إدراكًا لقلة المعرفة: ما هو الإشعاع النشط ضوئيًا؟

إدراكًا لقلة المعرفة: ما هو الإشعاع النشط ضوئيًا؟

في الأيام القليلة الماضية، عندما كنت أتعلم مهارات زراعة الفراولة، تعلمت كلمة جديدة:

الإشعاع النشط لعملية التمثيل الضوئي.

دفع فضول المحرر للمعرفة إلى الدراسة بجدية.

مع أنني لم أتعلم كيفية زراعة الفراولة،

لقد أضاءت معرفتي البسيطة بالمستشعر !

سأقدم لكم اليوم تقريراً وأشارككم بعض المعلومات حول الإشعاع النشط في عملية التمثيل الضوئي.

ما هو الإشعاع النشط ضوئياً؟

يعني الإشعاع النشط لعملية التمثيل الضوئي أن النباتات الخضراء يمكن أن تكون طاقة الإشعاع الشمسي التي تمتصها وتحولها الأصباغ.

يتراوح طول موجة الإشعاع النشط ضوئيًا بين 380 و710 نانومتر، وهو ما يتوافق تقريبًا مع الضوء المرئي. تزداد نسبة الإشعاع النشط ضوئيًا في الإشعاع الشمسي المباشر مع ارتفاع الشمس، لتصل إلى 45%. أما في الإشعاع المتناثر، فقد تصل نسبة الإشعاع النشط ضوئيًا إلى 60-70%، لذا فإن الأيام الغائمة تزيد من نسبة الإشعاع النشط ضوئيًا. في المتوسط، يُمثل الإشعاع النشط ضوئيًا حوالي 50% من إجمالي الإشعاع الشمسي.

لماذا نحتاج إلى مراقبة الإشعاع النشط ضوئياً؟

يُعدّ الإشعاع الضوئي النشط عنصرًا بيئيًا بالغ الأهمية لنمو النباتات. في الزراعة المحمية، تتطلب أصناف المحاصيل المختلفة ومراحل نموها المختلفة شدة إضاءة ومدة زمنية متفاوتة. ولتحقيق نتائج زراعية جيدة، من الضروري ضبط شدة الإضاءة ومدة التعرض لها بما يتناسب مع نمو النباتات وتطورها. لذا، فإن التنظيم الأمثل للإشعاع الضوئي النشط لا يُسهم فقط في توفير الضوء والطاقة الكهربائية، بل يُحسّن أيضًا من إنتاجية المحاصيل وجودتها.

كيفية رصد الإشعاع النشط ضوئياً

توجد ثلاثة أنظمة قياس للإشعاع النشط ضوئياً:

1. النظام البصري. يعتمد هذا النظام على خصائص استجابة العين البشرية للسطوع. تشمل الأجهزة مقاييس الإضاءة، وما إلى ذلك. الكمية الفيزيائية التي يتم رصدها هي كثافة التدفق الضوئي لنطاق الضوء المرئي المنبعث من مصدر الإشعاع، والتي يتم قياسها بالإضاءة (lx).

٢. نظام الطاقة. باستخدام المزدوجات الحرارية كمستشعرات، توجد مقاييس الإشعاع الشمسي السماوية، ومقاييس الإشعاع الشمسي المباشرة، ومقاييس الإشعاع الشمسي الصافية، ومقاييس الطيف الإشعاعي، وغيرها، لقياس الإشعاع من منظور القدرة. كما يتم قياس كثافة التدفق الإشعاعي في نطاق طول موجي مميز معين، أي نطاق الطول الموجي الفعال لعملية التمثيل الضوئي، كإشعاع (واط/م²).

3. النظام الكمي. باستخدام الخلايا الضوئية المصنوعة من السيليكون والسيلينيوم كمستشعرات لقياس كمية الإشعاع من منظور الكم الضوئي، توجد مقاييس تدفق الكم الضوئي. ويتم قياسها بوحدة كثافة تدفق الكم الضوئي (ميكرومول/م² ثانية).

يمكن قياس الإشعاع النشط ضوئيًا مباشرةً باستخدام جهاز قياس. على سبيل المثال، يُستخدم مبدأ الاستشعار الكهروضوئي لقياس الإشعاع النشط ضوئيًا، وذلك باستخدام مستشعر مزود بعناصر استشعار كهروضوئية عالية الدقة. عند وجود ضوء، يتم تركيزه بواسطة عدسة جهاز العرض، ثم يُنقل إلى عدسة الاستقبال، ومنها إلى مستشعر الاستقبال. يقوم المستشعر بتحويل إشارة الضوء المستقبلة إلى إشارة كهربائية، ثم يرسلها إلى المنصة، التي بدورها تقيس كمية الإشعاع النشط ضوئيًا في البيئة بكفاءة.

يمكن أيضًا تقدير الإشعاع النشط ضوئيًا من خلال الإشعاع الشمسي المباشر. وللحصول على معاملات التناسب بين الإشعاع الشمسي المباشر والإشعاع المتناثر والإشعاع النشط ضوئيًا، يمكن استخدام جهاز قياس الإشعاع الشمسي (الهيليوغراف) أو مقياس الإشعاع الشمسي ومقياس الإشعاع النشط ضوئيًا في آنٍ واحد لحساب قيم المعاملات u200bu200b لليوم والشهر والفصل والسنة، وقيمها المتبادلة. درس الاتحاد السوفيتي، إكس. موردو وآخرون، العلاقة الكمية بين الإشعاع الشمسي المباشر (S) والإشعاع المنتشر (D) والإشعاع النشط ضوئيًا (Qp)، ووضعوا صيغة الحساب، وأشاروا إلى أنه في خطوط العرض المتوسطة والعالية، عندما لا يقل ارتفاع الشمس عن 20 درجة ظهرًا في شهر سبتمبر، فإن خطأ حساب هذه الصيغة لإجمالي الإشعاع النشط ضوئيًا اليومي أو الشهري لا يتجاوز 5%. صيغة الحساب هي: Qp = 0.43S + 0.57D.

مع التطور المستمر للزراعة في بلادي، بات تحسين كفاءة الإنتاج الزراعي وترشيد استهلاك الطاقة من التحديات التي يجب مراعاتها في مسيرة التنمية الزراعية. ومن خلال فهم تأثير شدة الإشعاع النشط ضوئيًا على نمو المحاصيل وتطورها، يمكن تحسين إنتاجية المحاصيل وجودتها بشكل أكبر.

بالنسبة لأصحاب الأعمال غير المتأكدين من كيفية دمج التكنولوجيا الجديدة بشكل فعال في حلول أجهزة الاستشعار لدينا، فقد أصبحت الحياة أسهل قليلاً.

تعدكم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة بأنكم ستكونون راضين عن خدماتنا.

لقد سهّلت حلول أجهزة الاستشعار الأصلية هذه الحياة. وأفضل ميزة فيها هي أنظمة مراقبة البيئة.

إنّ تحويل فكرة جهاز الاستشعار إلى منتج نهائي عملية معقدة، تتطلب بحثاً معمقاً، ووقتاً طويلاً، وتخطيطاً دقيقاً، وصبراً. ولكن مع توفر المعلومات والموارد والمنتج المناسب، يصبح ذلك ممكناً.