Mythen und Legenden
Teil I: Beleuchtungsdauer

 

I. Beleuchtungsdauer II. Beleuchtungsstärke III. Die "Mittagspause" IV. Anmerkung
 
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Immer wieder werden im Bezug auf die Beleuchtung von Aquarien Behauptungen aufgestellt und dann stereotyp und unreflektiert wiederholt. Ich habe mir mal ein paar dieser Aussagen vorgeknöpft, und auf ihren Wahrheitsgehalt abgeklopft.

Eine davon ist:

"Der Unterwassertag ist wegen der Reflexion an der Wasseroberfläche kürzer als der Überwassertag"

Wahr ist dagegen: beim Übergang vom optisch dünneren (Luft) ins optisch dichtere Medium (Wasser) tritt lediglich Teil-, aber keine Totalreflexion auf, und Ausmaß der Lichtreflexion an der Wasseroberfläche wird gemeinhin deutlich überschätzt. In Bild 1 habe ich den Reflektionsgrad der Wasseroberfläche für auftreffendes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel dargestellt. Der Winkel ist, wie in der optischen Physik üblich, als Abweichung von der Senkrechten definiert, also entspricht 0 ° senkrechtem Lichteinfall, 90 ° waagerecht (parallel zur Wasseroberfläche).

Bemerkenswert ist, daß bis fast 70 ° der Reflexionsgrad unter 10 % bleibt, und selbst bei 80 ° nur etwa ein Drittel beträgt.

Dazu kommt, daß diese Werte nur für eine spiegelglatte Oberfläche gelten. Bei bewegter Wasseroberfläche sinkt der Reflektionsgrad sogar noch.

In Bild 2 habe ich das Reflexionsverhalten der Wasseroberfläche gerechnet, und zwar für einen Tag des Äquinoktiums bei uns und in den Tropen. Eine halbe Stunde nach Sonnenauf- und vor Sonnenuntergang steht bereits rund die Hälfte der Überwasserbeleuchtungsstärke unter Wasser zur Verfügung!

Die Lichtbrechung verkürzt die optische Weglänge und wirkt deshalb sogar unterstützend, weil ein schräg ins Wasser einfallender Lichtstrahl unter Wasser steiler verläuft: Bild 3.

Die oben angeführte Behauptung ist also falsch. Man kann guten Gewissens davon ausgehen, daß Über- und Unterwassertag in etwa gleich lang sind.


Bild 1: Reflexion an der Wasseroberfläche


Bild 2: Transmission der Wasseroberfläche


Bild 3: Lichtbrechung




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