Советник



6935 2720
Москва
4 час.

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
Завсегдатай


1630 392
Russian Federation Ufa
1
1 дн.

Константин Кучеренко

Так от родного надо номер версии вспомнить из которой не убрали такую возможность. Да и функционал у него и раньше был не богатым, а сейчас как я понимаю стало еще хуже. Чем мог тем помог....
2016-07-0505/07/2016 18:06:25
#2248694
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.

Константин Кучеренко
Константин,С зелёным листом очень наглядно. А если с цветными листьями?
2016-07-0505/07/2016 20:57:36
#2248735
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Hedin
А если с цветными листьями?

Нет у меня сейчас растений с совсем цветными листьями. Хотя барклая из списка на глаз выглядит не совсем зеленой, а скорее коричневой.

Изменено 5.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 21:05:21
#2248739
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.

Константин Кучеренко
Выходит,что коричневые листья барклаи поглощают почти всю энергию.
2016-07-0505/07/2016 21:22:41
#2248750
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Hedin

Да, хорошо поглощают. На удивление. Вообще, все это еще показывает адаптивность человеческого глаза. Достаточно хоть немного что-то в какой-то спектральной зоне отражать, и мы уже видим цвет.
2016-07-0505/07/2016 21:30:50
#2248753
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.
Интересно получается: растениям нужен весь спектр.
Инфракрасный нужен при похолодании. Уф не помню,но тоже используется в стрессовых ситуациях.
2016-07-0505/07/2016 21:39:57
#2248759
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.
Интересно получается: растениям нужен весь спектр.
Инфракрасный нужен при похолодании. Уф не помню,но тоже используется в стрессовых ситуациях.
2016-07-0505/07/2016 21:40:00
#2248760
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.
Константин,а возможно замерять спектр отражения воды? Всё же мы её используем, как среду распространения света.
2016-07-0505/07/2016 21:42:16
#2248762
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Hedin
Константин,а возможно замерять спектр отражения воды? Всё же мы её используем, как среду распространения света.

Нет, этим прибором нельзя. Он расчитан на диффузное отражение.
2016-07-0505/07/2016 21:47:02
#2248765
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Hedin
Инфракрасный нужен при похолодании. Уф не помню,но тоже используется в стрессовых ситуациях.

Не знаю, нужен или нет, но что-то не очень они торопятся их поглощать.
2016-07-0505/07/2016 21:48:07
#2248766
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.
Ну,это же не совсем фотосинтез.В принципе любое тело поглощает инфрасвет. Тем самым нагреваясь. Может в этом дело?
2016-07-0505/07/2016 21:52:39
#2248767
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Hedin

Спектрофотометр ничего не знает про фотосинтез и что вообще делается с поглощенным излучением. Но он показывает, что ближний ИК не поглощается, а отражается, т.е. не нужен листу.
2016-07-0505/07/2016 22:07:41
#2248772
Свой на Aqa.ru


6616 1553
Подольск
20 час.
Тут надо конкретно смотреть литературу. А так,мы как всегда договоримся.. до ручки
По идее,при замерах лист и так облучён инфрасветом,а мы ещё добавляем. Тут надо пробовать на холоде.
2016-07-0505/07/2016 22:15:06
#2248774
Советник



6935 2720
Москва
4 час.


А так,мы как всегда договоримся.. до ручки

Прибор сам светит и сам измеряет что пришло назад. Все в закрытой зоне происходит. И измеряет он только самый ближний ИК, практически видимый свет: 700-730нм.
2016-07-0505/07/2016 22:18:49
#2248776
Завсегдатай


1349 629
Russian Federation Ufa
2 дн.

Константин Кучеренко

Не весь отражённый свет отражается. И не весь поглощается. Какая-то часть света проходит сквозь лист. На просвет он тоже зелёный. С другой стороны листа спектр померить не хотите? На просвет.
2016-07-0505/07/2016 23:46:38
#2248789
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Дамир184

Вообще, согласен. ИК мог проходить насквозь и отражаться от бумаги. Хотя фото, сделанное в ИК, говорит именно об активном отражении.
К сожалению, на просвет такой прибор измерять не может. У него лампочка не отделяется, а находится внутри измерительной головы. Можно измерить спектр на черном фоне, и на белом фоне, затем произвести некое математичеокое вычисление.

Изменено 5.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-0505/07/2016 23:53:24
#2248790
Завсегдатай


1630 392
Russian Federation Ufa
1
1 дн.

Константин Кучеренко

Может)
В режиме измерения спектра, в качестве лампочки любую накаливания или солнцe

Изменено 5.7.16 автор artvhm
2016-07-0606/07/2016 00:00:13
#2248793
Нравится Дамир184
Завсегдатай


1349 629
Russian Federation Ufa
2 дн.

Константин Кучеренко
У него лампочка не отделяется

Я, правда для другого, брал посторонний источник света с помощью KeyWizard V2.5 вытаскивал показания в Excel. Потом мерил через фильтр, туда же второй строкой, и там же считал разницу.
2016-07-0606/07/2016 00:02:33
#2248794
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Дамир184

Так придется же спектр лампочки тогда учитывать. Тут же специальная лампа, прибор все про нее знает и калибруется с ней по мишени.
2016-07-0606/07/2016 00:07:36
#2248795
Завсегдатай


1349 629
Russian Federation Ufa
2 дн.

Константин Кучеренко

Так придется же спектр лампочки тогда учитывать

Да. Потому KeyWizard и нужен.Калибруете прибор. В Excel снимаете спектр лампы. Второй строкой снимаете спектр этой лампы на просвет листа. Затем всю вторую строку всю умножаете на К (получаете третью строчку) чтоб на участке 550 цифра совпала с первой строкой (можно выбрать другую длину волны) и разность между первой и третьей строкой даст изменение спектра. Там же в Excel удобно и график построить. Абсолютных цифр так не получить, но картинка будет наглядной.
2016-07-0606/07/2016 00:34:46
#2248798
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

Дамир184

Что-то у меня другая математика выходит.
Пусть измеренный разложенный по спектру сигнал лампочки U(x), где x - длина волны
Измеренный спектр после листа V(х)
Коэффициент пропускания k(x)
По идее формула должна быть такой:
V(x)=U(x)*k(x)*A, где - А некая константа, не зависящая от спектра и показывающая, что мы могли как-то не совсем одинаково произвести измерения (разные расстояния, немного другой угол и т.д)
Получается что коэффициент пропускания k(x)=V(x)/(U(x)*A)
Т.е. надо не вычитать, а делить. Можете прояснить, почему вы вычитаете?
"A" мы не знаем, поэтому коэфициент пропускания будем знать с точностью до множителя. Хотя можно приблизить его к единице, если все неподвижно закрепить: лампочку, спектрофотометр. Лист - не обязательно.
2016-07-0606/07/2016 01:03:47
#2248805
Нравится Дамир184
Завсегдатай


1630 392
Russian Federation Ufa
1
1 дн.

Константин Кучеренко

Конечно делить. Если вычитать, то для источника света с меньшей яркостью чем эталонная при измерении. Светофильтр может не только не пропускать свет, но и начать его поглощать из пространства))). Но сама функция к(х), особенно для светофильтра из сухого листа, еще будет завесить от интенсивности. т.е. "светофильтр" не линеен для диапазона интенсивности. Поэтому если задача точно сравнить что отражается, а что пропускает лист. Надо бы стараться освещать их одинаковым количеством lх
2016-07-0606/07/2016 09:57:50
#2248832
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

artvhm
Но сама функция к(х), особенно для светофильтра из сухого листа, еще будет завесить от интенсивности.

Вот что-то мне поодсказывает, что такой зависимости нет, по крайней мере в разумном диапазоне интенсивностей излучения.
2016-07-0606/07/2016 10:13:05
#2248838
Завсегдатай


1630 392
Russian Federation Ufa
1
1 дн.

Константин Кучеренко

В разумном наверное и нет или не значительна. Но разумность надо еще найти). Сухой лист, мы же про него? субстанция не однородная и вполне могущая содержать и мелкую перфорацию которая для света будет уже не светофильтром а диафрагмой. А тут вступает не бесконечная чувствительность прибора не совершенство оптической схемы и еще много не.
В любом случае у Вас есть возможность сравнить, найти k[x] для света от маленькой лампы накаливания и от солнца. Если вдруг возьметесь расскажите о результатах, очень интересно
2016-07-0606/07/2016 10:35:09
#2248846
Советник



6935 2720
Москва
4 час.

artvhm

Тогда все-таки надо аккуратней формулировать: зависимоть k(x) не от интенсивности источника света, а от его местоположения и геометрии. С этим, конечно, согласен.
2016-07-0606/07/2016 10:46:45
#2248850



Top