Mis on fotomeetria: fotomeetrilised kogused ja selle rakendused

Fotomeetria on leiutanud Dmitri Lachinov ja fotomeetrias kasutatavad mõisted on kiirgusvoog, valgusvoog, valgusintensiivsus ja -efektiivsus ning valgustihedus. Kõige olulisem teave, mis me taevase objekti kohta saame, on energia hulk, mida nimetatakse vooks. Kujul elektromagnetilised kiirgused , teadust taevakehade suurtest voogudest nimetatakse fotomeetriaks. See on tõhus viis astronoomiliste objektide valguse heleduse mõõtmiseks ja seetõttu mängib see võtmerolli astrofüüsikalise sihtmärgi iseloomustamisel. Fotomeetria lühikest selgitust käsitletakse allpool.

Mis on fotomeetria?

Definitsioon: Fotomeetriat kasutatakse valguse suuruse mõõtmiseks ja see on optika haru, milles käsitleme allika kiiratavat intensiivsust. Diferentsiaalfotomeetria ja absoluutfotomeetria on fotomeetria kaks tüüpi. Kiirgusvoog, valgusvoog, valgustugevus ja -tõhusus ning valgustihedus on fotomeetrias kasutatavad mõisted. Kiirgusvoo määratletakse energia koguarvuna, mida kiirgab allikas sekundis ja seda tähistab täht “R”.

Valgusvoog on määratletud kui energiaallikas, mida kiirgab allikas sekundis ja mida tähistab sümbol φ. Valgustugevus on määratletud valgusvoo kogumahuna jagatuna 4Π-ga. Valgustõhusus on määratletud valgusvoo ja kiirgusvoo suhtena ning seda tähistab sümbol η. Intensiivsust määratletakse valgusvoo suhtena pindalaühikus ja seda tähistatakse tähega “I” (I = Δφ / ΔA). Valgustatus (E) on maa pinnale langev valgus.

Fotomeeter ja elektromagnetiline spekter

Fotomeeter on eksperiment, mis on loodud kahe allika valgustatuse võrdlemiseks ekraanil. Vaatleme fotomeetri mõistmiseks realistlikku näidet.

Kahe allika valgustatus ekraanil

Joonisel on optiline pink, kus ekraani kahele küljele paigutatud kaks allikat A ja B ‘S’ ning kaks lauda on paigutatud ekraani kahte otsa. Vasakul puhvetkapil on ümmargune lõik ja paremal on rõngakujuline lõik. Kui allikas ‘A’ on sisse lülitatud, saavutatakse ringikujulise läbilõike tõttu ekraanil ringjoon. Samamoodi näete allika „B” sisselülitamisel rõngakujulist piirkonda läbivat valgust ja ekraanilt saadakse rõngasplaaster.

Kui mõlemad allikad on sisse lülitatud, näete, et mõlemad plaastrid on samaaegselt valgustatud ja näete kahe plaastri erinevat valgustatust. Kui allikas A viiakse ekraanile lähemale, näete, et ringikujuline laik muutub eredamaks või näete, et ekraanil suureneb allika A valgustatus. Samamoodi, kui allikas B viiakse ekraanile lähemale, näete, et rõngakujulise plaastri valgustatus muutub suuremaks väiksema kauguse tõttu.

Nüüd on allikad kohandatud nii, et nende kahe allika vahel pole vahet. Kahe allika tõttu on ekraanil valgustatus sama või võrdne. Kui ekraani allikatest tulenev valgustus muutub võrdseks, saame seda kasutada

L₁/ r₁^kaks= L_kaks/ r_kaks^kaks

Kus L₁ja L_kakson kahe allika ja r valgustuse intensiivsus₁^kaks& r_kaks^kakson allikate eraldamine ekraanist. Ülaltoodud võrrandit nimetatakse fotomeetria põhimõtteks.

Elektromagnetiline spekter koosneb seitsmest piirkonnast, milleks on nähtav spekter, infrapunaspekter, raadiolained, mikrolained, ultraviolettkiirgus, röntgenkiired ja gammakiired. Kõige pikemad on raadiolained lainepikkus ja madalaim sagedus, kui raadiolained liiguvad vasakult paremale, lainepikkus suureneb, sagedus suureneb ja energia väheneb. Raadiolained, mikrolained ja infrapunalained on madala energiaga elektromagnetlained. Ultraviolett-, röntgen- ja gammakiired on suure energiaga elektromagnetlained. Elektromagnetiline spekter on näidatud allpool.

Elektromagnetiline spekter fotomeetria jaoks

Fotomeetriat arvestatakse ainult spektri nähtava osaga, umbes 380 kuni 780 nanomeetrit. Vaatlusastronoomias on fotomeetria põhiline ja see on oluline tehnika.

Ühe kiirega fotomeeter

Ühe kiirega fotomeeter järgib tundmatute proovide kontsentratsiooni määramiseks “LAMBERT LAW”. Tundmatu väärtuse saamiseks kasutatakse valguse neeldumist võrdlusproovi ja tundmatu proovi abil. Ühe kiirega fotomeetri instrumendi ehitus on näidatud alloleval joonisel.

Ühe kiirega fotomeetri seade

Ühe kiirega fotomeetri põhikomponendid on valgusallikas ja neeldumine või interferents filter . Seda nimetatakse fotomeetriks, kuna joonisel olevate lainepikkuste eraldamiseks kasutatakse seadet filtrit, proovihoidikuna kasutatakse küvetit ja detektorina toimib fotoelement või fotoelement. Üldiselt kasutatakse valgusallikaks volframhalogeenlampi. Hõõgniiditaolise volframi kuumutamisel hakkab see kiirgama nähtavas piirkonnas ja need kiirgused toimivad instrumendi valgusallikana.

Tugevuse juhtimisahelat kasutatakse volframhõõglambi pinge muutmiseks, muutes pinget, võib lamp intensiivsust muuta. Intensiivsust tuleks katse ajaks hoida konstantsena. Filter võib olla põhiabsorptsioonfilter, see neelab teatud lainepikkusega valgust ja laseb sellest läbi minna ainult kindla lainepikkusega. Läbilaskev valgus sõltub peamiselt materjali värvist, näiteks punane laseb punase piirkonna kiirgustel läbi ja nii edasi.

Nende filtrite selektiivsus on väga madal ja olemasolevate nende filtrite kiirgus ei ole eriti ühevärviline. Teine kasutatav filter on häirefilter ja detektorid, mida saab kasutada ühe kiirega fotomeetrias, võivad olla fotogalvaanilised elemendid. Detektorid annavad valgustugevuse näidud. Pööratud ruudu seadus ja koosinus seadus on kahte tüüpi seadusi, mida kasutatakse fotomeetriliste mõõtmiste saamiseks.

Ühe kiirega fotomeetri töö

Allika valgus langeb küvetisse pandud lahusele. Siin edastatakse osa vaadeldud valgust ja ülejäänud osa valgust. Edastatud valgus langeb detektoritele, mis tekitavad valguse intensiivsusega proportsionaalset fotovoolu. See fotovool siseneb galvanomeetrisse, kus näidud kuvatakse.

Instrumenti juhitakse järgmistes etappides

• Esialgu detektor tumeneb ja galvanomeeter reguleeritakse mehaaniliselt nulli
• Nüüd võrdluslahus, mida hoitakse proovi hoidikus
• Valgus edastatakse lahusest
• Valgusallika intensiivsust reguleeritakse intensiivsuse juhtimisahelaga, nii et galvanomeeter näitab 100% läbilaskvust
• Kui kalibreerimine on tehtud, võetakse standardproovi (Q_s) ja tundmatu proov (Q_kuni) võetakse. Tundmatu proovi kontsentratsioon selgitatakse välja järgmise valemi abil.

Q_kuni= Q_s* Mina_Q/ I_S

Kus Q_kunion tundmatu proovi kontsentratsioon, Q_son võrdlusproovi kontsentratsioon,_Qon tundmatu lugemine ja mina_Son võrdlusnäit.

Leekfotomeetria mõõteriistad

Leegi fotomeetria põhiseadmed on näidatud allpool.

Leekfotomeetria mõõteriistad

Joonisel kujutab põleti ergastatud aatomeid ja proovilahus levib kütuse ja oksüdeerija kombinatsioonile. Kütus ja oksüdeerijad on vajalikud leegi tekitamiseks, nii et proov muundaks neutraalsed aatomid ja erutuks soojusenergiast. Leegi temperatuur peaks olema stabiilne ja ka ideaalne. Kui temperatuur on kõrge, muunduvad proovis olevad elemendid neutraalsete aatomite asemel ioonideks. Kui temperatuur on liiga madal, ei pruugi aatomid minna ergastatud olekusse, seetõttu kasutatakse kütuse ja oksüdeerijate kombinatsiooni.

Ühevärviline on vajalik kindla lainepikkusega valguse eraldamiseks leegi järelejäänud valgusest. Leekfotomeetriline detektor on sarnane spektrofotomeetriga, detektorite salvestuse lugemiseks kasutatakse arvutipõhiseid salvestajaid. Leegi fotomeetria peamisteks puudusteks on täpsus madal, täpsus madal ja kõrge temperatuuri tõttu on ioonsed häired rohkem.

Kolorimeetria ja fotomeetria erinevus

Kolorimeetria ja fotomeetria erinevus on näidatud allolevas tabelis

Fotomeetrilised kogused

Fotomeetrilised suurused on toodud allolevas tabelis

Fotomeetri tooted

Mõned fotomeetri tooted on toodud allolevas tabelis

Rakendused

Fotomeetria rakendused on

• Kemikaalid
• Pinnased
• Põllumajandus
• Farmaatsiatooted
• Klaas ja keraamika
• Taimsed materjalid
• Vesi
• Mikrobioloogilised laborid
• Bioloogilised laborid

KKK-d

1). Mis on fotomeetriline test?

Valguse intensiivsuse ja jaotuse mõõtmiseks on vajalik fotomeetriline test.

2). Mis on fotomeetrilised suurused?

Kiirgusvoog, valgusvoog, valgustugevus ja -tõhusus ning valgustihedus on fotomeetrilised suurused.

3). Mis on fotomeetriline analüüs?

Fotomeetria analüüs hõlmab spektri mõõtmist nähtavates, ultraviolett- ja infrapunapiirkondades

4). Mis vahe on fotomeetrial ja spektrofotomeetrial?

Spektromeetrit kasutatakse lahuse kontsentratsiooni mõõtmiseks, fotomeetria aga valguse intensiivsuse mõõtmiseks.

5). Mis on fotomeetriline vahemik?

Fotomeetriline vahemik on üks fotomeetri seadmete spetsifikatsioonidest, V-730 UV-nähtavate spektrofotomeetrite korral on fotomeetriline vahemik (umbes) -4 ~ 4 Abs.

Selles artiklis on ülevaade fotomeetriast , fotomeetrilisi suurusi, leegi fotomeetria seadmeid, ühe kiirega fotomeetrit, elektromagnetilist spektrit ja rakendusi. Siin on teile küsimus, mis on spektrofotomeetria?