Kas yra fotometrija: fotometriniai kiekiai ir jų pritaikymas

Fotometriją išrado Dmitrijus Lachinovas, o fotometrikoje vartojami terminai yra spinduliavimo srautas, šviesos srautas, šviesos intensyvumas ir efektyvumas bei apšvietimas. Svarbiausia informacija, kurią gauname apie dangaus objektą, yra energijos kiekis, kuris vadinamas srautu. Formoje elektromagnetinės spinduliuotės , mokslas apie didžiausią dangaus objektų srautą vadinamas fotometrija. Tai yra efektyvus būdas atlikti astronominių objektų šviesos ryškumo matavimą, todėl jis atlieka pagrindinį vaidmenį apibūdinant astrofizinį taikinį. Trumpas fotometrijos paaiškinimas aptariamas toliau.

Kas yra fotometrija?

Apibrėžimas: Fotometrija naudojama šviesos kiekiui matuoti, ir tai yra optikos šaka, kurioje aptariame šaltinio skleidžiamą intensyvumą. Diferencinė fotometrija ir absoliuti fotometrija yra du fotometrijos tipai. Spinduliavimo srautas, šviesos srautas, šviesos intensyvumas ir efektyvumas bei apšvietimas yra terminai, vartojami fotometrikoje. Spinduliuojamasis srautas apibrėžiamas kaip bendras energijos, kurią spinduliuoja šaltinis per sekundę, skaičius ir jį žymi raidė „R“.

Šviesos srautas apibrėžiamas kaip bendras energijos, kurią skleidžia šaltinis per sekundę, skaičius ir jį žymi simbolis φ. Šviesos intensyvumas apibrėžiamas kaip bendras šviesos srauto tūris, padalytas iš 4Π. Šviesos efektyvumas apibrėžiamas kaip šviesos srauto ir spinduliavimo srauto santykis ir jis žymimas simboliu „η“. Intensyvumas apibrėžiamas kaip šviesos srauto santykis ploto vienete ir jis žymimas raide „I“ (I = Δφ / ΔA). Apšvietimas (E) yra šviesa, krentanti ant žemės paviršiaus.

Fotometras ir elektromagnetinis spektras

Fotometras yra eksperimentas, sukurtas palyginti dviejų šaltinių apšvietimą ekrane. Apsvarstykite realų pavyzdį, kaip suprasti fotometrą.

Dviejų šaltinių apšvietimas ekrane

Paveiksle yra optinis stendas, kuriame du šaltiniai A ir B, išdėstyti ant dviejų ekrano pusių ‘S’, ir dvi lentos dedamos į du ekrano galus. Kairiajame indelyje yra apskritas pjūvis, o dešiniajame - žiedo formos pjūvis. Įjungus šaltinį „A“, ekrane gaunamas apskritas kelias dėl šviesos, einančios per apskritą pjūvį. Panašiai, kai įjungiamas šaltinis „B“, galite matyti šviesą, einančią per žiedinę sritį, o ekrane gaunamas žiedinis pleistras.

Įjungus abu šaltinius, galite matyti, kad abu pleistrai yra apšviesti vienu metu, ir galite matyti skirtingą dviejų pleistrų apšvietimą. Kai šaltinis „A“ priartės prie ekrano, pamatysite, kad apskritas pleistras tampa ryškesnis arba matote, kad šaltinio „A“ apšvietimas ekrane padidėja. Panašiai, kai šaltinis „B“ priartės prie ekrano, pamatysite, kad žiedo formos pleistro apšvietimas tampa didesnis dėl mažesnio atstumo.

Dabar šaltiniai sureguliuoti taip, kad tarp šių dviejų šaltinių nebūtų jokio skirtumo. Apšvietimas ekrane dėl dviejų šaltinių yra vienodas arba lygus. Kai apšvietimas dėl ekrane esančių šaltinių tampa vienodas, galime naudoti

L₁/ r₁^du= L_du/ r_du^du

Kur L₁ir L_duyra dviejų šaltinių ir r apšvietimo intensyvumas₁^du& r_du^duyra šaltinių atskyrimas nuo ekrano. Minėta lygtis vadinama fotometrijos principu.

Elektromagnetinis spektras susideda iš septynių sričių, ty matomo spektro, infraraudonųjų spindulių, radijo bangų, mikrobangų, ultravioletinių spindulių, rentgeno ir gama spindulių. Radijo bangos yra ilgiausios bangos ilgis ir žemiausias dažnis, kai radijo bangos juda iš kairės į dešinę, bangos ilgis didėja, dažnis didėja ir energija mažės. Radijo, mikrobangų ir infraraudonųjų spindulių bangos yra mažos energijos elektromagnetinės bangos. Ultravioletiniai, rentgeno ir gama spinduliai yra didelės energijos elektromagnetinės bangos. Elektromagnetinis spektras parodytas žemiau.

Elektromagnetinis spektras fotometrijai

Fotometrija laikoma tik matoma spektro dalimi, nuo maždaug 380 iki 780 nanometrų. Stebėjimo astronomijoje fotometrija yra pagrindinė ir ji yra svarbi technika.

Vienos šviesos fotometras

Vieno pluošto fotometras nustatomas pagal „LAMBERT LAW“, kad būtų nustatyta nežinomų mėginių koncentracija. Šviesos absorbcija, naudojant etaloninį mėginį ir nežinomą mėginį, naudojama nežinomos vertės nustatymui. Vieno pluošto fotometro prietaiso konstrukcija parodyta žemiau esančiame paveiksle.

Vienos šviesos fotometro prietaisas

Pagrindiniai vieno pluošto fotometro komponentai yra šviesos šaltinis ir absorbcija arba trukdžiai filtras . Tai vadinama fotometru, nes įtaisas, naudojamas pavaizduoti bangos ilgius, yra filtras, kiuvetė naudojama kaip mėginio laikiklis, o fotoelementas arba fotoelektros elementas veikia kaip detektorius. Paprastai naudojamas šviesos šaltinis yra volframo halogeninė lempa. Kaitinant į kaitinamąjį siūlą panašų volframą, jis pradeda skleisti spindulius matomoje srityje, ir šie spinduliai veikia kaip instrumento šviesos šaltinis.

Intensyvumo reguliavimo grandinė naudojama volframo kaitinamosios lempos įtampai keisti, keičiant įtampą, lempa gali pakeisti intensyvumą. Intensyvumas turėtų būti pastovus visą eksperimento laiką. Filtras gali būti pagrindinis absorbcijos filtras, šis filtras sugeria tam tikro bangos ilgio šviesą ir leidžia pro jį praleisti tik tam tikrą bangos ilgį. Šviesa, kurią leidžiama praleisti, daugiausia priklauso nuo medžiagos spalvos, pavyzdžiui, raudona leis praeiti raudonos srities spinduliuotei ir pan.

Šių filtrų selektyvumas yra labai mažas, o esamų šių filtrų emisija nėra labai vienspalvė. Kitas naudojamas filtras yra trukdžių filtras, o detektoriai, kuriuos galima naudoti atliekant vieno pluošto fotometriją, gali būti fotovoltiniai elementai. Detektoriai pateikia šviesos intensyvumo rodmenis. Atvirkštinis kvadrato dėsnis ir kosinuso dėsnis yra dviejų tipų dėsniai, naudojami fotometriniams matavimams atlikti.

Vienos šviesos fotometro darbas

Šaltinio šviesa patenka į kiuvetėje įdėtą tirpalą. Čia perduodama dalis stebimos šviesos ir likusi šviesos dalis. Perduodama šviesa patenka į detektorius, kurie sukuria šviesos srovę, proporcingą šviesos intensyvumui. Ši fotosrovė patenka į galvanometrą, kur rodomi rodmenys.

Prietaisas valdomas šiais veiksmais

• Iš pradžių detektorius patamsėja, o galvanometras mechaniškai sureguliuojamas iki nulio
• Dabar etaloninis tirpalas laikomas mėginio laikiklyje
• Šviesa perduodama iš tirpalo
• Šviesos šaltinio intensyvumas reguliuojamas naudojant intensyvumo reguliavimo grandinę, kad galvanometras rodytų 100% pralaidumą
• Atlikus kalibravimą, standartinio mėginio (Q_s) ir nežinomas mėginys (Q_į). Nežinomo mėginio koncentracija nustatoma naudojant šią formulę.

Klausimas_į= Q_s* Aš_Klausimas/ Aš_S

Kur Q_įyra nežinomo mėginio koncentracija, Q_syra etaloninio mėginio koncentracija,_Klausimasyra nežinomas skaitinys ir aš_Syra etaloninis rodmuo.

Liepsnos fotometrijos prietaisai

Pagrindinė liepsnos fotometrijos įranga parodyta žemiau.

Liepsnos fotometrijos prietaisai

Paveiksle degiklis sukuria sužadintus atomus, o mėginio tirpalas paskleidžiamas degalų ir oksidatorių derinyje. Kuras ir oksidatoriai reikalingi liepsnai gaminti, kad mėginys paverstų neutralius atomus ir jaudintųsi šilumos energija. Liepsnos temperatūra turėtų būti stabili ir ideali. Jei temperatūra aukšta, mėginio elementai virsta jonais, o ne neutraliais atomais. Jei temperatūra yra per žema, atomai gali neveikti sužadintos būsenos, todėl naudojamas degalų ir oksidatorių derinys.

Vienspalvis reikalingas tam, kad būtų galima izoliuoti tam tikro bangos ilgio šviesą nuo likusios liepsnos šviesos. Liepsnos fotometrinis detektorius yra panašus į spektrofotometro, norint nuskaityti įrašą iš detektorių naudojami kompiuterizuoti registratoriai. Pagrindiniai liepsnos fotometrijos trūkumai yra mažas tikslumas, mažas tikslumas ir dėl aukštos temperatūros joniniai trukdžiai yra daugiau.

Kolorimetrijos ir fotometrijos skirtumas

Kolorimetrijos ir fotometrijos skirtumas parodytas žemiau esančioje lentelėje

Fotometriniai kiekiai

Fotometriniai dydžiai parodyti žemiau esančioje lentelėje

Fotometrų gaminiai

Kai kurie fotometro gaminiai parodyti žemiau esančioje lentelėje

Programos

Fotometrijos taikymo sritys yra

• Chemikalai
• Dirvožemiai
• Žemdirbystė
• Farmacija
• Stiklas ir keramika
• Augalinės medžiagos
• Vanduo
• Mikrobiologinės laboratorijos
• Biologinės laboratorijos

DUK

1). Kas yra fotometrinis testas?

Fotometrinis bandymas reikalingas šviesos intensyvumui ir pasiskirstymui išmatuoti.

2). Kas yra fotometriniai dydžiai?

Spindulinis srautas, šviesos srautas, šviesos intensyvumas ir efektyvumas bei apšvietimas yra fotometriniai dydžiai.

3). Kas yra fotometrinė analizė?

Fotometrinė analizė apima matavimo, ultravioletinių ir infraraudonųjų spindulių spektro matavimą

4). Kuo skiriasi fotometrija ir spektrofotometrija?

Spektrometras naudojamas tirpalo koncentracijai matuoti, o fotometrija - šviesos intensyvumui.

5). Koks yra fotometrinis diapazonas?

Fotometrinis diapazonas yra viena iš fotometro prietaisų specifikacijų, V-730 UV matomuose spektrofotometruose fotometrinis diapazonas (apytiksliai) yra -4 ~ 4 Abs.

Šiame straipsnyje fotometrijos apžvalga , aptariami fotometriniai dydžiai, liepsnos fotometrijos prietaisai, vieno pluošto fotometras, elektromagnetinis spektras ir pritaikymas. Štai jums klausimas, kas yra spektrofotometrija?