Фотометрията е изобретена от Дмитрий Лачинов и термините, използвани във фотометрията, са лъчист поток, светлинен поток, интензитет на светлината и ефективност и осветеност. Най-важната информация, която получаваме за небесния обект, е количеството енергия, което се нарича поток. Под формата на електромагнитни лъчения , науката за големия поток от небесни обекти се нарича фотометрия. Това е ефективен начин за извършване на измерване на яркостта на светлината от астрономически обекти и следователно играе ключова роля в характеризирането на астрофизична цел. Краткото обяснение на фотометрията е разгледано по-долу.
Какво представлява фотометрията?
Определение: Фотометрията се използва за измерване на количеството светлина и това е клонът на оптиката, в който обсъждаме интензивността, излъчвана от източник. Диференциалната фотометрия и абсолютната фотометрия са двата вида фотометрия. Излъчващият поток, светлинният поток, интензитетът на светлината и ефективността и осветеността са термините, използвани във фотометрията. Потокът на лъчи се определя като общия брой енергия, която се излъчва от източник в секунда и се представя с буква „R“.
Светлинният поток се дефинира като общия брой енергия, която се излъчва от източник в секунда и се представя със символ φ. Интензитетът на светлината се определя като общ обем на светлинния поток, разделен на 4Π. Светлинната ефективност се дефинира като отношение на светлинния поток към лъчистия поток и е представено със символ „η“. Интензитетът се определя като съотношение на светлинния поток на единица площ и се обозначава с буква „I“ (I = Δφ / ΔA). Осветеността (E) е светлината, падаща на повърхността на земята.
Фотометър и електромагнитен спектър
Фотометърът е създаден експеримент, използван за сравняване на осветеността на двата източника на екран. Нека разгледаме реалистичен пример за разбиране на фотометъра.
Осветеност на два източника на екран
На фигурата има оптична пейка, където два източника A и B, разположени от двете страни на екрана ‘S’ и две дъски са поставени в двата края на екрана. На левия бюфет има кръгъл разрез, а на десния бюфет има изрез на пръстеновидна форма. Когато се включи източник „А“, на екрана се получава кръгов път поради светлината, преминаваща през кръговия разрез. По същия начин, когато източникът „B“ е включен, можете да видите светлина, преминаваща през пръстеновидната област и пръстеновидният пластир се получава на екрана.
Когато и двата източника са включени, можете да видите, че двете лепенки са осветени едновременно и можете да видите различната осветеност на две лепенки. Когато източник „А“ се приближи до екрана, ще видите, че кръговият пластир става по-ярък или можете да видите, че осветеността на източника „А“ на екрана се увеличава. По същия начин, когато източник „B“ се приближи до екрана, тогава ще видите, че осветеността на пластира с форма на пръстен става по-голяма поради по-малкото разстояние.
Сега източниците са коригирани по такъв начин, че да няма разлика между тези два източника. Осветеността на екрана поради двата източника е еднаква или равна. Когато осветеността поради източниците на екрана стане еднаква, можем да използваме
L1/ r1две= Lдве/ rдведве
Където L1и Lдвеса интензивността на осветяване на два източника и r1две& rдведвеса отделянето на източниците от екрана. Горното уравнение се нарича принцип на фотометрията.
Електромагнитният спектър се състои от седем области, те са видим спектър, инфрачервен спектър, радиовълни, микровълни, ултравиолетов спектър, рентгенови лъчи и гама лъчи. Най-дълги са радиовълните дължина на вълната и най-ниската честота, когато радиовълните се движат отляво надясно, дължината на вълната се увеличава, честотата се увеличава и енергията ще намалява. Радиовълните, микровълните и инфрачервените вълни са нискоенергийните електромагнитни вълни. Ултравиолетовите, рентгеновите и гама лъчите са високоенергийните електромагнитни вълни. Електромагнитният спектър е показан по-долу.
Електромагнитен спектър за фотометрия
Фотометрията се разглежда само с видимата част от спектъра, от около 380 до 780 нанометра. В наблюдателната астрономия фотометрията е от основно значение и е важна техника.
Фотометър с един лъч
Еднолъчевият фотометър следва “LAMBERT LAW”, за да определи концентрацията на неизвестните проби. Поглъщането на светлина от референтна проба и неизвестна проба се използва за получаване на стойността на неизвестното. Конструкцията на еднолъчевия фотометър е показана на фигурата по-долу.
Инструмент за фотометър с един лъч
Основните компоненти на фотометъра с един лъч са източник на светлина и поглъщане или смущения филтър . Нарича се фотометър, тъй като устройството, което се използва за изолиране на дължините на вълните във фигура, е филтърът, кюветата се използва като държач на пробата, а фотоклетката или фотоволтаичната клетка действа като детектор. Обикновено източникът на светлина е волфрамова халогенна лампа. Когато нажежаемият волфрам се нагрява, той започва да излъчва излъчвания във видимата област и тези излъчвания действат като източник на светлина за инструмента.
Схема за контрол на интензитета се използва за промяна на подаването на напрежение към лампата с волфрамова нажежаема жичка, чрез промяна на напрежението лампата може да промени интензитета. Интензитетът трябва да се поддържа постоянен по време на експеримента. Филтърът може да бъде основен филтър за поглъщане, този филтър абсорбира светлина с определена дължина на вълната и позволява само определена дължина на вълната да премине през него. Светлината, която се пропуска, зависи главно от цвета на материала, например червеното ще позволи на излъчванията в червената област да преминат и така нататък.
Селективността на тези филтри е много ниска и емисиите на съществуващите от тях не са силно монохроматични. Другият филтър, който се използва, е интерференционният филтър, а детекторите, които могат да се използват в еднолъчевата фотометрия, могат да бъдат фотоволтаични клетки. Детекторите дават показания за интензивността на светлината. Законът за обратния квадрат и косинусът са двата типа закони, използвани за получаване на фотометричните измервания.
Работа на фотометър с един лъч
Светлината от източника пада върху разтвора, поставен в кюветата. Тук се предава част от светлината, а останалата част от светлината. Предаваната светлина пада върху детекторите, които произвеждат фототок, пропорционален на интензитета на светлината. Този фототок преминава в галванометъра, където се показват показанията.
Инструментът работи в следните стъпки
- Първоначално детекторът се затъмнява и галванометърът се регулира механично на нула
- Сега референтен разтвор, съхраняван в държача на пробата
- Светлината се предава от разтвора
- Интензитетът на източника на светлина се регулира чрез използване на верига за контрол на интензитета, така че галванометърът показва 100% предаване
- След като калибрирането приключи, показанията за стандартната проба (Qс) и неизвестна проба (Qда се) са взети. Концентрацията на неизвестна проба се установява с помощта на формулата по-долу.
Въпрос:да се= Qс* АзВъпрос:/ IС
Където Qда сее концентрацията на неизвестната проба, Qсе концентрацията на референтната проба, IВъпрос:е непознатото четиво и азСе референтното четене.
Пламенна фотометрия
Основната апаратура за фотометрия на пламъка е показана по-долу.
Пламенна фотометрия
На фигурата горелката произвежда възбудени атоми и разтворът на пробата се разпространява в комбинация от гориво и окислител. Горивото и окислителите са необходими, за да произвеждат пламък, така че пробата да преобразува неутрални атоми и да се възбужда от топлинна енергия. Температурата на пламъка трябва да бъде стабилна и също идеална. Ако температурата е висока, елементите в пробата се превръщат в йони вместо в неутрални атоми. Ако температурата е твърде ниска, тогава атомите може да не преминат в възбудено състояние, така че се използва комбинация от гориво и окислители.
Едноцветният е необходим, за да изолира светлината в определена дължина на вълната от останалата светлина на пламъка. Фотометричният детектор на пламъка е подобен на този на спектрофотометъра, за отчитане на записа от детекторите се използват компютърни записващи устройства. Основните недостатъци на фотометрията на пламъка са прецизността е ниска, точността е ниска и поради високата температура йонните смущения са повече.
Разлика между колориметрията и фотометрията
Разликата между колориметрията и фотометрията е показана в таблицата по-долу
S.NO | Колориметрия | Фотометрия |
1 | Това е един вид инструмент, който се използва за измерване на интензитета на светлината на светлините | Използва се за измерване на яркостта на звездите, астероида и всяко друго небесно тяло |
две | Луис Жул Дюбосек е изобретил този колориметър през 1870 година | Дмитрий Лачинов изобретил фотометрия |
3 | Основният недостатък е в UV и IR региони, които не работят | Основният недостатък на тази фотометрия е, че е трудно да се получи |
4 | Предимства: Не е скъп, лесно преносим и лесно транспортируем | Предимства: просто и икономично |
Фотометрични количества
Фотометричните величини са показани в таблицата по-долу
S.NO | Фотометрично количество | Символ | Мерна единица |
1 | Светлинен поток | Символът на светлинния поток е Φ | Лумен |
две | Светлинен интензитет | Интензитетът на светлината е представен от I | Кандела (CD) |
3 | Яркост | Яркостта е представена от L | Cd / mдве |
4 | Осветеност и светеща емисия | Осветеността и светлината са представени от Е | Лукс (lx) |
5 | Светлинна експозиция | Светещата експозиция е представена от H | Lux Second (lx.s) |
6 | Светлинна ефективност | Символът на светлинната ефективност еη | Лумен на ват |
7 | Светлинна енергия | Символът на светещата енергия е Q | Лумен втори |
Фотометър продукти
Някои от фотометрите са показани в таблицата по-долу
S.NO | Фотометър продукти | Марка | Модел | Разходи |
1 | Фотометричен клиничен пламък със светодиоден дисплей на Systonic | Систоник | S-932 | 30 000 Rs / - |
две | Радикален двуканален фотомер за пламък | Радикален | RS-392 | 52 350 Rs / - |
3 | Фотометър с пламък METZER | METZER | METZ-779 | 19 500 Rs / - |
4 | Фотометър с пламък NSLI INDIA | NSLI ИНДИЯ | ПЛАМЪК 01 | 18 500 Rs / - |
5 | Фотометър с пламък Chemilini | Чемилини | CL-410 | 44 000 Rs / - |
Приложения
Приложенията на фотометрията са
- Химикали
- Почви
- селско стопанство
- Фармацевтични продукти
- Стъкло и керамика
- Растителни материали
- Вода
- Микробиологични лаборатории
- Биологични лаборатории
ЧЗВ
1). Какво е фотометричен тест?
Фотометричният тест е необходим за измерване на интензитета и разпределението на светлината.
2). Какво представляват фотометричните величини?
Излъчващият поток, светлинният поток, интензитетът на светлината и ефективността и осветеността са фотометричните величини.
3). Какво е фотометричен анализ?
Анализът на фотометрията включва измерване на спектъра във видими, ултравиолетови и инфрачервени области
4). Каква е разликата между фотометрията и спектрофотометрията?
Спектрометърът се използва за измерване на концентрацията на разтвора, докато фотометрията измерва интензивността на светлината.
5). Какъв е фотометричният обхват?
Фотометричният обхват е една от спецификациите на фотометричните уреди, във V-730 UV-видими спектрофотометри фотометричният обхват (приблизително) е -4 ~ 4 Abs.
В тази статия общ преглед на фотометрията , обсъждат се фотометрични величини, апаратура за фотометрия с пламък, фотометър с един лъч, електромагнитен спектър и приложения. Ето въпрос към вас какво е спектрофотометрия?
