Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

Спектры отражения листьев растений.

Недавно наконец сделал то, что давно сделать собирался. Взял спектрофотометр и измерил спектры отражения листьев нескольких видов аквариумных и комнатных растений.
Собственно, вот результат:


Немного проясню.
Используемый спектрофотометр - Xrite i-One. Работает по следующему принципу: светит на поверхность специальной галогенкой, отраженный свет фокусирует на дифракционную решетку, отклоняюшую свет на разные углы в зависимости от длины световой волны. Разложеный по спектру свет попадает на ПЗС-линейку, где собственно и происходит считывание амплитуды света. Прибор дает значения в дипазоне длин волн от 380нм до 730нм с шагом 10нм. Т.е. захватывает диапазон от ближнего ИК до ближнего УФ. Для каждой зоны спектра измеряется коэффициент отражения от поверхности. Единица в некой зоне означает, что в данном участке спектра отражение от поверхности 100%. Собственно, в основном неожиданностей не было: понятно, что пик отражения зеленого листа находится в зеленой области. Но видны следующие интересные моменты:
1)Максимум отражения одинаков для всех растений и находится в зоне 550нм. Меняется его высота, скорость спадания, но сам пик в том же месте.
2)В целом коэффициент отражения зеленого листа довольно низок: даже в самой яркой зеленой области большая часть света поглощается.
3)Отражение резко возрастает на краях диапазона: в ультрафиолетовой и инфракрасной зонах. Понятно, зачем так сделано: ультрафиолет разрушает ткани растения, а инфракрасное излучение приводит к перегреву. И то и другое для фотосинтеза непригодно. Эффект высокого отражения в ИК хорошо иллюстрируется в инфракрасной фотографии, например такой: http://lepser.ru/wp-...
Интересно, что лист добивается такого отражения путем каких-то специальных ухищрений. Спектр зеленых областей на полиграфическом отпечатке или просто зеленой краски не имеет этих подъемов по краям.


Изменено 4.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 00:25:39
#2248433
Советник



2284 504
Москва
6 дн.

Константин Кучеренко

То есть получается что идея о том что растениям для нормального развития требуется инфракрасная часть спектра не подтверждается?
2016-07-0505/07/2016 00:42:02
#2248439
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

B_wolf
То есть получается что идея о том что растениям для нормального развития требуется инфракрасная часть спектра не подтверждается?

По крайней мере, поглотить эту часть спектра они совсем не жаждут. Но что-то все равно поглощается. Возможно, заставляет предпринимать какие-то действия против. И это как-то отражается на внешнем виде листа. На самом деле, я не знаю, как устроен механизм столь высокого процента отражения ИК.

Изменено 4.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 00:46:21
#2248440
Советник



2284 504
Москва
6 дн.

Константин Кучеренко
Возможно, заставляет предпринимать какие-то действия против. И это как-то отражается на внешнем виде листа.

Тоже вариант.
2016-07-0505/07/2016 00:49:59
#2248442
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.
В очередной раз почитал про хлорофиллы A и B. Вообще говоря, у них спектры поглощения немного отличается. То, что у всех растений в данном тесте пик в одном и том же месте, означает что и соотношение этих видов хлорофилла у растений (по крайней мере из этой не очень репрезентативной выборки) примерно одинаковое.
Посмотрел еще спектры пожелтевших листьев. Понятно, что зеленый пик пропадает. Но дополнительно исчезает способность отражать ультрафиолет. Не нужно это уже мертвому листу.
2016-07-0505/07/2016 12:25:38
#2248564
Нравится Button
Постоянный посетитель


809 179
Belarus Mogilev
3 мин.

Константин Кучеренко
Удивительно маленькие коэффициенты отражения получаются - как у черной поверхности, в среднем меньше 0,1.
Спектрофотометр измеряет полное диффузное альбедо?
Может при измерениях не учитывалась прозрачность листьев, а подложка черная?

Изменено 5.7.16 автор oltrew
2016-07-0505/07/2016 13:38:02
#2248595
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

oltrew
Удивительно маленькие коэффициенты отражения получаются - как у черной поверхности, в среднем меньше 0,1. Может при измерениях не учитывалась прозрачность листьев, а подложка черная? Или спектрофотометр не измеряет полное диффузное альбедо?

Я сам удивился.. Но так и есть. Подложкой была белая бумага. Сама бумага отражает примерно 0.8 - 0.85 на разных участках спектра. Да. Листья такие темные реально. Спектрофотометр без поляризатора, поэтому глянцевость может давать некоторые искажения. Но я старался листья сушить салфеткой, да и сами растения выбрал достаточно матовые. А то, что в нужных участках спектра такое хорошее поглощение.. Ну что сказать: хотят кушать и поэтому умеют.
Спектрофотометр в моем распоряжении всегда, поэтому если возникнут идеи, как провести измерения максимально корректно, то велкам.
Кстати, в курсе, сколько в среденем отражает кожа незагорелого белого человека? 18% всего.

Изменено 5.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 13:52:23
#2248599
Нравится Laureen
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко

Константин ваши измерения сходятся с классическими представлениями от отражающей способности зеленых листьев. Вообще зеленый лист одно из самых поглощающих поверхностей в живой природе.
Если не сложно снимите отражения с высушеного листа(например лаврового). Есть мысль что столь сильное отражении ик излучения заслуга воды
2016-07-0505/07/2016 14:02:59
#2248605
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

artvhm

Посмотрел лавровый лист. Пытался найти в пакетике самый зеленый, но все равно есть ощутимая желтизна: зеленый пик сильно размазывается в область 580-600нм. А вот подъем в длинноволновой зоне присутствует. Начиная с 670-680нм. Не такой острый и высокий, как у живых, но все равно есть.

Изменено 5.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 14:16:04
#2248614
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко

Спасибо очень познавательно. А случайно серых фото карт нету?
2016-07-0505/07/2016 14:26:16
#2248619
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.


А случайно серых фото карт нету

что вы под этим понимаете?
2016-07-0505/07/2016 14:29:16
#2248621
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко
что вы под этим понимаете?

Пластина серого цвета используется для настройки баланса белого. также есть на всех фотомишенях.

у вас насадка для измерения спектра света есть? Т.е. не отраженный свет а излученный . Тогда можно посмотреть еще на солнечный свет через светофильтр из сухого листа
2016-07-0505/07/2016 14:41:10
#2248630
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

artvhm

Формально такой спектрофотометр не предназначен для измерения спектра излучения: слишком большой диапазон яркостей может быть. Хотя для калибровки мониторов софт есть. Приспособить этот прибор для измерения спектра лампочек теоретически можно, но придется искать какой-то альтернативный софт, ну и подбирать правильный уровень освещенности. Пока что я пробовал, оказывалось не очень удобно: очень легко было получить или пересвет или недосвет. Опять же у реальных источников света яркость на разных участках спектра может различаться столь сильно, что в каких-то спектральных зонах можно легко в ту или иную сторону выйти за динамический диапазон данного прибора. X-rite ограничивает сферу примения данного прибора измерением мониторов и отпечатков и совсем не способствует применению его в экзотических исследовательских целях. Но сам прибор очень прост, и выполняет указания софта. Если правильный альтернативный софт найти, то разные вещи можно делать.

Серой карты в смысле равномерно отражающей любые части спектра поверхности со строго нормированным коэффициентом отражения у меня нет. К прибору только прилагается стандартная калибровочная мишень, сделанная из тщательно промеренной и стойкой ко времени керамики. Ее параметры видимо прошиты в данный прибр, и при клибровке он подгоняет коэффициенты в спектральных зонах.

Изменено 5.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 15:00:37
#2248637
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко

Получается такой насадки нет?
2016-07-0505/07/2016 15:05:00
#2248639
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

artvhm
Хм.. Посмотрю в чемодане. Сейчас он не со мной. Но что-то не помню такой. Но в любом случае еще софт нужен.
Вообще, что-то не похоже, что это насадка для измерения спектров излучения...Напоминает классический поляризационный или УФ фильтр.


Изменено 5.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 15:06:27
#2248640
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко

Она одевается на измерительный глаз и можно мерить спектр источников света. У меня получалось от обычного офисного света(200 lx) до не прямого солнечного( 100 000 Lx), больше да слепнет. Насчет софта могу поискать на рабочем ноуте чем пользовался
2016-07-0505/07/2016 15:12:41
#2248643
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

artvhm
Насчет софта могу поискать на рабочем ноуте чем пользовался

Посморите, да. Я в эту сторону вообще пока не копал.
2016-07-0505/07/2016 15:14:37
#2248644
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко
Вообще, что-то не похоже, что это насадка для измерения спектров излучения...Напоминает классический поляризационный или УФ фильтр.

Именно для спектров. Это очень плотный серый светофильтр, на глаз кажется что он вообще свет пропускать не должен)) Именно чтобы матрица не слепла. Вот фотография удачнее . насадка черный круг с белой точкой в центре, все остальное футляр.
2016-07-0505/07/2016 15:20:58
#2248646
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

artvhm
Это очень плотный серый светофильтр, на глаз кажется что он вообще свет пропускать не должен)) Именно чтобы матрица не слепла. Вот фотография удачнее . насадка черный круг с белой точкой в центре, все остальное футляр.

Вы точно уверены, что это для i1? Я пообщался с человеком из Xrite. Нет у них стандартного решения для измерения спектров падающего света с помощью i1. Теоретически можно, но только нестандартным софтом.
2016-07-0505/07/2016 17:14:20
#2248672
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.
2016-07-0505/07/2016 17:27:58
#2248680
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

artvhm

Это если я не ошибаюсь скрин из родного софта образца 2011 года.
2016-07-0505/07/2016 17:32:42
#2248682
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.
Чемодан есть, может и коробка есть такая. Может, вы и название софта найдете? А то в иксрайте не признаются.
2016-07-0505/07/2016 17:37:07
#2248683
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.

Константин Кучеренко
на память точно не вспомню.Попробую завтра на работе посмотреть.
2016-07-0505/07/2016 17:39:54
#2248684
Завсегдатай


1632 392
Russian Federation Ufa
1
16 сек.
Память оказалось лучше, одну вспомнил) http://www.homecinem...

Изменено 5.7.16 автор artvhm
2016-07-0505/07/2016 17:53:38
#2248688
Советник



7162 2908
Москва
25 мин.

artvhm

Ха. Ну как и думал, софт сторонний..
2016-07-0505/07/2016 18:02:25
#2248692



Top