Licht: termen en eenheden

Voor licht worden veel termen, eenheden en afkortingen gebruikt. Onder andere: Joule, Watt lumen, lux, PAR, PPF, PPFD en PPE. Op deze pagina wordt een kort overzicht gegeven.

Mensen en planten nemen licht op verschillende manieren waar. Er zijn lichteenheden toegespitst op hoe een mens het licht waarneemt en eenheden voor de gevoeligheid van planten voor licht. In de glastuinbouw sector zijn beide relevant.

Mensen

Mensen kunnen licht met golflengtes tussen 380 en 780 nanometer waarnemen. Afhankelijk van de golflengte zien wij een bepaalde kleur. Mensen maken gebruik van twee types zicht. De lichtintensiteit waarin we ons bevinden, bepaalt welk type zicht gebruikt wordt. Het menselijk oog heeft twee types lichtgevoelige cellen.; staafjes en kegeltjes. Onder lage licht intensiteiten functioneren de staafjes beter, we onderscheiden dan lichtintensiteit maar geen kleuren, dit heet scotopisch zicht. Bij hogere intensiteiten worden de kegel receptoren gebruikt en kunnen we kleuren en verschil in helderheid onderscheiden, dit heet fotopisch zicht.

Bij voldoende licht maken mensen voornamelijk gebruik van fotopisch zicht. De maximale lichtgevoeligheid van het menselijk oog ligt dan bij 555 nm. Onze ogen zijn dus vooral gevoelig voor groen en geel licht en minder gevoelig voor blauw en rood licht.

Open

De gevoeligheid van het menselijk oog bij fotopisch zicht.

Planten

Binnen het PAR licht (400-700 nm) verschilt de efficiëntie waarmee licht gebruikt wordt in de fotosynthese. Het verloop van de relatieve gevoeligheid van de fotosynthese van planten voor licht van verschillende golflengtes is onderzocht door onder andere een onderzoeker genaamd McCree, en wordt dan ook de McCree curve genoemd. Hieruit blijkt dat rood licht het meest efficiënt wordt gebruikt in de fotosynthese, gevolgd door groen en blauw.

Open

De gevoeligheid van de fotosynthese van planten voor licht van verschillende golflengte: de McCree curve.

Overzicht termen en eenheden

Licht ofwel straling heeft twee belangrijke componenten:

1. De energie component; de energie-inhoud van de fotonen van straling met alle golfengtes die de kas bereikt. Dit heeft invloed op de energiebalans van de kas en de energiebalans van de plant. 

2. De lichtkwantiteit component; de hoeveelheid fotonen in de fotosynthetisch actieve straling (PAR). Dit heeft invloed op de fotosynthesesnelheid die kan plaatsvinden.

Beide componenten worden op verschillende manieren gemeten en er worden verschillende eenheden voor gebruikt. Daarnaast zijn er eenheden toegespitst op het waarnemen van licht door planten en eenheden toegespitst op het waarnemen van licht door mensen. Hieronder volgt een overzicht van veelgebruikte termen en eenheden: 

Joule en Watt

Joule (J) is de eenheid van energie. Watt (J/s) is de eenheid van vermogen (energie per tijdseenheid). Bij (assimilatie)belichting geven deze eenheden aan hoeveel energie de fotonen uit een lichtbron bij zich dragen. Daarmee kan de invloed op de energiebalans van de kas worden berekend. Meteorologische data gebruiken vaak de energie-inhoud van de straling, uitgedrukt in Watt per vierkante meter (W/m²). Ook wordt elektrisch vermogen uitgedrukt in Watt; bijvoorbeeld het vermogen waarmee de lampen in een kas worden gevoed.

Lumen en lux

Lumen (lm) is een eenheid voor een lichtstroom, gebaseerd op de gevoeligheid van het menselijk oog voor verschillende golflengtes. Lux is de hoeveelheid lumen per vierkante meter (lm/m²). De waardes van lumen en lux worden vooral bepaald door groen licht. Blauw- en rood licht zijn ondervertegenwoordigd in deze waarde. Planten maken van deze kleuren juist efficiënt gebruik in de fotosynthese. Lichtstromen gemeten in lux en lumen geven daarom niet goed weer in welke mate een plant gebruik maakt van de verschillende lichtkleuren in de fotosynthese. Lumen en lux zijn eenheden die gebruikt worden voor toepassingen van lampen in ruimtes waar mensen wonen en werken.

Fotosynthetische fotonen stroom (PPF, PPFD)

De fotosynthese van planten is niet gerelateerd aan de energie-inhoud van straling maar aan het aantal fotonen in het PAR gebied dat door de plant wordt geabsorbeerd. Om de hoeveelheid fotosynthetisch actief licht te bepalen, meten we de fotonenstroom (Photosynthetic Photon Flux, PPF) in het PAR gebied (400-700nm). Dat kan met een instrument dat alle fotonen opvangt en meet die door een lichtbron worden uitgezonden. De eenheid van PPF is µmol/s. We weten dan hoeveel licht er door een lichtbron wordt uitgezonden per seconde. Om de hoeveelheid licht te bepalen die op de planten valt, moet de fotonenstroomdichtheid in het PAR spectrum (Photosynthetic Photon Flux Density, PPFD) gemeten worden. Dit is de hoeveelheid fotosynthetisch actieve fotonen per vierkante meter per seconde. De eenheid van PPFD is µmol/m²/s. De totale hoeveelheid PAR licht dat een gewasoppervlakte per dag ontvangt wordt de Dagelijkse licht integraal (Daily light integral, DLI) genoemd. De DLI is te berekenen uit de PPFD en heeft de eenheid mol/m²/dag.

Rendement lamp (PPE)

De efficientie van een lamp volgt uit de hoeveelheid licht die de lamp produceert (PPF, μmol/s) en de hoeveelheid elektriciteit die daar voor nodig is. Output licht (μmol/s) wordt gedeeld door de input elektriciteit (Watt). De eenheid is μmol/Joule. Dit heet ook wel het rendement van een lamp (Photosynthetic PhotonEfficacy, PPE). Het rendement van lampen verschilt. Een efficiënte lamp is niet het hele verhaal in de glastuinbouw. Het licht uit de assimilatielampen moet door de planten worden opgevangen en geabsorbeerd om in de fotosynthese gebruikt te kunnen worden.  Lees daar meer over in de sectie Van licht tot glastuinbouwproduct.