Mikä on fotometria: fotometriset määrät ja sen sovellukset

Fotometrian on keksinyt Dmitry Lachinov, ja fotometriassa käytetyt termit ovat säteilyvirta, valovirta, valovoima ja tehokkuus sekä valaistus. Tärkein tieto, jonka saamme taivaankappaleesta, on energiamäärä, jota kutsutaan virtaukseksi. Muodossa sähkömagneettiset säteilyt , tiedettä taivaankappaleiden suuresta virtauksesta kutsutaan fotometriaksi. Tämä on tehokas tapa suorittaa tähtitieteellisten kohteiden valon kirkkauden mittaus, ja siksi sillä on keskeinen rooli astrofyysisen kohteen kuvauksessa. Fotometrian lyhyttä selitystä käsitellään jäljempänä.

Mikä on fotometria?

Määritelmä: Fotometriaa käytetään valomäärän mittaamiseen, ja se on optiikan haara, jossa keskustellaan lähteen lähettämästä intensiteetistä. Differentiaalifotometria ja absoluuttinen fotometria ovat kahta fotometrityyppiä. Säteilyvirta, valovirta, valovoima ja tehokkuus sekä valaistusvoima ovat termit, joita käytetään fotometriassa. Säteilyvirta määritellään energian kokonaismääränä, jota lähde säteilee sekunnissa, ja sitä edustaa R-kirjain.

Valovirta määritellään energian kokonaismääränä, jonka lähde tuottaa sekunnissa, ja sitä edustaa symboli φ. Valovoima määritellään valovirran kokonaismääränä jaettuna 4Π: llä. Valotehokkuus määritellään valovirran ja säteilyvirran suhteena, ja sitä edustaa symboli η. Intensiteetti määritellään valovirran suhteena pinta-alayksikköä kohti ja sitä merkitään kirjaimella 'I' (I = Δφ / ΔA). Valaistusvoimakkuus (E) on maan pinnalle putoava valo.

Fotometri ja sähkömagneettinen spektri

Fotometri on koe, jota käytetään vertailemaan kahden lähteen valotehoa näytöllä. Tarkastellaan realistista esimerkkiä fotometrin ymmärtämiseksi.

Kahden lähteen valaistus näytöllä

Kuvassa on optinen penkki, jossa kaksi lähdettä A ja B, jotka on sijoitettu ruudun molemmille puolille S ja kaksi levyä, on sijoitettu ruudun kahteen päähän. Vasemmalla sivupöydällä on pyöreä leikkaus ja oikealla puolella on rengasmainen leikkaus. Kun lähde A kytketään päälle, näytölle saadaan pyöreä reitti pyöreän leikkauksen läpi kulkevan valon vuoksi. Vastaavasti, kun lähde B kytketään päälle, näet valon kulkevan rengasmaisen alueen läpi ja rengaspaikka saadaan näytöltä.

Kun molemmat lähteet ovat päällä, näet, että molemmat laastarit valaistaan ​​samanaikaisesti ja näet kahden laastarin erilaisen valaistuksen. Kun lähde A tuodaan lähemmäksi näyttöä, huomaat, että pyöreä laastari kirkastuu tai voit nähdä, että lähteen A valaistus näytöllä kasvaa. Vastaavasti, kun lähde B tuodaan lähemmäksi näyttöä, huomaat, että renkaan muotoisen laastarin valaistus tulee enemmän pienemmän etäisyyden vuoksi.

Lähteet on nyt mukautettu siten, että näiden kahden lähteen välillä ei ole eroa. Näiden kahden lähteen aiheuttama näytön valaistus on sama tai yhtä suuri. Kun näytön lähteiden aiheuttama valaistus tasaantuu, voimme käyttää sitä

L₁/ r₁^kaksi= L_kaksi/ r_kaksi^kaksi

Missä L₁ja minä_kaksiovat kahden lähteen ja r: n valaistuksen voimakkuus₁^kaksi& r_kaksi^kaksiovat lähteiden erottaminen näytöstä. Yllä olevaa yhtälöä kutsutaan fotometrian periaatteeksi.

Sähkömagneettinen spektri koostuu seitsemästä alueesta, jotka ovat näkyvä spektri, infrapunaspektri, radioaallot, mikroaallot, ultraviolettispektri, röntgensäteet ja gammasäteet. Radioaallot ovat pisin aallonpituus ja pienin taajuus, kun radioaallot liikkuvat vasemmalta oikealle, aallonpituus kasvaa, taajuus kasvaa ja energia vähenee. Radioaallot, mikroaallot ja infrapuna-aallot ovat matalan energian sähkömagneettisia aaltoja. Ultravioletti-, röntgensäteet ja gammasäteet ovat korkean energian sähkömagneettisia aaltoja. Sähkömagneettinen spektri on esitetty alla.

Sähkömagneettinen spektri fotometriaa varten

Fotometriaa tarkastellaan vain spektrin näkyvän osan ollessa noin 380 - 780 nanometriä. Havainnoivassa tähtitieteessä fotometria on perustavaa laatua olevaa tekniikkaa.

Yksisäteinen fotometri

Yksisäteinen fotometri seuraa 'LAMBERT LAW' -asetusta tuntemattomien näytteiden pitoisuuden määrittämiseksi. Valon absorptiota vertailunäytteellä ja tuntemattomalla näytteellä käytetään tuntemattoman arvon saamiseksi. Yksisäteisen fotometrilaitteen rakenne on esitetty alla olevassa kuvassa.

Yksisäteinen fotometrilaite

Yksisäteisen fotometrin peruskomponentit ovat valonlähde ja absorptio tai häiriö suodattaa . Sitä kutsutaan fotometriksi, koska laite, jota käytetään aallonpituuksien eristämiseen kuvassa, on suodatin, kyvettiä käytetään näytteenpitimena ja valokenno tai aurinkokenno toimii ilmaisimena. Yleisesti käytetty valonlähde on volframihalogeenilamppu. Kun hehkulangan kaltainen volframi kuumennetaan, se alkaa säteillä näkyvällä alueella, ja nämä säteilyt toimivat laitteen valonlähteenä.

Intensiteetin säätöpiiriä käytetään vaihtamaan volframihehkulampun jännitesyöttöä vaihtelemalla jännitettä, lamppu voi muuttaa voimakkuutta. Intensiteetti tulisi pitää vakiona kokeen ajan. Suodatin voi olla perusabsorptiosuodatin, tämä suodatin absorboi tietyn aallonpituuden valoa ja antaa vain tietyn aallonpituuden kulkea sen läpi. Valon, jonka annetaan kulkea, riippuu pääasiassa materiaalin väristä, esimerkiksi punainen antaa punaisen alueen säteilyjen kulkea ja niin edelleen.

Näiden suodattimien selektiivisyys on hyvin heikkoa eikä olemassa olevien suodattimien emissio ole kovin yksivärinen. Toinen käytetty suodatin on häiriösuodatin, ja detektorit, joita voidaan käyttää yhden säteen fotometriassa, voivat olla aurinkokennoja. Ilmaisimet antavat lukemat valon voimakkuudesta. Käänteinen neliölainsäädäntö ja kosinilaki ovat kahden tyyppisiä lakeja, joita käytetään fotometristen mittausten tuottamiseen.

Yksisäteisen fotometrin toiminta

Lähteen valo putoaa kyvettiin asetettuun liuokseen. Tässä osa havaitusta valosta ja jäljellä oleva osa valosta välittyy. Lähetetty valo putoaa ilmaisimiin, jotka tuottavat valovirtaa verrannollisesti valon voimakkuuteen. Tämä valovirta saapuu galvanometriin, jossa lukemat näytetään.

Laitetta käytetään seuraavissa vaiheissa

• Aluksi ilmaisin tummenee ja galvanometri säädetään mekaanisesti nollaan
• Nyt vertailuliuos, jota pidetään näytteenpitimessä
• Valo välittyy liuoksesta
• Valonlähteen voimakkuus säädetään intensiteetin säätöpiirillä siten, että galvanometri näyttää 100% läpäisevyyden
• Kun kalibrointi on valmis, standardinäytteen (Q_s) ja tuntematon näyte (Q_että) ovat otettu. Tuntemattoman näytteen pitoisuus saadaan selville käyttämällä seuraavaa kaavaa.

Q_että= Q_s* I_Q/ I_S

Missä Q_ettäon tuntemattoman näytteen konsentraatio, Q_son vertailunäytteen konsentraatio, I_Qon tuntematon lukema ja minä_Son viitelukema.

Liekin fotometriamittarit

Liekin fotometrian peruslaitteet on esitetty alla.

Liekin fotometriamittarit

Kuvassa poltin tuottaa virittyneitä atomeja ja näyteliuosta levitetään polttoaineen ja hapettimen yhdistelmään. Polttoainetta ja hapettimia tarvitaan liekin tuottamiseen siten, että näyte muuntaa neutraalit atomit ja innostuu lämpöenergiasta. Liekin lämpötilan tulisi olla vakaa ja myös ihanteellinen. Jos lämpötila on korkea, näytteen elementit muuttuvat ioneiksi neutraalien atomien sijasta. Jos lämpötila on liian matala, atomit eivät välttämättä mene viritettyyn tilaan, joten käytetään polttoaineen ja hapettimien yhdistelmää.

Yksiväristä tarvitaan eristämään tietyn aallonpituuden valo liekin jäljellä olevasta valosta. Liekin fotometrinen ilmaisin on samanlainen kuin spektrofotometri, jotta voidaan lukea tallenne ilmaisimista käytetään tietokoneistettuja tallentimia. Liekin fotometrian tärkeimmät haitat ovat tarkkuus on pieni, tarkkuus on pieni ja korkean lämpötilan vuoksi ioniset häiriöt ovat enemmän.

Ero kolorimetrian ja fotometrian välillä

Kolorimetrian ja fotometrian välinen ero on esitetty alla olevassa taulukossa

Fotometriset määrät

Fotometriset määrät on esitetty alla olevassa taulukossa

Fotometrituotteet

Jotkut fotometrituotteista on esitetty alla olevassa taulukossa

Sovellukset

Fotometrian sovellukset ovat

• Kemikaalit
• Maaperä
• Maatalous
• Lääkkeet
• Lasi ja keramiikka
• Kasvimateriaalit
• Vesi
• Mikrobiologiset laboratoriot
• Biologiset laboratoriot

Usein kysytyt kysymykset

1). Mikä on fotometrinen testi?

Fotometrinen testi tarvitaan valon voimakkuuden ja jakauman mittaamiseksi.

2). Mitkä ovat fotometriset suuruudet?

Säteilyvirta, valovirta, valovoima ja hyötysuhde sekä valaistusvoima ovat fotometrisiä määriä.

3). Mikä on fotometrinen analyysi?

Fotometrian analyysi sisältää spektrin mittaamisen näkyvillä, ultravioletti- ja infrapuna-alueilla

4). Mitä eroa on fotometrialla ja spektrofotometrialla?

Spektrometriä käytetään liuoksen konsentraation mittaamiseen, kun taas fotometria mittaa valon voimakkuutta.

5). Mikä on fotometrinen alue?

Fotometrinen alue on yksi fotometrilaitteiden spesifikaatioista, V-730 UV-näkyvissä spektrofotometreissä fotometrinen alue (noin) on -4 ~ 4 Abs.

Tässä artikkelissa yleiskatsaus fotometriasta , fotometriset määrät, liekkifotometriset instrumentit, yhden säteen fotometri, sähkömagneettinen spektri ja sovellukset. Tässä on kysymys sinulle, mikä on spektrofotometria?