Спектры отражения листьев растений.


Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 00:25:39#2248433

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
26 мин. назад
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....
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 18:06:25#2248694

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
Константин Кучеренко
Константин,С зелёным листом очень наглядно. А если с цветными листьями?
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 20:57:36#2248735

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:05:21#2248739

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
Константин Кучеренко
Выходит,что коричневые листья барклаи поглощают почти всю энергию.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:22:41#2248750

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:30:50#2248753

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
Интересно получается: растениям нужен весь спектр.
Инфракрасный нужен при похолодании. Уф не помню,но тоже используется в стрессовых ситуациях.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:39:57#2248759

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
Интересно получается: растениям нужен весь спектр.
Инфракрасный нужен при похолодании. Уф не помню,но тоже используется в стрессовых ситуациях.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:40:00#2248760

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
Константин,а возможно замерять спектр отражения воды? Всё же мы её используем, как среду распространения света.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:42:16#2248762

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:47:02#2248765

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:48:07#2248766

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
Ну,это же не совсем фотосинтез.В принципе любое тело поглощает инфрасвет. Тем самым нагреваясь. Может в этом дело?
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 21:52:39#2248767

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 22:07:41#2248772

Свой на Aqa.ru

День рождения!





5908 1142
Подольск
2
24 час. назад
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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 22:15:06#2248774

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад

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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 22:18:49#2248776

Свой на Aqa.ru




1108 398
Russian Federation
1 час. назад
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.
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 23:46:38#2248789

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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
2016-07-05 добавлено 05/07/2016 23:53:24#2248790

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
26 мин. назад
Константин Кучеренко

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

Изменено 5.7.16 автор artvhm
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 00:00:13#2248793
Нравится Дамир184

Свой на Aqa.ru




1108 398
Russian Federation
1 час. назад
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.
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 00:02:33#2248794

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
Дамир184

Так придется же спектр лампочки тогда учитывать. Тут же специальная лампа, прибор все про нее знает и калибруется с ней по мишени.
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 00:07:36#2248795

Свой на Aqa.ru




1108 398
Russian Federation
1 час. назад
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.
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 00:34:46#2248798

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 01:03:47#2248805
Нравится Дамир184

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
26 мин. назад
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
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 09:57:50#2248832

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 10:13:05#2248838

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
26 мин. назад
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
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 10:35:09#2248846

Советник





5088 1163
Москва
37 мин. назад
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.
2016-07-06 добавлено 06/07/2016 10:46:45#2248850

<< 123 >> Создать новую темуБыстрый ответ