光合作用的基础知识：
1、叶绿素的作用
如图
2、胡萝卜素的作用
功能为吸收和传递光能，保护叶绿素。
胡萝卜素和叶黄素（统称类胡萝卜素）可将吸收的光能传递给特殊状态的叶绿素A，供其转化光能，因此与叶黄素等被称为“天线色素”
另外，类胡萝卜素还具有保护叶绿素的功能。
3、叶绿素和胡萝卜素对光的吸收范围
如图
上面这些都是老生常谈的问题了。
再补充前面两篇文章没有讲到的内容：
4、色温和显色性。
三原色(红色、绿色和蓝色)为自然界中三种独立色，其光波波长分别为700 nm、546．1nm和435．8 nm。自然界中所有其它颜色都是由这三种颜色按一定比例混合而成。
重点：白光是不是单色，而是用三原色（三基色）合成的。在色环上是找不到白色的。
色环图（色环之所以是个环，就是说中间颜色的光可以用两边的光来合成，比如红+蓝能合成紫），如图
不同色温在人眼的观感如图
比如：光源 色 温
北方晴空 8000-8500k
阴天 6500-7500k
夏日正午阳光 5500k
下午日光 4000k
显色性是指光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真程度，显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。原则上，人造光线应与自然光线相同，使人的肉眼能正确辨别事物的颜色，当然，这要根据照明的位置和目的而定。
色温和显色性没有必然联系，色温是指观感，显色性用于衡量光源的质量。
LED灯的知识
5、LED发光原理
我找了很多解释，发现下面这个最方便我们理解（因为我们不需要理解得那么详细，需要详细了解的请搜索 LED发光原理 ）
LED是由砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)等III—IV族半导体化合物制成。发光二极管的核心是P—N结，具有一般P—N结的正向导通、反向截止以及击穿等特性。
在正向电压产生电场的作用下，流过P—N结的除了由多数载流子形成的正向电流外，还有由少数载流子形成的反向电流。进入对方区域的少数载流子与多数载流子在发光中心复合，能量通过光子释放形成可见光。
更简单点的解释：（这个人说得非常好）
从能量守恒定律来说，能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,当你给某些特殊的半导体通上电时，这种半导体里的电子会因为能级的跃迁，把能量以光能的形式释放出来，这种半导体就是LED。
6、光谱纯度
由于LED所发出的光不是单一波长，采用1/2峰值光强所对应的两波长间隔光谱半宽度△A表示LED的光谱纯度。
重点：一个led光源发出的单色光的波长范围只有30-40nm。
如图
7、怎么让LED发出不同颜色的光？
前面已经说了，一个led光源发出的单色光的波长范围只有30-40nm。
那么靠什么让LED发出不同颜色的光呢？
答案是：用不同的材料，
红 色发光二极管的波长一般为650~700nm，
琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，
橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm 左右，
黄 色发光二极管的波长一般为585 nm 左右，
绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。
发光强度由电流决定，当LED处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
8、怎么合成白光（复色光）？
这里指的白光就是复色光，因为我们不肯能用单色光来照明。
为了方便解释，我这里只以白光进行举例。
日光灯用的是三基色合成方式来产生不同颜色的光，但是LED灯不是，而是用一种单色光和补色想叠加的办法来发出白光。
打个简单的例子：假设白光是0，那么-1，-2，3相加就是0，这就是日光灯发出白光的原理。
但是目前的LED出于成本考虑只是用，-1和1，或者-2和2相加来发出白光。详细内容见10。
9、LED合成白光的方式（因为白光更利于人们肉眼欣赏，单色光只能用来做指示灯之类的用途）
有两种方法：
A、光源发出一种单色光，在LED灯内部用一层荧光粉来吸收一部分原始光，同时激发荧光粉发出补色的光，这样两种光相加，就得到了白光。举例如下：
假设白光是0，那么光源产生50单位的-1，其中25单位的-1被荧光粉吸收并变成25单位的1，那么最后的总和加起来就是0。
B、直接在LED灯壳里面封装两种光源，混合后形成白光。（当然也可以封装三种光源来合成，但是成本很高）
A和B相比，明显A的成本低。
下面是A方法的实际应用。
1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。（如下图所示）
如图
10、形成白光的两种实际做法（重点）
A-1第一个方法是用紫外或紫光LED+RGB荧光粉来合成LED，这种工作原理和日光灯是类似的，但是比日光灯的性能要优越，其中紫光LED的转换系数可达80%，各色荧光粉的量子转换效率可以达到90%
A-2还有一个办法是用蓝光LED+红绿荧光粉，蓝光LED效率60%，荧光粉效率70%；还有是蓝光LED+黄色荧光粉来构成白光。
由于A-2成本低，所以目前市面的LED光源都是用这个办法。
LED的好处和坏处，我就这里就不详细叙述了，简单说就是，好处：环保，LM/W高，坏处：贵，发热高
1、LED光源到底能不能用来进行水草养殖？
答案是肯定能。比如你找到红色和蓝色两种颜色的单色LED作为光源。正好可以提供植物进行光合作用所需要的光谱，而且没有浪费。另外一个好处是，LED作为光源几乎不需要再设计反光。
2、LED光源到底适不适合水草养殖？
答案是不适合。（这里再补充一下，这里讨论的只是作为民用照明的LED，不是专用的针对植物的产品）
3、LED光源的波长范围太窄，见问题3和问题7。
同一个厂家出产的光源是一样的，蓝光的光谱宽度只有30nm，而你不太可能搭配使用不同厂家的光源，所以你得到的光谱不是完全连续的。根据研究显示光合作用需要400-500和600-700范围的光照，其中600-700影响植物光周期，光周期对开花植物最为重要，所以400-500nm就能够提供植物生长了。至于没有600-700nm光照对草缸内植物的影响没有找到有效的理论支持（了解的TX请补充），不过草缸的植物主要用于观赏而不是用于培育，应该对草缸的影响有限。另外还有一个问题：蓝光太强，会导致水草无法长高。
关于光周期：大量实验也证明，许多植物的开花与昼夜的相对长度即光周期有关，即这些植物必须经过一定时间的适宜光周期后才能开花，否则就一直处于营养生长状态。光周期的发现，使人们认识到光不但为植物光合作用提供能量，而且还作为环境信号调节着植物的发育过程，尤其是对成花诱导起着重要的作用。绿字部分引用于： http://abmd.blog.163.com/blog/static/15879517201101902455627/ 有兴趣的tx可以去看看，很长很详细
4、白光LED是使用蓝光和红绿荧光粉合成的。蓝光是LED本身发出的光，荧光粉吸收后变成黄光，这样就缺少了红色的光。
这就是为什么很多人在白光之外再加上红色LED单色光源来作补充的原因。
但是加了红色LED后观赏的观感就差了很多。
5、最关键的问题，虽然LED光源的LM/W超过100LM/W，但是由于LED的总功率比小，所以不能提供足够的能量。
LED看上去亮度高（是因为光源点很小才显得亮，所以肉眼看上去很亮，很刺眼）
但是植物需要的是能量，虽然LM/W高，但是总功率不够，所以总的光能量LM也受到限制。
所以LED和日光灯相比最后能够提供的总能量不如日光灯，对于一些需要大量光照的植物来说满足不了需要。
6、为了解决前面一个问题，需要增加LED的数量，这样带来的总功率也会提高，同时成本也和发热量会大大提高，也就失去了环保的意义。
请注意一下：LED的能量转换效率只有12%（此处有误，见后），如图：
由于总功率提高和能量转换效率低，所以最后还是不够环保。（注意，这个图也说明了金卤灯的部分能量转换为紫外线，所以如果家中有小孩，还是尽量用日光灯，虽然金卤灯有防护措施，但是能少则少）
（根据36L提供数据显示，10%能量转换为蓝光，22%能量转换为黄光，所以能量利用率为32%其余68%转换为热量，LED光源能量利用率如图）
7、LED可以用来养水草，但是我个人认为目前来说选择日光灯管更为适合水草的生长。
同时4000k-1000k的日光灯管更适合人眼的观赏需要。
就算草长再好，但是你看起来不舒服也没有意义呀。
8、LED灯珠更换不方便，LED的射灯更换方便但是价格也贵。其实我自己一直想DIY一个LED灯具，但是一想到万一哪个灯坏了要更换，就非常头大。对于我们来说这个问题不能不考虑。
根据后面tx补充的材料看来，LED在散热不好的情况下光衰很快，反过来说散热好的情况下光衰比日光灯慢。
补充一点：另外就是发热量，由于LED本身体积较小，所以单位体积的发热量要远远高于日光灯。
9、最后，相信随着技术的发展，LED能量转换率的提高，每W单价的降低，会有更多的人选择LED灯具。
毕竟用贵的东西取代便宜的东西的阻力还是很大的，但是用便宜的东西取代贵的东西就容易多了。
10、总结下LED用于草缸的好处：美观、环保（材料无汞）、小而且薄，可以做出很轻巧和精美的灯具、对反光要求不高、低压运行安全
11、关于光照成本的问题
我简单做个比较（LED数据，请已经使用过的tx补充一下）：
光照强度按照1W/1L，水深40cm左右
民用日光灯865，840一类：2元/L（灯，整流器，反光板）
飞利浦金卤灯70W：4元/L（灯，电器箱，灯盒与反光，如果用东南一类的产品价格大幅度下降）
喜万年光合之星：4-5元/L（T5HO 39W*2 灯200，整流器100，反光板40）
如果民用LED的成本高于了专业管，在现阶段是否还有推广使用的价值。