明為什么 T-5能發(fā)出那樣耀眼的光芒。當PC燈管剛剛問世時，有一個問題。它們看上去的確比旁邊的T-12更明亮，這是事實，但也有些錯覺的成份。

 

較細的燈管內(nèi)，單位面積內(nèi)有更多的電子撞擊在涂層上，而較粗的燈管單位面積上撞擊的電子數(shù)較少，這讓光線看起來確實明亮了一些，但總輸出量是不變的，只是觀察者感受的明亮程度高了一些。

還記得手電筒照射墻壁的例子嗎？電筒內(nèi)的燈泡是點光源，向各個方向發(fā)射光線。為了得到同一方向的光線，需要人工處理。鏡頭和反光板都是可行的方法。它們工作的原理相似，都是收集光線，改變光線方向。
大家都玩過臺球，也都打過反彈球，我們叫它bank shot。球撞在球臺邊上的角度等于它反射出去的角度，也就是以45度角撞擊球臺邊緣，球反射線路與球臺也成45度。

這個特性在選擇燈光時很重要。手電筒中有一個拋物線形狀的反射碗。這是一種高效的反射器。通過移動燈泡的距離，可以調(diào)整光的焦點。通過移動燈泡，我們可以獲得一條光束或一片均勻的散射光。光束的特點是單位面積內(nèi)流明多，但照亮面積小，散射光的特點是照亮面積大，流明低。

 

很多兄弟的燈吊在地下室頂棚，反光板只是一塊普通的白色鐵板，兩端稍彎曲，以收集燈管發(fā)出的光線，并反射到目標區(qū)域。彎曲方向是迎著燈管發(fā)出的光。大多數(shù)的 T-12燈架都是shop light（最簡單的一種熒光燈燈架）。它能反射光線，但效率非常低。很多光線最終照射在地板上。

 
現(xiàn)在的 T-12燈架一般有4-5根燈管在里面，如果使用T-5，可以放10根左右。改變的目的是增加發(fā)光點。還有一個優(yōu)勢是越細的燈管越容易設(shè)計反光板。我們可以在每根燈管上都使用半拋物線形反光板，這樣使更多的光線照射在相近的區(qū)域，從而增加射入缸內(nèi)的總光線量。因為反光板設(shè)置優(yōu)化了，光能損失減少了。所謂外形的優(yōu)勢就在于此，“T-5的外形設(shè)計允許更多光線更有效的照射在相同方向和區(qū)域?！?/P>

回來再說最普通的熒光燈反光板。由于燈管是圓柱形的，向所有方向發(fā)光，光線會以各種角度照射到反光板上，因此也會以各種角度反射。當這種燈架用于水族照明時，只有一少部分光線直接照射到水族箱內(nèi)，大部分都反射到其它空間去了。在照亮底砂的同時，也照亮了地板和墻壁。更糟糕的是，依據(jù)惠更斯定律，還有很多光波相互抵消了。

如果把燈管型號從 T-12降低到T-5，就可以使用更有效率的反光板。通過延長每根燈管反光板的拋物線長度，可以有效的利用每一根燈管的光，達到對光線的最佳利用。

如果一個 120加侖的水族箱，4英尺*2英尺*2英尺，最多可以放5個普通T-12高輸出燈管燈架。光輸出總功率為550瓦特，由于反射損失，只有200-250瓦的光線能夠有效的照明水族箱。如果改用10根54瓦的高輸出T-5燈管，每一根燈管配一個拋物線反射器，這樣的安裝非常擁擠，但能夠得到540瓦的全部光線照明水族箱。與T-12的設(shè)置不同，更高效的反光板可以將更多的光線反射到水里。也許水族箱只能得到300-500瓦特的光線，但這已經(jīng)是一個很大的改進了。這里我們使用瓦特的概念，其實等同于流明的概念。

 
T5的照明更像是多個手電筒照明，光線更加集中，減少了光波之間相互的干涉。忘掉T5在照射流明方面的微弱提升，以及它在高溫環(huán)境中的工作優(yōu)勢，反光板設(shè)計小小的改變才是最關(guān)鍵的一步。

有人會問：“燈管尺寸更細的 PC燈（Power Compacts）呢？”問題在于燈管設(shè)計本身。它們本身發(fā)光確實比T-5亮，但其U型燈管給反光板設(shè)計帶來了麻煩。由于PC燈管已破損，所以設(shè)計成U型以加固和縮短燈管。在減少破損的同時給反光板設(shè)計帶來的困難。

堅決不能用常規(guī)熒光燈作為光源嗎 ?其實不是，對于新手，常規(guī)熒光燈是很好的選擇。很多新手的預算都比較緊張。由于資金問題，他們常會使用家里閑置的舊水族箱。投資買幾條海水魚，不久后他們會發(fā)現(xiàn)還要投資300美元買些活石?？們r格算起來已經(jīng)沒有錢投資照明了。所有的錢都投出去了，錢包癟了。賣個普通熒光燈，燈管便宜，鎮(zhèn)流器也便宜。你可以在水族箱上安裝3或4個，甚至不用專用的水族箱燈管。幾根色溫5500-6500 K的日光燈，或者光化燈就可以了。許多魚友一開始就買魚經(jīng)費就好緊張。海水魚和淡水魚一樣，不需要很強的光。鈣藻也能在普通熒光燈照射下生長。珊瑚則需要精心擺放位置，有些珊瑚在普通熒光燈下也能活的很好。每加侖海水的光照瓦數(shù)是你唯一要考慮的。如果日后手頭寬裕，還可以用普通熒光燈照明活石處理缸、醫(yī)療缸、檢疫缸或繁殖缸。別讓光源的投資束縛了手腳，其實只比淡水缸多花費那么一點點。

說說老掉牙的 T-12。T-12 VHO在早期水族飼養(yǎng)中是燈光的標準。在光化燈和更亮的燈管出現(xiàn)之前，維持珊瑚的成活都是一個挑戰(zhàn)。VHO改變了一切。它們能夠維持生物生命，均勻的照亮水族箱，不會形成黑暗的陰影，鎮(zhèn)流器體積小廉價，高色溫的光輸出也有所提高，燈管的顏色最近又有變化而且使用壽命更長。雖然它們已經(jīng)過時了，但對于30加侖以上的水族箱和深度超過2英尺或更深的水族箱，它們都是照明的較好選擇。電子鎮(zhèn)流器消除了閃爍，如果你想要更亮的效果，在燈架里加一根20瓦的超白燈管。

每次，當我們回顧，都會有更好的熒光燈問世。之前有 T-12, T-8, T-5，現(xiàn)在傳言有T-6和T-3燈管將成為最優(yōu)秀的水族光源了。如果你認為熒光燈已經(jīng)走到盡頭，最好在論壇中多學習一下。我覺得T-5的成功只是個開始。大家會得到前所未有的明亮的燈管。我還沒有拿到關(guān)于T-3或T-6的數(shù)據(jù)，但我想如T-5一樣，直徑上的優(yōu)勢會使它們比以往的燈管都要明亮。更細的燈管可以安裝更小的反光板，照明效果會更好。那什么時候才是個終結(jié)呢？我不知道。

因為熒光燈的技術(shù)比較成熟，所以優(yōu)勢會漸漸顯露。我想發(fā)光磷的涂層會不斷改進，尤其是藍色的。高色溫的燈管總是顯得比低色溫燈管暗淡，這其中有視差作用。

然而，高色溫的燈管本身也不爭氣，如果用光度計測量，它們確實亮度要低一些。原因在于發(fā)藍光的磷，它的表現(xiàn)能力不如其它同胞。我預計商家一定會在這里大做文章的。

燈絲的設(shè)計和材料也是能夠改進的地方。燈絲是燈泡內(nèi)最脆弱的部分，使用中會受到腐蝕，增加阻抗，甚至燒毀。燈絲的損耗也是燈管亮度降低的原因?，F(xiàn)在的熒光燈已經(jīng)改進很多了，但仍有空間。

 

金鹵燈

到現(xiàn)在為止，我們都沒有討論金鹵燈。金鹵燈的工作原理與熒光燈幾乎完全相同。高電壓通過燈絲激發(fā)電弧。電弧使燈泡內(nèi)的氣體發(fā)熱發(fā)光。氣體將隨著電流的增強而變得更熱更亮。實際上，

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  [page]如果情況得不到控制，燈泡極有可能融化。鎮(zhèn)流器再次出場，穩(wěn)定電流。與熒光燈主要區(qū)別是，熒光燈依靠含磷的化合物二次發(fā)熒光，而金鹵燈通過氣體發(fā)出白熾強光。

 
金鹵燈的鎮(zhèn)流器不能用在熒光燈上，反之亦然。金鹵燈鎮(zhèn)流器利用三個原理啟動燈泡。如果你的燈架上既有金鹵燈MH，又有高輸出熒光燈VHO，一定要把鎮(zhèn)流器分開。

好，現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了它們的工作原理，那么哪一個更好呢？這里還很難說。事實上，兩種燈的效果都是很不錯的，兩者之間卻別的錯誤報道很多。事實上主要區(qū)別在于熒光燈是面光源，而金鹵燈是點光源。

 
有人說金鹵燈光比熒光燈光熱得多。這絕對不是事實。500瓦的熒光燈與500瓦的金鹵燈發(fā)出的熱量是相同的。熒光燈通過整個燈管散熱，而金鹵燈的熱量集中在很小的區(qū)域。因此，大家堅信金鹵燈比熒光燈更熱。金鹵燈的光輸出也被過度夸大了。許多人說相同瓦數(shù)，金鹵燈發(fā)出的光更多。其實原理與發(fā)熱相同。熒光燈整個燈管都在發(fā)光，而金鹵燈光線集中在很小的區(qū)域。不錯，金鹵燈看起來更明亮，但如果你把熒光燈數(shù)量增加，也能得到相同效果。 

 

我要對高溫石英碘化燈（ HQI）多說幾句。HQI是高溫石英碘化燈泡，說得通俗些就是雙端金鹵燈泡。金鹵燈泡分兩種，一種是單端的大頭燈泡，一種是雙端燈泡。第一種燈泡有點像傳統(tǒng)臺燈的燈泡。這些燈泡有內(nèi)膽，用于發(fā)光，外層實際是保護套。大多數(shù)人認為保護層是為了防止燈泡內(nèi)層爆裂，其實還有一個重要的功能，吸收內(nèi)膽發(fā)出的看不見的短波紫外線。短波紫外線就是夏日里把你曬黑的罪魁禍首。不知你有沒有發(fā)現(xiàn)，當坐在窗前，陽光偷過玻璃射向你時，皮膚一般不會被陽光灼傷，或許只有些變黑。那是因為普通玻璃能阻隔幾乎所有的紫外線。熒光劑雖然能夠發(fā)出短波紫外線，但燈管外套不允許紫外線通過。人工曬黑皮膚的技術(shù)是使用石英質(zhì)地的熒光燈管，才允許紫外線通過。單端金鹵燈泡玻璃有阻隔紫外線的功能，而雙端金鹵燈泡則沒有。高溫石英玻璃金鹵燈是為高溫要求設(shè)計的，因為石英不能阻止紫外線穿過，因此，HQI會有短波紫外線射出。雙端(DE)金鹵燈，需要在燈架上安裝過濾紫外線的玻璃，否則很容易造成眼部損傷!!這種過濾光線的物質(zhì)必須是玻璃或特制的塑料。透明度非常高的亞克力不能阻隔短波紫外線。無保護的直視雙端金鹵燈可以導致很嚴重的眼部傷害，甚至失明。

 

有人錯誤的認為金鹵燈的燈絲是這種超白燈光的發(fā)射者。實際上，當燈泡達到亮度時，兩根燈絲并不直接接觸。燈絲之間只是維持一種電弧，使燈泡內(nèi)的填充的物質(zhì)氣化發(fā)出光芒。在這種意義上說，它很像熒光燈。燈泡的啟動過程也很像熒光燈。燈泡內(nèi)也有少量的汞，高電壓是啟動一切的鑰匙。一旦兩根燈絲之間放出電弧，燈泡內(nèi)的碘化鈉、溴化鈉、溴化鈧、碘化鏑、和碘化銦就被加熱變成氣體。當這些金屬化合物達到一定溫度時，就會輻射出可見光。金鹵燈剛剛開啟時，并不能達到最亮。需要一段時間在燈泡內(nèi)部進行升溫和化合物氣化。依據(jù)燈管內(nèi)設(shè)置不同，需要 10-20分鐘不等的時間。金鹵燈的另外一個特性是當你關(guān)閉燈泡后不能馬上再次打開。因為高熱的燈泡內(nèi)充滿了金屬鹵化物的蒸汽，此時強電流進入燈泡內(nèi)，會導致燈管爆裂或燒壞鎮(zhèn)流器。金鹵燈鎮(zhèn)流器內(nèi)安裝有限時電路，可以防止此類問題發(fā)生。我們稱之為“re-strike time”，一般為15-30分鐘。

 

無論是安裝還是發(fā)光方式，金鹵燈比任何熒光燈都更接近點光源。由于是點光源，反光板設(shè)計就非常簡單了?？梢允褂脝味藷襞荩瑧掖篃艏芎头垂獍?，幾乎和手電筒沒設(shè)么區(qū)別。如果你走這條路線，一定要選擇一根能夠垂直放置的燈泡，因為金鹵燈設(shè)計與熒光燈有區(qū)別，帶有使用方向。大多數(shù)是被設(shè)計成水平方向使用的，這種燈泡垂直使用會降低壽命。對于金鹵燈，我們要做的是分散開強烈的光，而如剛才的 120加侖缸例子中，我們使用250瓦的金鹵燈，需要做的是將光線分布在4平方英尺的面積上。還好，這樣并不難。如果你注意觀察，會發(fā)現(xiàn)按照每瓦產(chǎn)生的流明數(shù)計算，金鹵燈的設(shè)置實際要比之前T5和T12熒光燈設(shè)置提供的照明弱。 水族屆流行一個神話，金鹵燈比熒光燈亮得多。這是一個事實，但并不是我們想象的亮那么多。1瓦T-12 VHO能提供70-85流明的光，1瓦T-5 HO能提供85-95流明的光，而1瓦PC能提供100-110流明的光，1瓦金鹵燈只能提供85-105 流明的光。確實金鹵燈比T5和T12都要亮，但只是一點點而已，并沒有想象的那么夸張。

單端大頭的金鹵燈泡有保護罩，體型大，不利于設(shè)計精巧高效的反光板，而雙端纖細的燈泡有利于設(shè)計。
燈泡內(nèi)的弧形部分設(shè)計很重要。有兩種科技，一種是多晶氧化鋁玻璃，一種是高溫石英玻璃。前者的設(shè)計比較便宜，而且能忍受高溫，但也有個缺點：高溫的金屬鹵化物蒸氣具有腐蝕性，會腐蝕其中的鋁。結(jié)果是導致玻璃發(fā)白，降低透光性。這種情況在石英玻璃中也有發(fā)生，PCA管正在沖擊市場，應該在不久后占領(lǐng)市場，并使金鹵燈發(fā)出更耀眼的光芒。另外一個是飛濺效應，我們在熒光燈中討論過，金屬鹵化物的蒸汽有時會附著在玻璃上。熒光燈主要發(fā)生在燈管兩端，貼近燈絲處。金鹵燈則可能發(fā)生在整個燈泡內(nèi)，阻止光的輸出效果，甚至導致光譜輸出不正確。

金鹵燈的另一個問題是發(fā)光質(zhì)量不好控制。填充氣體內(nèi)水蒸氣或金屬鹵化物蒸氣會嚴重改變光譜輸出。水蒸氣在高溫環(huán)境下會分解成氫和氧，使燈泡內(nèi)的氣體更具腐蝕性，嚴重影響燈絲。好的燈泡內(nèi)選擇的金屬鹵化物都是防潮的，而且用真空技術(shù)制造。真空法能去除燈泡內(nèi)多余的氣體，使光譜輸出更穩(wěn)定。

另一個關(guān)于金鹵燈的誤解是它產(chǎn)生的熱量遠比熒光燈多。 這個說法不完全對，燈管內(nèi)的電弧區(qū)確實非常熱，大約 6000°K到10340°K。即使是附近的區(qū)域也比地獄火還要燙，大約1250°K到1790°F。這里真的很熱，而不要被所謂色溫k所代表的顏色所迷惑。當燈泡點亮時，即使觸摸燈泡的邊緣或燈罩都可能灼傷，所以一定要小心。 高溫石英燈泡即使在燈泡冷卻的情況下也不要去觸摸燈泡，因為手上的汗液會留在燈泡外壁，在高溫的作用下，汗液中含碳的成分有可能與燈泡融在一起。這不僅能阻礙光線的傳播，還有可能產(chǎn)生污點，導致燈泡損毀。 

 
當金鹵燈完全點亮達到最熱的時候，用熱量計測量相同瓦數(shù)的熒光燈，你會發(fā)現(xiàn)，金鹵燈釋放的熱量不比熒光燈高多少。事實上， VHO 或 PC所釋放的熱量很可能要比金鹵燈還高。主要問題是釋放熱量的方式。熒光燈管本身發(fā)熱，加熱周圍的空氣。少量的通風就能帶走熱量。金鹵燈還會發(fā)出輻射的熱量。這些熱量可以穿過空氣直接進入水中和玻璃上。這就是為什么水族箱周圍通風良好，在使用金鹵燈時還會過熱的原因。通常，如果房間內(nèi)打開空調(diào)，水族箱的體積小于150加侖，熱量一般不是問題。大型水族箱如果使用金鹵燈，熱量會散發(fā)比較慢，需要水冷機。

金鹵燈的優(yōu)點是能夠達到高色溫，這里我要講一下色溫。熒光燈的色溫一旦達到 8000k，亮度就開始下降。如果達到20000K

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  [page]，光線就極其微弱了。金鹵燈也會出現(xiàn)這種情況，但遠沒有這么嚴重。如果你必須選擇藍光，只能選擇金鹵燈。高色溫燈光，如藍光在水中的穿透能力強，但過藍的燈泡會略去一部分橙色和黃色，這是光合作用需要的光。

我曾收到一個消息，詢問為什么金鹵燈內(nèi)要加那么多怪異的鹵化物，為甚需要它們？這是個不錯的問題，現(xiàn)在就開始解答。

 
首先，水族金鹵燈不含碘化鈉，它被用于“鈉燈”，通常用作路燈燈泡。如果你站在路燈下，對著鏡子照自己，一定會問，我怎么變黃了？碘化鈉非常亮，但輸出光線發(fā)黃。對于路燈的要求很符合，但用于電影放映燈和廣告牌等就顯得太差勁了。

 
化學家們向鹵化鈉蒸氣中添加稀有的鹵化物，他們稱之為添加劑，如碘化鉈，能使燈光發(fā)綠，碘化銦等產(chǎn)生藍光，今天大受歡迎的高色溫金鹵燈中會加入大量的碘化銦。

 

你的眼睛有沒有被光刺傷過？
如果雙端金鹵燈泡沒有保護，你的眼睛很可能被燈光刺傷?？床灰姷淖贤饩€會刺傷你的眼睛，所以一定要用能吸收紫外線的保護片遮擋住雙端金鹵燈。

把一盞金鹵燈與一盞熒光燈放在一起，很容易看到區(qū)別。通常 PC是熒光燈中最亮的一種，但它的光芒遠不及金鹵燈。所有的光線都會從燈泡中的一點發(fā)出，難怪初學者都選用金鹵燈。那么金鹵燈是最好的燈光嗎？對于大多數(shù)魚友來說是這樣的。即使用色溫5000的金鹵燈，它的光斑也會比熒光燈的光斑亮3-4倍。色溫6000的金鹵燈光斑會輕松達到6倍的明亮效果。但一個經(jīng)常被忽略的事實是這個數(shù)據(jù)只在一定范圍內(nèi)有效。光斑的明亮區(qū)域只從中心向外輻射3英寸。3英寸以外的地方光線并不比熒光燈強多少，7英寸外的地方光線甚至不如熒光燈。

解決方案當然是優(yōu)秀的反光板（燈罩）。反光板將非常集中的光線分散到 1平方英尺的面積內(nèi)。只有這樣才能用兩個金鹵燈泡照亮4英尺長的水族箱。

使用金鹵燈時，需要距離水面達到一定高度。通常最少也要8英寸，提供空氣流通的空間使之冷卻。很多情況下，普通的空氣流通足以保持熒光燈管冷卻。金鹵燈需要專門的冷卻系統(tǒng)才能達到。金鹵燈的熱輻射才是最可怕的。你無法對熱輻射進行任何干預。加強水面與金鹵燈之間的通風確實能降低些溫度。因此，大家常在這個地方使用風扇。蒸發(fā)也是很好的降溫方法。通風良好的水族箱蒸發(fā)都比較快，因此能保持低溫。在nano配置中使用金鹵燈，蒸發(fā)就是個大問題了。小型水族箱每天可能會蒸發(fā)0.5加侖或更多水分。
大型而且較深的水族箱也是一個挑戰(zhàn)。水表面積相對水體積系數(shù)比淺水族箱小。因此，超過 150加侖或深度超過2英尺的水族箱最好使用水冷機。

以我的經(jīng)驗，雙端金鹵燈比單端金鹵燈更容易破碎。雖然單端金鹵燈需要額外購買燈罩，但費用比成品燈架要便宜得多，而且節(jié)約空間。

目前，金鹵燈的色溫是熒光燈不能比擬的。一般情況下，人們會說不需要光化燈管，如果你有 15000k或更高色溫的燈泡。這既是好事也是壞事。確實，你不需要所謂的光化，但你所使用的高色溫燈泡提供的光線是不均衡的。對于需要光合作用的生物來說，足夠的黃色和綠色光線同樣非常重要。
金鹵燈同樣沒有走到死路，不過對于高色溫的追求應該到了極限了，因為 50000K的色溫已經(jīng)接近紫外線了。我提到過PCA，多晶鋁燈管，優(yōu)勢是能承受金鹵燈達到更高的溫度。對于金鹵燈，更高的溫度意味著更亮的效果。目前，石英金鹵燈（HQI）已經(jīng)受到溫度的限制了。石英燈管已經(jīng)達到了將要融化的臨界點。多晶鋁燈泡現(xiàn)在也有，但多用于路燈。主要原因是PCA的透明度不高。對于路燈大家可以接受，對于水族箱還不行。PCA中也有藍寶石品種，但價格實在太高了。這是目前在高溫下透明度最好的材料。一旦投入批量生產(chǎn)，會讓金鹵燈的光芒更加絢麗。要知一旦它們真的被投入市場，金屬鹵化物對燈泡的腐蝕作用要1-2年才能有明顯的數(shù)據(jù)，雖然它們會比HQI亮10-15%。

 

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