家畜环境卫生学第三章.docVIP

第三章 第一节 光照 一、光的概念 光具有二象性，既表现为波动性，又表现为粒子性。 光是一种电磁波，具有波动性，因此光的特征可用波长和频率来表示。 波长单位有米（m）、厘米（cm）、微米（μm）、纳米（nm）和埃（ ），其中常用的单位是纳米。 1μm=10-6m 1nm=10-9m 1 =10-10m 电磁波在单位时间内的波动次数叫频率，频率的单位是（Hz）。 所有的电磁波在真空中的传播速度（v）一律为30万公里/秒。 电磁波的波长（λ）与频率（f）之间的关系为： λ· f = v 由一个电磁波的起点到下一个电磁波的起点所经历的时间，叫“周期”。 周期的单位是秒（s）、毫秒（ms）。 周期（T）、波长（λ）、频率（f）和速度（v）之间的关系如下： 光不仅是一种电磁波，而且是由许多具有一定质量、能量的微粒组成的粒子光，这种特殊的粒子，称为光子或光量子。 每一个光子所具有的能量与其频率成正比，与光的波长成反比，即： 式中 E——为光能（J） h——普朗克常数=6.626×10-14（J·S） f——为频率 v——为光速（3×1010cm/s） λ——为波长（cm） 光作用于生物引起的反应，或者与光的波动性有关，或者与光的粒子性有关。 以电磁波或粒子的形式放射或输送的能量叫辐射能。 辐射能的计量单位有焦（J）。 辐射能在传递过程中，在单位时间内，通过或到达某表面积上总辐射能量，称为辐射能通量。 单位面积上的辐射能通量，称为辐射能通量密度。 在农业气象学中，常称辐射能通量密度为辐射强度，与辐射能通量密度相对应的光通量叫光照强度。光照强度的国际单位是勒克斯（Lx或Lux）。 光强度的单位： 坎【德拉】（cd）——指加热到2024K的黑体每平方厘米发出的光强度。 光通量的单位： 流明（Lm）——当以1坎的光源为核心，以1米长为半径，单位时间通过每平方米面积的光通量，称为1流明. 光照度的单位： 勒【克斯】（Lx或Lux）——当投射到1平方米面积上的光通量为1流明时的照度为1勒。 人和动物的视觉照度： 不同波长的光源，即使能量相同，但视觉照度并不相同。 二、光源 1.自然光源 即太阳光或太阳辐射 太阳辐射的波长范围为4～300000nm 其光谱组成按人类的视觉可分为三大部分。 （1）红外线 波长300000～760nm。 （2）可见光 波长760～400nm， 可见光通过三棱镜可被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。 （3）紫外线 波长400～4 nm。 2.人工光源 （1）白炽灯和荧光灯 白炽灯和荧光灯常用于照明，荧光灯耗电量比白炽灯少，而且光线比较柔和，不刺激眼睛，但设备投资较高，在一定温度下（21.0～26.7℃）光照效率最高，但温度太低时不易启亮。 荧光灯可促进鸡的性成熟，但对产蛋的刺激效力不如白炽灯， 在强度和长度相同的荧光灯下培育的小母鸡，性早熟，与白炽灯比较，性成熟日龄分别为140天和150天。 白炽灯可显著降低早期的产蛋量，但在整个30周的产蛋期中，白炽灯的产蛋量高于荧光灯。 白炽灯，每瓦大约可发出12.56流明的光。 （2）红外线灯 红外线灯在畜牧生产上常用来作为热源，对雏鸡、仔猪、羔羊和病畜进行照射，不仅可以御寒，而且可改善血液循环，促进生长发育。 在母猪分娩舍采用红外线灯照射仔猪，既可保证仔猪所需较高的温度，又不致影响母猪。 （3）紫外线灯 在生产中，紫外线灯常用于空气和物体外表的消毒。 三、光的一般作用 光照射到生物体上，一部分被反射；另一部分进入生物组织之内，其中一部分被该物质所吸收，穿过的部分则未被吸收。 光能被吸收后，转变为其它形式的能，可引起光热效应、光化学效应和光电效应。 光热效应就是入射光的能量不大时，往往只能使物质分子或原子发生旋转或振动，光能转变成动能和热能。 红外线和红光的能量较小，所引起的反应多属此类。 光化学效应是当入射光的能量较大时，可使物质分子或原子中的电子被激发，电子激发能可在分子内或分子间传递，这部分激发能可转化为化学能而发生化学反应。 可见光和紫外线的能量较大时，往往能引起这种类型的变化。 常见光化学效应： ⑴光分解效应： 例如光对动物引起的视觉反应： 光可使视网膜杆细胞内淡红色的结合蛋白分解为视黄醛和视蛋白，使杆状细胞除极，引起大脑枕叶产生视觉冲动。 ⑵光合作用 植物利用光、无机物和水制造有机物的过程。 ⑶光聚合作用： 聚合——元素成分相同，但以分子量大一倍。二倍或多倍的形式而形成反应物的现象，称为聚合。 ⑷光敏作用——光的能量不足以使物质A发生光化学反应，加入物质B后，就使光化学反应得以完成，这种现象，称为光敏作用。 物质B称为光敏物质或光感性物质。 反应过程： B＋hf