Što je fotometrija: fotometrijske veličine i njezina primjena

Fotometriju je izmislio Dmitrij Lačinov, a izrazi koji se koriste u fotometriji su zračenje, svjetlosni tok, svjetlosni intenzitet i učinkovitost i osvjetljenje. Najvažnija informacija koju dobivamo o nebeskom objektu je količina energije koja se naziva tok. U obliku elektromagnetska zračenja , znanost o velikom protoku nebeskih objekata naziva se fotometrija. Ovo je učinkovit način za mjerenje svjetline svjetlosti od astronomskih objekata i stoga igra ključnu ulogu u karakterizaciji astrofizičkog cilja. Kratko objašnjenje fotometrije razmatrano je u nastavku.

Što je fotometrija?

Definicija: Fotometrija se koristi za mjerenje svjetlosne veličine i ona je grana optike u kojoj raspravljamo o intenzitetu emitiranom od izvora. Diferencijalna fotometrija i apsolutna fotometrija dvije su vrste fotometrije. Pojam zračenja, svjetlosni tok, svjetlosni intenzitet i učinkovitost i osvjetljenje su izrazi korišteni u fotometriji. Tok zračenja definiran je kao ukupan broj energije koju zrači izvor u sekundi i predstavljen je slovom 'R'.

Svjetlosni tok definiran je kao ukupan broj energije koju izvor emitira u sekundi i predstavljen je simbolom φ. Svjetlosni intenzitet definira se kao ukupni volumen svjetlosnog toka podijeljen s 4Π. Svjetlosna učinkovitost definirana je kao omjer svjetlosnog toka prema zračenju i predstavljena je simbolom 'η'. Intenzitet se definira kao omjer svjetlosnog toka po jedinici površine i označava se slovom 'I' (I = Δφ / ΔA). Osvjetljenje (E) je svjetlost koja pada na površinu zemlje.

Fotometar i elektromagnetski spektar

Fotometar je eksperiment postavljen za usporedbu osvjetljenja dva izvora na zaslonu. Razmotrimo realan primjer za razumijevanje fotometra.

Osvjetljenje dva izvora na ekranu

Na slici se nalazi optička klupa, gdje su dva izvora A i B smještena na dvije strane zaslona ‘S’, a dvije ploče postavljene su na dva kraja zaslona. Na lijevoj kredenci je kružni rez, a na desnoj je izrezan oblik prstena. Kada se uključi izvor „A“, na zaslonu se dobiva kružni put zbog svjetlosti koja prolazi kroz kružni rez. Slično tome, kada se uključi izvor „B“, možete vidjeti svjetlost koja prolazi kroz prstenasto područje i na ekranu se pojavljuje prsten prstena.

Kad su oba izvora uključena, možete vidjeti da su obje zakrpe istodobno osvijetljene i možete vidjeti različito osvjetljenje dviju zakrpa. Kad se izvor ‘A’ približi zaslonu, vidjet ćete da kružna mrlja postaje svjetlija ili možete vidjeti da se osvjetljenje izvora ‘A’ na zaslonu povećava. Slično tome, kada se izvor „B“ približi zaslonu, vidjet ćete da osvjetljenje zakrpe u obliku prstena postaje veće zbog manje udaljenosti.

Sada su izvori prilagođeni na takav način da između ova dva izvora nema razlike. Osvjetljenje zaslona zbog dva izvora je jednako ili jednako. Kad osvjetljenje zbog izvora na zaslonu postane jednako, možemo koristiti

L₁/ r₁^dva= L_dva/ r_dva^dva

Gdje je L₁i L_dvasu intenzitet osvjetljenja dva izvora i r₁^dva& r_dva^dvasu odvajanje izvora od zaslona. Gornja jednadžba naziva se principom fotometrije.

Elektromagnetski spektar sastoji se od sedam područja, a to su vidljivi spektar, infracrveni spektar, radio valovi, mikrovalne pećnice, ultraljubičasti spektar, x zrake i gama zrake. Najdulji su radio valovi valna duljina i najniža frekvencija kada se radio valovi pomiču slijeva udesno, valna duljina se povećava, frekvencija povećava i energija će se smanjivati. Radio valovi, mikrovalni i infracrveni valovi su niskoenergetski elektromagnetski valovi. Ultraljubičaste, x-zrake i gama-zrake visokoenergetski su elektromagnetski valovi. Elektromagnetski spektar prikazan je u nastavku.

Elektromagnetski spektar za fotometriju

Fotometrija se razmatra samo s vidljivim dijelom spektra, od oko 380 do 780 nanometara. U promatračkoj astronomiji fotometrija je temeljna i važna je tehnika.

Fotometar s jednom zrakom

Fotometar s jednim snopom slijedi „ZAKON LAMBERTA“ kako bi odredio koncentraciju nepoznatih uzoraka. Apsorpcija svjetlosti referentnim uzorkom i nepoznatim uzorkom koristi se za dobivanje vrijednosti nepoznatog. Konstrukcija instrumenta fotometra s jednim snopom prikazana je na donjoj slici.

Fotometar s jednim snopom

Osnovne komponente fotometra s jednim snopom su izvor svjetlosti i apsorpcija ili smetnje filtar . Nazvan je fotometar, jer je uređaj koji služi za izoliranje valnih duljina na slici filtar, kiveta se koristi kao držač uzorka, a fotoćelija ili fotonaponska ćelija djeluje kao detektor. Izvor svjetlosti koji se obično koristi je volframova halogena žarulja. Kada se volfram sličan nitima zagrije, on počinje emitirati zračenja u vidljivom području, a ta zračenja djeluju kao izvor svjetlosti za instrument.

Krug za kontrolu intenziteta koristi se za promjenu napona napajanja žarulje s volframovom žarnom niti, mijenjajući napon, žarulja može mijenjati intenzitet. Intenzitet treba održavati konstantnim tijekom trajanja eksperimenta. Filtar može biti osnovni apsorpcijski filtar, ovaj filtar apsorbira svjetlost određene valne duljine i omogućava da kroz njega prolazi samo određena valna duljina. Svjetlost koja propušta uglavnom ovisi o boji materijala, na primjer, crvena će omogućiti prolazak zračenja u crvenoj regiji i tako dalje.

Selektivnost ovih filtara je vrlo niska, a emisija postojećih tih filtara nije izrazito jednobojna. Drugi filtar koji se koristi je interferencijski filtar, a detektori koji se mogu koristiti u fotometriji s jednim snopom mogu biti fotonaponske ćelije. Detektori daju očitanja intenziteta svjetlosti. Zakon inverznog kvadrata i kosinusni zakon dvije su vrste zakona koje se koriste za izradu fotometrijskih mjerenja.

Rad fotometra sa jednim snopom

Svjetlost izvora pada na otopinu smještenu u kiveti. Ovdje se promatra dio svjetlosti i preostali dio svjetlosti. Propuštena svjetlost pada na detektore koji proizvode fotostruju proporcionalnu intenzitetu svjetlosti. Ova fotostruja ulazi u galvanometar gdje se prikazuju očitanja.

Instrumentom se upravlja u sljedećim koracima

• U početku je detektor zatamnjen i galvanometar je mehanički podešen na nulu
• Sada se referentna otopina čuva u držaču uzorka
• Svjetlost se prenosi iz otopine
• Intenzitet izvora svjetlosti podešava se pomoću kruga za kontrolu intenziteta, tako da galvanometar pokazuje 100% propusnost
• Nakon kalibracije, očitanja za standardni uzorak (Q_s) i nepoznati uzorak (Q_do) su uzeti. Koncentracija nepoznatog uzorka utvrđuje se pomoću donje formule.

Q_do= Q_s* Ja_Q/ I_S

Gdje je Q_doje koncentracija nepoznatog uzorka, Q_sje koncentracija referentnog uzorka, I_Qje nepoznato štivo i ja_Sje referentno čitanje.

Instrumenti plamene fotometrije

Osnovni instrumenti plamenske fotometrije prikazani su u nastavku.

Instrumenti plamene fotometrije

Na slici, plamenik stvara pobuđene atome, a otopina uzorka se širi na kombinaciju goriva i oksidansa. Gorivo i oksidanti potrebni su za stvaranje plamena, tako da uzorak pretvara neutralne atome i pobuđuje se toplinskom energijom. Temperatura plamena trebala bi biti stabilna i također idealna. Ako je temperatura visoka, elementi u uzorku pretvaraju se u ione umjesto u neutralne atome. Ako je temperatura preniska, tada atomi možda neće prijeći u pobuđeno stanje, pa se koristi kombinacija goriva i oksidansa.

Jednobojni je potreban za izoliranje svjetlosti u određenoj valnoj duljini od preostale svjetlosti plamena. Fotometrijski detektor plamena sličan je onom u spektrofotometru, za očitavanje snimke s detektora koriste se kompjuterizirani snimači. Glavni nedostaci fotometrije plamena su preciznost niska, točnost niska, a zbog visoke temperature ionske smetnje su veće.

Razlika između kolorimetrije i fotometrije

Razlika između kolorimetrije i fotometrije prikazana je u donjoj tablici

Fotometrijske veličine

Fotometrijske veličine prikazane su u donjoj tablici

Proizvodi od fotometra

Neki od fotometra prikazani su u donjoj tablici

Prijave

Primjene fotometrije su

• Kemikalije
• Tla
• Poljoprivreda
• Farmaceutski proizvodi
• Staklo i keramika
• Biljni materijali
• Voda
• Mikrobiološki laboratoriji
• Biološki laboratoriji

FAQ

1). Što je fotometrijski test?

Za mjerenje intenziteta i raspodjele svjetlosti potreban je fotometrijski test.

2). Što su fotometrijske veličine?

Tok zračenja, svjetlosni tok, intenzitet i učinkovitost svjetlosti i osvjetljenje su fotometrijske veličine.

3). Što je fotometrijska analiza?

Analiza fotometrija uključuje mjerenje spektra u vidljivim, ultraljubičastim i infracrvenim područjima

4). Koja je razlika između fotometrije i spektrofotometrije?

Spektrometar se koristi za mjerenje koncentracije otopine, dok fotometrija mjeri intenzitet svjetlosti.

5). Što je fotometrijski opseg?

Fotometrijski opseg je jedna od specifikacija u instrumentima za fotometar, u spektrofotometrima V-730 vidljivim od UV zraka fotometrijski opseg (približno) je -4 ~ 4 Abs.

U ovom članku, pregled fotometrije , raspravlja se o fotometrijskim veličinama, instrumentima fotometrije plamena, fotometru s jednim snopom, elektromagnetskom spektru i primjenama. Evo pitanja za vas što je spektrofotometrija?