Шта је фотометрија: фотометријске величине и њене примене

Фотометрију је изумео Дмитриј Лачинов, а изрази који се користе у фотометрији су зрачење, светлосни ток, интензитет светлости и ефикасност и осветљеност. Најважнија информација коју добијамо о небеском објекту је количина енергије која се назива флуксом. У облику електромагнетна зрачења , наука о великом протоку небеских објеката назива се фотометрија. Ово је ефикасан начин за мерење осветљености светлости од астрономских објеката и стога игра кључну улогу у карактеризацији астрофизичког циља. Кратко објашњење фотометрије размотрено је у наставку.

Шта је фотометрија?

Дефиниција: Фотометрија се користи за мерење светлосне величине и то је грана оптике у којој разговарамо о интензитету који емитује извор. Диференцијална фотометрија и апсолутна фотометрија су две врсте фотометрије. Појам зрачења, светлосни ток, интензитет светлости и ефикасност и осветљеност су термини који се користе у фотометрији. Ток зрачења је дефинисан као укупан број енергије коју зрачи извор у секунди и представљен је словом „Р“.

Светлосни ток је дефинисан као укупан број енергије коју извор емитује у секунди и представљен је симболом φ. Јачина светлости се дефинише као укупна запремина светлосног флукса подељена са 4Π. Светлосна ефикасност је дефинисана као однос светлосног флукса према зрачењу и представљена је симболом „η“. Интензитет се дефинише као однос светлосног флукса по јединици површине и означава се словом „И“ (И = Δφ / ΔА). Осветљеност (Е) је светлост која пада на површину земље.

Фотометар и електромагнетни спектар

Фотометар је експеримент постављен за упоређивање осветљености два извора на екрану. Размотримо реалан пример за разумевање фотометра.

Осветљеност два извора на екрану

На слици се налази оптичка клупа, где су два извора А и Б постављена на две стране екрана ‘С’, а две табле су постављене на два краја екрана. На левој креденци је кружни рез, а на десној је рез у облику прстена. Када се укључи извор „А“, на екрану се добија кружна путања због светлости која пролази кроз кружни рез. Слично томе, када је извор „Б“ укључен, можете видети светлост која пролази кроз прстенасту регију и на екрану се појављује прстен прстена.

Када су оба извора укључена, можете видети да су обе закрпе истовремено осветљене и можете видети различиту осветљеност две закрпе. Када се извор „А“ приближи екрану, видећете да кружна закрпа постаје светлија или можете да видите да се осветљеност извора „А“ на екрану повећава. Слично томе, када се извор „Б“ приближи екрану, видећете да осветљеност прстенастог облика постаје већа због мање удаљености.

Сада су извори прилагођени на такав начин да, нема разлике између ова два извора. Осветљеност екрана због два извора је иста или једнака. Када осветљење због извора на екрану постане једнако, можемо да користимо

Л₁/ р₁^два= Л._два/ р_два^два

Где Л.₁и ја_двасу интензитет осветљења два извора и р₁^два& р_два^двасу одвајање извора од екрана. Горња једначина назива се принципом фотометрије.

Електромагнетни спектар састоји се од седам подручја, а то су видљиви спектар, инфрацрвени спектар, радио таласи, микроталаси, ултраљубичасти спектар, к зраци и гама зраци. Најдужи су радио таласи таласна дужина и најнижа фреквенција када се радио таласи померају слева удесно, таласна дужина се повећава, фреквенција повећава и енергија ће се смањивати. Радиоталаси, микроталаси и инфрацрвени таласи су нискоенергетски електромагнетни таласи. Ултравијолични, к зраци и гама зраци су високоенергетски електромагнетни таласи. Електромагнетни спектар је приказан у наставку.

Електромагнетни спектар за фотометрију

Фотометрија се разматра само са видљивим делом спектра, од око 380 до 780 нанометара. У посматрачкој астрономији фотометрија је основна и важна је техника.

Фотометар са једним снопом

Фотометар са једним снопом следи „ЗАКОН ЛАМБЕРТА“ да би одредио концентрацију непознатих узорака. Апсорпција светлости референтним узорком и непознатим узорком користи се за добијање вредности непознатог. Конструкција инструмента фотометра са једним снопом приказана је на доњој слици.

Фотометар са једним снопом

Основне компоненте фотометра са једним снопом су извор светлости и апсорпција или сметње филтер . Назван је фотометар, јер је уређај који служи за изоловање таласних дужина на слици филтер, кивета се користи као држач узорка, а фотоћелија или фотонапонска ћелија делује као детектор. Извор светлости који се обично користи је волфрамова халогена лампа. Када се волфрам сличан нитима загреје, он почиње да емитује зрачења у видљивом подручју и та зрачења делују као извор светлости за инструмент.

Круг за контролу интензитета користи се за варирање напона напајања сијалице од волфрамове нити, променом напона, лампа може променити интензитет. Интензитет треба одржавати константним током трајања експеримента. Филтер може бити основни апсорпциони филтер, овај филтер упија светлост одређене таласне дужине и омогућава да кроз њега пролази само одређена таласна дужина. Светлост којој је дозвољено да пролази углавном зависи од боје материјала, на пример, црвена ће омогућити да зрачења у црвеној регији прођу и тако даље.

Селективност ових филтера је врло мала и емисија постојећих ових филтера није високо монохроматска. Други филтер који се користи је интерференцијски филтер, а детектори који се могу користити у фотометрији са једним снопом могу бити фотонапонске ћелије. Детектори дају очитавања интензитета светлости. Закон инверзног квадрата и косинусни закон су две врсте закона који се користе за израду фотометријских мерења.

Рад фотометра са једним снопом

Светлост из извора пада на раствор смештен у кивету. Овде се преноси део светлости, а преостали део светлости се преноси. Пренесена светлост пада на детекторе који производе фотострују пропорционалну интензитету светлости. Ова фотоструја улази у галванометар где се приказују очитавања.

Инструментом се управља у следећим корацима

• У почетку је детектор затамњен и галванометар је механички подешен на нулу
• Сада се референтно решење чува у држачу узорка
• Светлост се преноси из раствора
• Интензитет извора светлости се подешава помоћу кола за контролу интензитета, тако да галванометар показује 100% пренос
• Када је калибрација завршена, очитавања за стандардни узорак (К_с) и непознати узорак (К_до) се узимају. Концентрација непознатог узорка се утврђује помоћу доње формуле.

К_до= К_с* И_К/ И_С.

Где К_доје концентрација непознатог узорка, К_сје концентрација референтног узорка, И_Кје непознато читање и ја_С.је референтно читање.

Инструментација пламене фотометрије

Основни инструменти пламенске фотометрије приказани су у наставку.

Инструментација пламене фотометрије

На слици горионик производи побуђене атоме и раствор узорка се шири на комбинацију горива и оксиданса. Гориво и оксиданти су потребни за стварање пламена, тако да узорак претвара неутралне атоме и узбуђује се топлотном енергијом. Температура пламена треба да буде стабилна и такође идеална. Ако је температура висока, елементи у узорку претварају се у јоне уместо у неутралне атоме. Ако је температура прениска, тада атоми можда неће прећи у побуђено стање, па се користи комбинација горива и оксиданата.

Монохроматски је потребан за изоловање светлости у одређеној таласној дужини од преостале светлости пламена. Фотометријски детектор пламена сличан је оном у спектрофотометру, за очитавање снимка са детектора користе се компјутеризовани снимачи. Главни недостаци пламене фотометрије су прецизност на ниском нивоу, тачност на ниском нивоу, а због високе температуре јонске сметње су веће.

Разлика између колориметрије и фотометрије

Разлика између колориметрије и фотометрије приказана је у доњој табели

Фотометријске величине

Фотометријске величине су приказане у доњој табели

Производи за фотометар

Неки од фотометра су приказани у доњој табели

Апликације

Примене фотометрије су

• Хемикалије
• Земљишта
• Пољопривреда
• Пхармацеутицалс
• Стакло и керамика
• Биљни материјали
• Вода
• Микробиолошке лабораторије
• Биолошке лабораторије

ФАК

1). Шта је фотометријски тест?

Фотометријски тест је потребан за мерење интензитета и расподеле светлости.

2). Шта су фотометријске величине?

Фокус зрачења, светлосни ток, интензитет светлости и ефикасност и осветљеност су фотометријске величине.

3). Шта је фотометријска анализа?

Анализа фотометријског укључује мерење спектра у видљивим, ултраљубичастим и инфрацрвеним регионима

4). Која је разлика између фотометрије и спектрофотометрије?

Спектрометар се користи за мерење концентрације раствора, док фотометрија мери интензитет светлости.

5). Шта је фотометријски опсег?

Фотометријски опсег је једна од спецификација у инструментима за фотометар, у спектрофотометрима В-730 видљивим од УВ зрака, фотометријски опсег (приближно) је -4 ~ 4 Абс.

У овом чланку преглед фотометрије , расправља се о фотометријским величинама, инструментима фотометрије пламена, фотометру са једним снопом, електромагнетном спектру и апликацијама. Ево питања за вас шта је спектрофотометрија?