Mi a fotometria: fotometriai mennyiségek és alkalmazásai

A fotometriát Dmitrij Lachinov találta ki, a fotometriában használt kifejezések pedig a sugárzó fluxus, a fényáram, a fényerősség és a hatékonyság, valamint a megvilágítás. A legfontosabb információ, amelyet az égitestről kapunk, az energia mennyisége, amelyet fluxusnak nevezünk. Formájában elektromágneses sugárzások , az égi tárgyakból származó fő fluxus tudományát fotometriának nevezzük. Ez egy hatékony módja a csillagászati ​​tárgyak fényének fénymérésének elvégzésére, ezért kulcsszerepet játszik egy asztrofizikai célpont jellemzésében. A fotometria rövid magyarázatát az alábbiakban tárgyaljuk.

Mi a fotometria?

Meghatározás: A fotometriával mérjük a fénymennyiséget, és ez az optika ága, amelyben megvitatjuk a forrás által kibocsátott intenzitást. A differenciális fotometria és az abszolút fotometria a fotometria két típusa. A sugárzó fluxus, a fényáram, a fényerősség és -hatékonyság, valamint a megvilágítás a fotometrikus kifejezés. A sugárzó fluxust az a teljes energiaszám határozza meg, amelyet egy forrás sugároz másodpercenként, és amelyet „R” betű képvisel.

A fényáramot a forrás által másodpercenként kibocsátott összes energia számaként határozzuk meg, amelyet a szimbólum képvisel. A fényerősséget úgy határozzuk meg, hogy a teljes fényáram térfogatát elosztjuk 4Π-vel. A fényhatékonyságot a fényáram és a sugárzó fluxus arányaként határozzuk meg, és azt „η” szimbólum képviseli. Az intenzitást a területegységre eső fényáram arányaként határozzuk meg, és azt „I” betűvel jelöljük (I = Δφ / ΔA). A megvilágítás (E) a föld felszínére hulló fény.

Fotométer és elektromágneses spektrum

A fotométer egy kísérlet, amelyet a két forrás megvilágításának összehasonlítására használnak a képernyőn. Vegyünk egy reális példát a fotométer megértésére.

Két forrás megvilágítása a képernyőn

Az ábrán egy optikai pad található, ahol két „A” képernyő két oldalán elhelyezett két A és B forrás és két képernyő található a képernyő két végén. A bal oldalsó szekrényen kör alakú, a jobb oldali szekrényen pedig egy gyűrű alakú vágás van. Az „A” forrás bekapcsolásakor a képernyőn a körvágáson áthaladó fény miatt kör alakú útvonalat kapunk. Hasonlóképpen, amikor a „B” forrás be van kapcsolva, akkor láthatja a fényt, amely áthalad a gyűrű alakú régión, és a képernyőn megjelenik a gyűrűs folt.

Amikor mindkét forrás be van kapcsolva, láthatja, hogy mindkét folt egyidejűleg világít, és láthatja két folt különböző megvilágítását. Amikor az „A” forrás közelebb kerül a képernyőhöz, akkor látni fogja, hogy a kör alakú folt fényesebbé válik, vagy láthatja, hogy az „A” forrás megvilágítása a képernyőn növekszik. Hasonlóképpen, amikor egy „B” forrás közelebb kerül a képernyőhöz, akkor látni fogja, hogy a gyűrű alakú folt megvilágítása a kisebb távolság miatt nagyobb lesz.

Most a forrásokat úgy állítják be, hogy ne legyen különbség e két forrás között. A képernyőn megjelenő megvilágítás a két forrás miatt azonos vagy egyenlő. Amikor a képernyőn megjelenő források miatti megvilágítás egyenlővé válik, használhatjuk

L₁/ r₁^két= L_két/ r_két^két

Ahol L₁és én_kétkét forrás megvilágítási intenzitása és r₁^két& r_két^kéta források elválasztása a képernyőről. A fenti egyenletet fotometria elvének nevezzük.

Az elektromágneses spektrum hét régióból áll, ezek egy látható spektrum, infravörös spektrum, rádióhullámok, mikrohullámok, ultraibolya spektrum, röntgensugarak és gammasugarak. A rádióhullámok a leghosszabbak hullámhossz és a legalacsonyabb frekvencia, ha a rádióhullámok balról jobbra mozognak, a hullámhossz nő, a frekvencia nő és az energia csökken. A rádióhullámok, a mikrohullámok és az infravörös hullámok az alacsony energiájú elektromágneses hullámok. Az ultraibolya, az x és a gammasugár a nagy energiájú elektromágneses hullám. Az elektromágneses spektrum az alábbiakban látható.

Elektromágneses spektrum a fotometriához

A fotometriát csak a spektrum látható részével vesszük figyelembe, körülbelül 380 és 780 nanométer között. A csillagászati ​​csillagászatban a fotometria alapvető és fontos technika.

Egysugaras fotométer

Az egysugaras fotométer a „LAMBERT JOG” alapján követi az ismeretlen minták koncentrációjának meghatározását. A fény abszorpcióját egy referencia minta és egy ismeretlen minta felhasználásával kapjuk meg az ismeretlen értékét. Az egysugaras fotométer műszerének felépítését az alábbi ábra mutatja.

Egysugaras fotométer műszer

Az egynyalábos fotométer alapvető elemei a fényforrás és az abszorpció vagy az interferencia szűrő . Fotométernek hívják, mert az ábra hullámhosszainak elkülönítésére szolgáló eszköz a szűrő, a küvettát mintatartóként használják, a fotocella vagy a fotovoltaikus cella pedig detektorként működik. Az általánosan használt fényforrás egy volfrám-halogén lámpa. Amikor az izzószálszerű volfrám melegszik, sugárzást bocsát ki a látható tartományban, és ezek a sugárzások a műszer fényforrásaként működnek.

Az intenzitásszabályozó áramkört használják a volfrám izzólámpa feszültségellátásának megváltoztatására, a feszültség változtatásával a lámpa megváltoztathatja az intenzitást. Az intenzitást a kísérlet időtartama alatt állandóan kell tartani. A szűrő lehet alapabszorpciós szűrő, ez a szűrő elnyeli egy bizonyos hullámhosszú fényt, és csak egy adott hullámhosszat enged át rajta. Az áthaladó fény főleg az anyag színétől függ, például a piros lehetővé teszi a vörös tartomány sugárzásának áthaladását és így tovább.

Ezeknek a szűrőknek a szelektivitása nagyon alacsony, és a meglévő szűrők kibocsátása nem túl monokromatikus. A másik szűrő, amelyet használnak, az interferencia szűrő, és az egynyalábos fotometriában használható detektorok lehetnek fotovoltaikus cellák. Az érzékelők a fényintenzitást mutatják. Az inverz négyzet törvény és a koszinusz törvény a kétféle törvény, amelyet a fotometriai mérések előállításához használnak.

Egysugaras fotométer működése

A forrás fénye a küvettába helyezett oldatra esik. Itt a megfigyelt fény egy része és a fény fennmaradó része átjut. Az áteresztett fény a detektorokra esik, amelyek a fényintenzitással arányos fényáramot produkálnak. Ez a fényáram belép a galvanométerbe, ahol az értékek megjelennek.

A műszert a következő lépésekben működtetik

• Kezdetben a detektor elsötétül, és a galvanométert mechanikusan nullára állítják
• Most referenciaoldatot tartunk a mintatartóban
• A fény a megoldásból kerül átadásra
• A fényforrás intenzitását az intenzitásszabályozó áramkör segítségével állíthatjuk be úgy, hogy a galvanométer 100% -os áteresztést mutasson
• A kalibrálás elvégzése után a standard minta (Q_s) és ismeretlen minta (Q_{nak nek}) kerül sor. Az ismeretlen minta koncentrációját az alábbi képlet segítségével állapíthatjuk meg.

Q_{nak nek}= Q_s*ÉN_Q/ÉN_S

Hol Q_{nak nek}az ismeretlen minta koncentrációja, Q_sa referencia minta koncentrációja, I_Qaz ismeretlen olvasmány és én_Sa referenciaérték.

Lángfotometriai műszerek

Az alábbiakban bemutatjuk az alapvető lángfotometriai műszereket.

Lángfotometriai műszerek

Az ábrán az égő gerjesztett atomokat termel, és a mintaoldatot eloszlatják az üzemanyag és az oxidáns kombinációjára. Az üzemanyag és az oxidálószerek szükségesek a láng előállításához, így a minta átalakítja a semleges atomokat és hőenergiával gerjeszti. A láng hőmérsékletének stabilnak és ideálisnak kell lennie. Ha a hőmérséklet magas, a mintában lévő elemek semleges atomok helyett ionokká alakulnak. Ha a hőmérséklet túl alacsony, akkor előfordulhat, hogy az atomok nem mennek izgatott állapotba, ezért üzemanyag és oxidánsok kombinációját alkalmazzák.

A monokromatikusra azért van szükség, hogy egy meghatározott hullámhosszú fényt elkülönítsen a láng megmaradt fényétől. A lángfotometrikus detektor hasonló a spektrofotométeréhez, hogy a detektorokról kiolvassák a felvételt, számítógépes rögzítőket használnak. A lángfotometria fő hátránya, hogy alacsony a pontosság, alacsony a pontosság és a magas hőmérséklet miatt az ionos interferenciák többek.

Különbség a kolorimetria és a fotometria között

A kolorimetria és a fotometria közötti különbséget az alábbi táblázat mutatja

Fotometrikus mennyiségek

A fotometrikus mennyiségeket az alábbi táblázat mutatja

Fotométer termékek

A fotométer egyes termékeit az alábbi táblázat mutatja

Alkalmazások

A fotometria alkalmazásai

• Vegyszerek
• Talajok
• Mezőgazdaság
• Gyógyszeripar
• Üveg és kerámia
• Növényi anyagok
• Víz
• Mikrobiológiai laboratóriumok
• Biológiai laboratóriumok

GYIK

1). Mi a fotometriai teszt?

A fényintenzitás és az eloszlás méréséhez fotometriai teszt szükséges.

2). Mik a fotometrikus mennyiségek?

A sugárzó fluxus, a fényáram, a fényerősség és -hatékonyság, valamint a megvilágítás a fotometriai mennyiségek.

3). Mi a fotometrikus elemzés?

A fotometriai elemzés magában foglalja a spektrum mérését látható, ultraibolya és infravörös tartományokban

4). Mi a különbség a fotometria és a spektrofotometria között?

A spektrométert az oldat koncentrációjának mérésére használják, míg a fotometria a fény intenzitását méri.

5.) Mi a fotometrikus tartomány?

A fotometriai tartomány a fotométer készülékek egyik specifikációja, a V-730 UV-látható spektrofotométerekben a fotometriai tartomány (kb.) -4 ~ 4 Abs.

Ebben a cikkben a fotometria áttekintése , fotometriai mennyiségeket, lángfotometriás műszereket, egysugaras fotométert, elektromágneses spektrumot és alkalmazásokat tárgyalunk. Itt egy kérdés, mi a spektrofotometria?