密闭暗黑空间特殊供氧灯的研制

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密闭空间（如某些公共场所、浴室、卧室）往往缺乏氧气，用“氧立得”等医疗设备供氧，一方面有噪声，另一方面氧气没有清新味。于是本人想到做一个既能为家庭浴室等密闭空间提供氧气又节能环保的设施。植物光合作用时会放出很多氧气，但通过植物的光合作用供氧存在下面这些问题：光能从何而来？普通灯为它供能太过浪费；光照强度能不能达到植物的光补偿点，有没有超过植物光补偿点的光饱和点，普通灯两者都难以保证且不能调节强度，发光效率低；普通光是白光，具有固定比例的所有波长的光，对植物而言，难以保证提供植物生长达到一定目标所需要的特殊的光质。要解决这些问题，就必须研制一种适用于密闭空间的特殊的灯。

通过跟老师的交流并查看相关资料，得知植物对光照的要求有三个方面：一是光质，不同波长的光对植物的作用不同，波长在720～610 nm内的红光，易被叶绿素吸收，能调节光合酶的活性与气孔的开度；波长在400～310 nm的蓝光，能矮化植物，增厚叶子。二是光照强度，植物开始光合作用要求的最低光照强度叫光补偿点，光合作用的能力达到最大值时的光照强度叫做光饱和点。根据所选实验植物绿萝对光辐射强度的要求，确定光源的光照强度，要大于在室温条件下的它的光补偿点。经照度计测定室温摄氏15度时绿萝光补偿点：100Lux左右。光饱和点1500 Lux ，所以选用了35个红色LED灯，每个0.04w；1个蓝色LED灯，0.06w，一共1.46w；发光效率80流/w，灯离植物30厘米，光照强度为1.46×80÷0.32=1297.8流/m。第三是光照时间，长短要符合所选植物绿萝的生物节律。红蓝GaN基LED灯避免发对植物生长无益的光，提高光合作用效率，并能间歇性控制，大大提高光的利用率。

对供氧灯供氧能力的监测实验过程：采用白磷的自燃来测量气体中的含氧量。首先打开密闭桶的有机玻璃盖，让绿萝敞置在办公室或学生刚做完实验的实验室；第二步，待桶中气体与环境空气一致时，将两广口瓶口朝上放在桶底，盖紧有机玻璃盖，让广口瓶开始收集含有活性氧的空气，并开始计时；第三步，过一段时间后，将过量的白磷放入插在软木塞上的燃烧匙中，将软木塞拿到桶中塞紧广口瓶（氧气比空气重，敞开桶盖，短时间瓶中气体不会有很大变化）；第四步，将广口瓶放入存有开水的烧杯中，白磷自燃，瓶中充满白烟，并有火星较长时间闪现；第五步，将广口瓶放在铁架台上，让它迅速冷却，打开止水夹，分两次读碱式滴定管上水面降下的读数，两次读数相加即为瓶中白磷燃烧掉的氧气的体积。

从记录的数据可知，供氧灯产生的氧气较空气中多很多，并且实验室学生刚做完实验，二氧化碳含量高，用这样的气体让植物进行光合作用放出的氧气更多。通过多次实验，效果和理论相吻合，证实供氧灯的研制是成功的。现在，很多商场、茶肆、办公场所甚至家庭使用空调时，空气质量差，缺氧严重。为了美观，这些场所大多摆放了大量的花卉，可花卉在密闭暗黑条件下光合作用很弱，呼吸作用反而消耗大量的氧气，为了让空气真正好起来，可广泛使用这种供氧灯来解决问题。此发明获湖南省第三十三届青少年科技创新大赛一等奖。