Hvordan måle lysstyrke?

Hva er vekstlys? Hva er lysenergi? Hvordan måle lysstyrke?

Denne artikkelen er for planteinteresserte (nye og gamle) som er spesielt interessert i vekstlys (plantelys) og krever noe forkunnskaper les gjerne på forhånd "hva er lysenergi?"

Lux og lumen.

Lysstyrke lar seg enkelt måle i lux og lumen og mange mener at dette er en god måte å måle lysstyrke på. Det er helt utvilsomt riktig at det er en god måte å måle lysstyrke dersom man skal måle lys som skal brukes for mennesker til å se, men som mang en vittig-per på unevnelige forum har nevnt, så er det ikke mennesker vi skal dyrke. Lux og lumen måler nemlig styrken på de bølgelengdene som er synlige for det menneskelig øyet. Og her dukker det opp et problem fordi det lyset som mennesket er mest sensitivt for er grønt, et lys som en plante ikke kan nyttiggjøre seg av. Dette problemet kan imidlertid lett løses ved å angi både lysstyrken i lumen og kvaliteten på lyset i kelvin. Et alternativ til kelvin og mer presist (men nødvendigvis ikke bedre) er å oppgi lys kvalitet i nanometer. Dette medfører imidlertid svært dyrt utstyr for å gjøre det riktig, og det er tydelig at det jukses mye i spesifikasjonene her.


Lux/lumen

To veldig vanlige ord og enheter som brukes til å måle lysstyrke.

Lumen er en målenhet for lysenergi, målt på selve lyskilden. Den sier altså ingen ting om hvor mye lys som faller på selve planten. Lux forteller hvor mye energi som faller på selve planten. Ønsker du å beregne hvor mye lysenergi som treffer selve planten trenger du å vite hvor spiss vinkel lampen sender lyset ut i. Dette er likevel ikke kjempe viktig å beregne siden det alltid vil være slik at 1 lumen vil gi en lysstyrke på 1 lux på en kvadratmeter, på to kvadratmeter vil den ha en lysstyrke på ½ lux og på 4 kvadratmeter ¼ lux osv.

De som ønsker å være veldig tekniske vil her begynne å snakke om inverse square law, som sier at intensiteten til en lysstråle fra et punkt som når en overflate er proporsjonal til kvadratet av avstanden til distansen fra kilden.

I praksis betyr dette at for å utnytte lyset godt må du sørge for at du har planter på hele området som lyskilden sender lys til. Vær imidlertid oppmerksom på at alle planter og noen mer en andre trenger et vist minimum av lys for å i det hele tatt vokse, og de fleste planter vil bli lange og hengslete uten blomster og frukt ved lave lys verdier. I praksis kan vi nesten si at jo mer lys du klare å tilføre en plante uten å svi den jo mer vil den vokse på kortere tid. Lumen og lux er med andre ord ikke bare svært gode måter å angi lysstyrken på men også svært anvendelig til å beregne hvor mye lysenergi som faktisk treffer planten. Den store svakheten til lumen og lux er som nevnt tidligere at den måler lysstyrke i forholdt til hva menneske øyet kan oppfatte og dessverre er det slik at det lyset som mennesket er mest sensitive for er det grønne lyset, nettopp det lyset som plantene ikke kan nyttiggjøre seg av i det hele tatt. Hvilket vi si at hvis du har en lyskilde som sender ut helt grønt lys, vil du kunne få en veldig høy lumen/lux verdi fra den, men plantene dine vil ikke kunne bruke seg av det til fotosyntese. Vi må derfor vite noe om kvaliteten på lyset vi bruker for at lumen/lux skal gi noe som helst mening. En svært vannlige måte å si noe om kvaliteten på lyset på er å si noe om farge temperaturen målt i kelvin en annen er å beskrive den i nanometer.

Nanometer og Kelvin

Nanometer:

En lysstråles bølgelengde kan vi beskrive i nanometer som vi forkorter til nm. Nano betyr dverg på gresk, og det brukes som prefiks i metersystemet akkurat som kilometer, centimeter og, millimeter. Vi alle vet at en centimeter er en hundredel av en meter. En nanometer er en milliardedel av en meter.

Det spekteret av (bølger fra solen) som det menneskelige øyet kan oppfatte ligger mellom 380 nm og 740 nm. Til sammen vil dette som nevnt i delen ”hva er lys?” bli oppfattet som hvit lys av det menneskelige øyet. Spekteret for de strålene som planten kan bruke ligger mellom 400 og 700 nm. Dette spekteret kalles PAR (Photosynthetically Active Radiation). Altså alle stråler enten de kommer fra solen eller fra en kunstig lampe som ikke ligger innen for PAR kan ikke brukes til selve fotosyntesen og sett i denne sammenheng er den helt bortkastete energi. Altså nesten det samme som hos mennesket øyet.

MEN riktig nok ligger det lyset som plantene kan bruke innenfor 400 til 700 nm, men det er slett ikke alt dette lyset som er like bra for plantene å bruke, nært sagt alt det grønne lyset altså det med bølgelengde mellom 500 565 nm kan den ikke benytte seg av, og er dermed spilt engergi.


Lystemperatur målt i Kelvin

En annen måte å beskrive fargen i lyset på er i det som kalles for lystemperatur målt i kelvin grader, den indikerer sammensetningen av fargespekteret i lyset. I motsetning til nanometer som referer til en spesifikk presis farge på lyset. Er kelvin en måleenhet som viser toppunktet i en full spektrum lysskilde. For eksempel vil et fullspektrum lys med fargetemperatur 6500K gi lys over hele spekteret av synlig lys (rogbiff). Et fullspektrum lys inneholder lys i et nærmest uendelig antall av forskjellige bølgelengder .

Det er likevel en sammenheng mellom fargetemperatur og toppunktet på en bølgelende målt i nanometer, og det er fult mulig å beregne ved hjelp av Wiens lov som sier at Bølgelende (nanometer = 3.000.000 / fargetemperatur (kelvin) Vi får da at 4500 K = 3.000.000 / 4500 = 666 nm. (rød). Omvendt vei kan vi finne ut at 400 nm (dyp blå) = 3.000.000/ 400 = 7500 K. Dagslys på en klar dag er 6500 Kelvin, en ulempen med kelvin målenheten er at den ikke tar hensyn til balansen mellom de forskjellige fargene. Her kommer Ra indeksen til hjelp, RA 100 = 100% sollys. Alle lysrør med Ra indeks på over 90 % gir en riktig fargetemperatur som vi kan sammenligne med dagslys.

Litt om hvilket lys planter trives i:

Blåttlys gir tettavstand mellom bladfestene og planten blir lav og kompakt. Rødtlys gir lang avstand mellom bladene og planten blir høy og "glissen". Dermed gir en kombinasjon av blått og rødt lys en god og riktig plante vekst. Husk bare å ha det rødelyset bak og det blå foran for optimal utnyttelse av fargetemperaturen på lyset. Spesielt er det røde og blå lyset essensielt for plantens vekst. Rødt lys har bølgelengde mellom 650nm og 670nm, mens det blå lyset har bølgelengde mellom 430nm og 450 nm. Nyere forskning har vist at den optimale balansen mellom rødt og blåttlys er 92% rødt lys og 8% blått lys.