标量辐照度

尽管一些多细胞生物水生植物有它们的光合组织是这样安排的,以最大限度地拦截来自上方的光线,对于浮游植物随机定向的细胞来说,所有来自任何方向的光线都是同样有用的。标量辐照度E0,正如我们前面看到的(§1.3),被定义为关于该点在所有方向上的辐照度分布的积分:它等价于介质中给定点上所有方向的每m2总辐射通量。因此,在光合作用中,标量辐照度的信息比辐照度的数据更可取。

标量辐照度的测量技术与辐照度的测量技术本质上是相同的,除了收集器的不同。因为它必须对来自各个方向的光做出相同的反应,所以它必须是球形的。图5.4说明了用于标量辐照度及其的收集器所涉及的原理下降和上升组件。像一个普通的辐照度计的收集器,球形收集器是由

图5.4测定(a)标量辐照度、(b)向下标量辐照度和(c)向上标量辐照度所涉及的光的收集原则。在向下和向上的标量辐照度的情况下,收集器必须有一个相对于收集器足够宽的屏蔽,以确保很少向上和向下的光分别到达收集器。

图5.4测定(a)标量辐照度、(b)向下标量辐照度和(c)向上标量辐照度所涉及的光的收集原则。在向下和向上的标量辐照度的情况下,收集器必须有一个相对于收集器足够宽的屏蔽,以确保很少向上和向下的光分别到达收集器。

扩散的塑料或蛋白石玻璃,使其以同样的效率收集所有入射光子,无论它们以何种角度接触它的表面穿透球形收集器的光可以通过位于球体底部的另一个平面收集器传输到光电探测器,或者,对于固体扩散球体,可以通过光纤束或石英导光棒从球体的中心传输标量辐照度计可以使用滤光片将测量光限制在一个狭窄的波段570或可以设计为量子计,覆盖整个(400-700 nm)光合作用范围。图5.5显示了两个商用量子(PAR)标量传感器。

Karelin和Pelevin(1970)开发了一种带有三个收集器的仪表:向上和向下的辐照度收集器和用于标量辐照度的球形收集器。通过远程控制,五种颜色滤光片中的任何一种都可以放在光电探测器的前面。通过对E在给定深度KE上下的测量,得到了净向下辐照度的垂直衰减系数。然后,利用所讨论深度的E和E0值,从a = KEE/Eo(§1.7)计算吸收系数。用该仪器获得的数据被用来确定介质的吸收系数,以及表征水下光场。

继续阅读:辐照度的光谱分布

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