3.5 Өсімдік шаруашылығында пайдаланатын оптикалық сәулеленудің негізгі шамалары және олардың өлшем бірліктері

Біздің елде және шет елдерде сәулелену спектрінің әр түрлі телімдерінің өсімдіктердің өсіп-өну процестерінде маңызы туралы түрлі-түрлі пікірлер бар және бұл мәселе жөнінде көпшілік мақұлдаған көзқарас жоқ.

Қазіргі ауқытта өсімдіктерге сәйкес эталондық тәуелділік ретінде өсімдік ”орташа” жапырағының спектрлік сезгіштігінің қисығы қабылданылап отыр. Бұл қисық есептеу нәтижесінде алынды.

Өсімдік шаруашылығында сәулеленудің тиімді ағыны фит ағын деп аталады. Ол мына өрнек бойынша анықталады:

(3.25)

мұндағы - оптикалық сәулеленудің максимал спектрлік фотосинтездік тиімділігі, 0,95.

Бұл ағын күрделі сәулеленудің құрамында өсімдіктерге фотосинтез өтуге пайдалануға болатын энергия мөлшерін сипаттайды. Фит ағынның өлшем бірлігі ретінде фит қабылданылды. Ол сан жағынан толқын ұзындығы λ=680 нм қуаты 1 Вт монохромат ағынға тең болады.

Өсімдіктерді сәулелендіруге арналған қондырғыларды есептеуде фит ағынынан туынды мына шамалар пайдаланылады:

1) фит ағынның кеңістіктік тығыздығы (фит ۰ср^-1) денелік бұрыштың ішінде барлық жаққа бірдей таралған фит ағынының осы денелік бұрыш мәніне қатынасымен анықталады:

(3.26)

2) фит ағынның сәулелендірілетiн беттiң ауданына қатынасы фит сәулелендіріліну (фит۰м^-2) деп аталады:

, (3.27)

3) фит сәулелендірудің мөлшері (фит۰м^-2۰с) - сәулелендіру уақыты ішінде сәулелендірілетін бетке дейін жеткен сәулеленудің фотосинтездік активті энергиясының мәні:

(3.28)

Өсімдіктерді жасанды сәулелендіруге арналған қондырғыларды есептеуде және жобалауда сәулелену көздерінің мына негізгі қасиеттері еске алынады:

а) сәулеленуінің спектрлік құрамы (сәулеленудің спектрлік тығыздығы) жарық көзін алға қойыоған мақсатқа пайдалануға болатындығы туралы пікір айтуға мүмкіншілік береді;

б) сәулелену ағынының фит бергіштігi (фит۰Вт^-1) - фит ағынының сәулелену көзінің толық сәулелену ағынына қатынасы:

, (3.29)

в) сәулелену көзінің фит бергiштiгi (фит۰Вт^-1):

(3.30)

мұндағы Р_к – сәулелену көзінің қосылу қуаты (жүргізу-реттеу құрылғыларының қуатын есепке алғанда, егер олар болса), Вт.[kgl]

[gl]ОПТИКАЛЫҚ СӘУЛЕЛЕНУДІ ӨЛШЕУ[:]

4.1 Денелердің оптикалық қасиеттері

Жарықтандыруға, сәулелендіруге және оптикалық сәулеленуді өлшеуге арналған қондырғылар мен құралдарда әр түрлі мөлдір емес материал пайдаланылады. Жарықтандыратын және сәулелендіретін қондырғыларды жобалауда және пайдалануда материалдың негізгі оптикалық (жарық-техникалық) қасиеттерін білу қажет болады.

Денеге түсетін сәулелену ағыны жарым-жартылай шағылысады, жарым-жартылай жұтылады және жарым-жартылай одан өтіп кетеді. Энергия сақталу заңына сәйкес жалпы алғанда:

Ф=Ф_+Ф_+Ф_τ ,

мұндағы Ф_ - шағылысқан ағын; Ф_ - жұтылған ағын; Ф_τ - өтіп кеткен ағын.

Шағылысуды, жұтуды және өткізуді сандық бағалау үшін осы құбылыстарға сәйкес коэффициенттер пайдаланылады.

Денеден шағылысқан сәулелену ағынының Ф_ осы денеге түскен сәулелену ағынына Ф қатынасы шағылысу коэффициенті ρ деп аталады:

ρ=Ф_ρ/Ф

Жұту коэффициенті  - денеде жұтылған сәулелену ағынының Ф_ денеге түскен сәулелену ағынына қатынасы:

= Ф_/Ф

Өткізу коэффициенті τ денеден өтіп кеткен сәулелену ағынының Ф_τ денеге түскен ағынына Ф қатынасына тең:

τ =Ф_τ /Ф

Энергия сақталу заңына сәйкес денеге түсетін ағынға:

    τ  

Материалдардың көпшілігі сәулеленуді іріктеп шағыстырады және жұтады, яғни олардың толқындар ұзындықтары әр түрлі сәулеленуге шағылысу және жұту коэффициенттері бірдей болмайды. Сондықтан шағылысу _, жұту _ және өткiзу τ_ спектрлік коэффициенттері енгізіледі.

Олар мына өрнектер бойынша анықталады:

_=Ф_/Ф_; _=Ф_ /Ф_; τ_=Ф_τ /Ф_,

мұндағы Ф_, Ф_, Ф_, Ф_τ - түскен, шағылысқан, жұтылған және өтіп кеткен бірікті сәулелену ағындары.

Егер түскен сәулеленудің спектрлік құрамы және спектрлік коэффициенттердің толқын ұзындығына тәуелділігі белгілі болса, жұту және өткізу интегралды коэффициенттерін мына формулалар бойынша есептеуге болады:

; ; (4.1)

Дене бетінің қасиетіне және оның ішкі құрылымына байланысты денеден шағылысқан және өтіп кеткен сәулелену ағыны кеңістікте әр түрлі таралуы мүмкін. Шағылысудың және өткізудің үш түрін ажыратады: 1)бағытталған, 2)шашыраңқы (диффузды) және 3)бағытталған - шашыраңқы (4.1сурет). Бағытталған шағылысу айналы деп те аталады. Тегіс беттен (айна шынысы, жылтыратылған металл) сәулелер бағытталып шағылысыды. Бағытталған шағылысуда сәуленің шағылысу бұрышы оның түсу бұрышына тең, ал шағылысқан сәуле түскен сәулемен және шағылыстыратын бетке сәуленің түсетін нүктесінде жүргізілген перпендикулярмен бір жазықтықта болады. Идеал айналардың жарықтылығы тек шағылысқан сәуле бағытында ғана болады, ал басқа барлық бағыттарда олардың жарықтылығы нөлге тең.

	Бағыт- талған	Шашы- ранқы	Бағытталған- шашыранқы
шағылысу
өткізу

4.1 сурет – Оптикалық сәулелену ағының шағылыстырудың және өткізудің түрлері

Бағытталған өткізуде өзінің ішінде өткен ағын таратылатын денелік бұрыштың мәні де өзгермейді.

Сәуле жазық беттен шашыраңқы немесе диффузды шағылысқанда және өткенде өзінің ішінде денеден шағылысқан немесе өткен ағын таратылатын денелік бұрыштың мәні 2π тең болады. Бұл жағдайда шағылысқан сәулелену жартылай сферада барлық жаққа бірдей таралады. Мұндай беттің жарықтылығы барлық жақта да бірдей болады.

Шашыранқы шағылыстыратын беттердің (гипс, бор, жабысқақ бояу) тегіс еместігінің мөлшері оларға түсетін сәулеленудің толкын ұзындығынан айтарлықтай үлкен болады.

Сүт түсті шыны сәулеленуді диффузды өткізеді. Сәулеленудің көлемдік шашыраңқы таралуы олардың құрамында сәуле сыну көрсеткіштері әр түрлі келетін заттар бөлшектерінің болуына байланысты.

Табиғатта идеал айналы, идеал диффузды шағылыстыру немесе өткізу қасиетті материалдар жоқ. Материалдарда шағылысудың немесе өткізудің екі түрі де бірге болады. Жарықтандыратын және сәулелендіретін құралдарда негізінде бағытталған - шашыраңқы шағылысу және өткізу қасиетті материалдар пайдаланылады.

4.1 кесте - Кейбір материалдардың оптикалық сипаттамалары

материал	энергияның мөлшері, %
	шағылысқан	жұтылған	өткен
Мөлдір түссіз шыны	8	2	90
Күнгірт шыны	12... 15	2...16	75...83
Сүт түсті шыны	40...50	4...6	45...55
Көк жапырақ	10	80	10
Жұқа ақ қағаз	45	15	40
Мақта матасы	35	8	57
Қаpa бархат	0,2	99,8	-
Ақ крепдешин	35	1	64
Бор	85...90	15...10	-