Hallo zusammen,
ich würde gern wissen ob Goldfische tatsächlich Infrarot sehen können und wenn ja bis zu welcher Wellenlänge herunter. Im Internet liest man so dies und das. Ich stelle mir die Frage weil ich festgestellt habe, daß Wasser Infrarotlicht erheblich dämpft, man könnte schon fast von Absorption sprechen. Und da die Natur ja selten sinnlose Dinge entwickelt (ausser vielleicht den Menschen zu erschaffen... ), würde es mich wundern wenn Goldfische oder auch andere Fischarten einen Teil des Spektrums erfassen, daß sie aber faktisch so gut wie nicht benutzen können.
Der Hintergrund meiner Anfrage besteht darin, daß wir einen Gartenteich angelegt haben und ich eine CMOS-Kamera in einem wasserdichten Gehäuse darin versenkt habe um die Fische zu beobachten. Damit die Fische nachts nicht gestört werden versuchte ich, das Ganze mit 850nm LEDs auszuleuchten. Zu der Zeit ahnte ich noch nichts über die eventuelle IR-Sichtfähigkeit der Fische. Leider war das Ergebnis nicht so wie ich es erwartet hatte. Eine IR-Lichtleistung, die in der Luft mehr als 5m entfernte Objekte gut beleuchtet reicht im Wasser nicht einmal für 50cm Distanz. Es ist, als sähe man in eine Nebelbank hinein. Die Fische sind nur bis zu einer Distanz von 20cm gut zu sehen, dahinter verschwinden sie in einer grauen Suppe.
Es ist übrigens nicht das rückstreuende Licht, das die Kamera zuregelt. Parallel zum IR-Licht eingeschaltetes sichtbares Licht ergibt mit und ohne IR-Anteil eine ausreichende Sicht. Nun denke ich darüber nach die Leistung beträchtlich zu erhöhen und die Infrarotneleuchtung seitwärts der Kamera anzubringen. Wenn die Fische aber dadurch geblendet oder zumndest in ihrer Nachtruhe gestört würden, dann würde ich das allerdings lassen. Alternativ habe ich über nahes UV nachgedacht (395nm). Aber auch da liest man, Fische könnten das ebenso sehen.
Weiß da jemand etwas genaues?
Vy 73
Wilfried

[ Diese Nachricht wurde geändert von: laser-tv am 30 Sep 2013 21:34 ]

Zitat :

würde gern wissen ob Goldfische tatsächlich Infrarot sehen können

Ich halte das für sehr unwahrscheinlich, denn es würde ihnen nichts nützen.
Wasser ein sehr effizienter IR-Absorber, wie du selbst festgestellt hast.
Iirc liegt in der Nähe von 1450nm, also noch weit außerhalb des Empfindlichkeitsbereichs von Si-Detektoren, ein durch eine OH-Schwingung verursachtes Absorptionsmaximum, welches derartig intensiv ist, daß dort selbst Quarzoptiken, z.B. von Spektrometern undurchlässig sind, weil der Quarz Spuren von Wasser enthält.

Die Ausläufer dieser Absorption reichen noch weit bis in den sichtbaren Bereich, wobei natürlich die Absorption mit kleiner werden Wellenlänge immer weniger wird und im UV schließlich sehr gering ist.

Das führt dazu, daß reines Wasser in dicken Schichten blau ist (--> Blautopf) und man auch bei bedecktem Himmel oder im Wasser einen Sonnenbrand bekommen kann.

Allerdings reagieren Fische sehr empfindlich auf elektrische Felder ( ---> Seitenlinienorgan , Lorenzinische Ampullen ) weshalb du den Elektronikkram (Streufelder von Spannungswandlern!) bestens abschirmen solltest, wenn du sicher sein willst, daß sie ihn nicht bemerken.
Möglicherweise können sie auch den Ultraschall solcher Wandler registrieren.
Auch Kondensatoren eignen sich als piezoelektrische Wandler.
Also tunlichst alles mit Gleichstrom versorgen und auch auf PWM der LED verzichten, damit die und die Verkabelung nicht selbst zu einer Lärmquelle werden.

Zitat :

Eine IR-Lichtleistung, die in der Luft mehr als 5m entfernte Objekte gut beleuchtet reicht im Wasser nicht einmal für 50cm Distanz.

Dann leuchte doch von oben in den Tümpel, dann verliert wenigstens die Radargleichung (1/r⁴) ihre Gültigkeit.

Zitat :

Alternativ habe ich über nahes UV nachgedacht (395nm). Aber auch da liest man, Fische könnten das ebenso sehen.

Da Wasser dort gut durchlässig ist, sollte man davon ausgehen, daß die Fische dort gut sehen.
Allerdings wird UV-Licht durch Schwebeteilchen stark gestreut, und wahrscheinlich bekommst du auch einiges an fluoreszierenden Wesen zu sehen.


P.S.:

Zitat :

Eine IR-Lichtleistung, die in der Luft mehr als 5m entfernte Objekte gut beleuchtet reicht im Wasser nicht einmal für 50cm Distanz.

Das kann auch am optischen Aufbau liegen.
Die Form des Doms von stark bündelnden LED und der Abstand zum Kristall sind sorgfältig für den Betrieb in Luft optimiert.
Wenn du solch eine Linse ins Wasser bringst, oder sie gar in Kunstharz eingiesst, stimmt natürlich nichts mehr, da der Brechungsindex dieser Stoffe viel näher an der des LED-Kunststofes liegt.
Im Endeffekt wird der Lichtkegel viel breiter werden, und die Intensität nahe der optischen Achse folglich abnehmen.
Spiegeloptiken zeigen diesen Effekt nicht, und deshalb bietet es sich an z.B. den Reflektor einer Taschenlampe mit einer LED auszuleuchten und diese ganze Konstruktion zu vergiessen.
Wenn du von oben ins Wasser leuchtest, darf der Lichtkegel nicht zu breit sein, weil sonst das Licht wegen der Totalreflektion nicht mehr ins Wasser eindringen kann.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  1 Okt 2013  2:51 ]

Wenn ich die Seite hier richtig deute, ist der CMOS-Sensor auch im Blaubereich noch halbwegs empfindlich.
Ich würde mal in die Richtung experimentieren, wenn das Licht nicht zu stark ist, wirkt es für die Fische vielleicht nur wie Mondlicht...

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Hallo zusammen,
vielen Dank für die Antworten.
Daß die Fische auch elektrische Felder wahrnehmen können war mir neu.
Mal sehen, ob ich mit dem Sferics Empfänger und dem VLF-Pocker-RX irgendwelche Emissionen der Kamera im Bereich zwischen 50 Hz und 150kHz nachweisen kann.
Die Kamera ist eine gewöhnliche CMOS Boardkamera, die ich in ein selbstgeklebtes Acrylglasgehäuse eingebaut habe. Also keine Schirmung. Die IR-LEDs beim ersten Test wurden mit Gleichstrom versorgt, also nichts gepulstes. Das würde ich auch so beibehalten.
Sie waren hinter einer ebenen Acrylglasscheibe ähnlich wie die Kamera angebracht, nicht eingegossen o.ä. So gesehen bleibt der Abstrahlwinkel erhalten.
Die Idee, den Teich von oben zu beleuchten ist gar nicht schlecht. Ich habe hier noch einige SFH4550, die strahlen mit einem Winkel von drei Grad ab und leisten pro LED 50mW bei 850nm. Ich werde mal mit einem Array aus neun LEDs, das habe ich hier noch herumliegen, von oben auf den Teich leuchten. Ich habe zwar Zweifel daß das reicht, aber werde es dennoch ausprobieren. Mal schauen, ob und wieviel davon noch bis auf den Grund dringt. Das Beleuchten von oben erspart mir vielleicht die nicht ganz einfache dauerhaft absolut wasserdichte Abdichtung des Strahlers. Mit der Abdichtung hatte ich bei der Kamera schon einigen Spaß. Zunächst hatte ich eine preisgünstige Rückfahrkamera (angeblich IP68) incl. LEDs im Teich versenkt. Allerdings war nach zwei Wochen die Linse beschlagen, nach ein paar weiteren Tagen war soviel Wasser drin, daß nichts mehr zu sehen war. Soviel zum Thema IP68. Danach habe ich mit Acrylglasplatten und einem lichthärtendem Kleber zur Verklebung der Platten experimentiert. Man glaubt gar nicht, durch welch kleine Undichtigkeiten über der Zeit eine nennenswerte Menge Wasser in so ein Gehäuse eindringen kann. Ich hatte zunächst auch unterschätzt, daß durch den entstehenden Unterdruck der Luft im Gehäuse bei Abkühlung im Teich das Wasser geradezu hereingezogen wird. Aber das ist mittlerweile im Griff. Momentan habe ich die Kamera wie auch eine warmweisse 10W LED, die allerdings nur mit etwa 3W betrieben wird (Wärmeentwicklung) in der Flachwasserzone angebracht. Das sieht alles ganz toll aus, einiges Kleingetier wie Mückenlarven etc. schwimmt da herum, nur läßt sich dort fast nie ein Fisch blicken. Deshalb wollte ich langfristig in den tieferen Bereich, wo sich die Fische bevorzugt aufhalten (hat aber nichts mit der Kamera zu tun, das machen sie ohne elektrische Komponenten im Teich genauso).
Aber IR wäre mir schon lieber, wenn die Fische das wirklich nicht sehen und man mit etwas Leistung zumindest den knappen Meter bis zum Grund erkennen könnte, dann wäre das Ziel erreicht.
Wenn das alles nicht fruchtet, probiere ich eine andere Kamera. Es gibt da in China Boardkameras mit einem Sony Effio Chip für etwa 25EUR, die sind wirklich saumäßig lichtempfindlich. Zwei davon habe ich schon am Antennenmast und bin begeistert, wie gut man damit z.B. im Mondlicht oder minimaler künstlicher Beleuchtung sieht. Bei einem direkten Vergleich mit einer hochempfindlichen SW-Kamera vom Lechner sehe ich außer daß das Bild bei Dunkelheit noch Reste von Farbe enthält keinen Unterschied. Ich hoffe nur, daß durch die höhere Lichtempfindlichkeit im Wasser nicht nur der Dunst heller wird.
Was die Empfindlichkeitskurve von CMOS Kameras angeht, das sieht ja vielversprechend aus. So wie ich das deute ist die bei 395nm ähnlich empfindlich wie bei 850nm. Wäre vielleicht auch einen Versuch wert.
Naja...ich werde mal weiter experimentieren. Und wenn es nicht geht, dann geht die Welt davon auch nicht unter.
Jedenfalls nochmal vielen Dank
Vy 73
Wilfried, DJ1WF