Kas ir fotometrija: fotometriskie daudzumi un to pielietojums

Fotometriju ir izgudrojis Dmitrijs Lachinovs, un fotometrijā lietotie termini ir izstarotā plūsma, gaismas plūsma, gaismas intensitāte un efektivitāte, kā arī apgaismojums. Vissvarīgākā informācija, ko mēs saņemam par debess objektu, ir enerģijas daudzums, ko sauc par plūsmu. Formā elektromagnētiskie starojumi , zinātni par galveno debesu objektu plūsmu sauc par fotometriju. Tas ir efektīvs veids, kā veikt gaismas spilgtuma mērījumus no astronomiskiem objektiem, un tāpēc tam ir galvenā loma astrofiziskā mērķa raksturojumā. Īss fotometrijas skaidrojums ir aplūkots turpmāk.

Kas ir fotometrija?

Definīcija: Fotometrija tiek izmantota gaismas daudzuma mērīšanai, un tā ir optikas nozare, kurā mēs apspriežam avota izstaroto intensitāti. Diferenciālā fotometrija un absolūtā fotometrija ir divi fotometrijas veidi. Spīduma plūsma, gaismas plūsma, gaismas intensitāte un efektivitāte, kā arī apgaismojums ir termini, ko lieto fotometrijā. Starojuma plūsma ir definēta kā kopējais enerģijas daudzums, ko izstaro avots sekundē, un to attēlo burts “R”.

Gaismas plūsma ir definēta kā kopējais enerģijas daudzums, ko izstaro avots sekundē, un to attēlo simbols φ. Gaismas intensitāti definē kā kopējo gaismas plūsmas tilpumu, dalītu ar 4Π. Gaismas efektivitāte ir definēta kā gaismas plūsmas attiecība pret izstaroto plūsmu, un to attēlo simbols “η”. Intensitāte tiek definēta kā gaismas plūsmas attiecība uz laukuma vienību, un to apzīmē ar burtu “I” (I = Δφ / ΔA). Apgaismojums (E) ir gaisma, kas nokrīt uz zemes virsmas.

Fotometrs un elektromagnētiskais spektrs

Fotometrs ir eksperiments, kas izveidots, lai salīdzinātu divu avotu apgaismojumu uz ekrāna. Apsveriet reālistisku piemēru, lai saprastu fotometru.

Divu avotu apgaismojums ekrānā

Attēlā ir optiskais stends, kur divi ekrāna ‘S’ sānos izvietotie avoti A un B un divi dēļi ir izvietoti abos ekrāna galos. Kreisajā bufetē ir apļveida griezums, un labajā bufetē ir gredzena formas griezums. Ieslēdzot avotu ‘A’, ekrānā tiek iegūts apļveida ceļš, pateicoties gaismai, kas iet cauri apļveida griezumam. Līdzīgi, kad ir ieslēgts avots “B”, jūs varat redzēt gaismu, kas iet cauri gredzenveida zonai, un ekrānā tiek iegūts gredzena plāksteris.

Kad abi avoti ir ieslēgti, jūs varat redzēt, ka abi plāksteri tiek izgaismoti vienlaicīgi, un jūs varat redzēt dažādu plāksteru atšķirīgo apgaismojumu. Kad avots A tiek pietuvināts ekrānam, jūs redzēsiet, ka apļveida plāksteris kļūst spilgtāks vai redzat, ka ekrāna avota A apgaismojums palielinās. Līdzīgi, kad avots “B” tuvojas ekrānam, redzēsiet, ka gredzena formas plākstera apgaismojums kļūst lielāks mazāka attāluma dēļ.

Tagad avoti ir pielāgoti tā, ka starp šiem diviem avotiem nav atšķirības. Apgaismojums ekrānā divu avotu dēļ ir vienāds vai vienāds. Kad ekrāna avotu dēļ apgaismojums kļūst vienāds, mēs varam to izmantot

L₁/ r₁^divi= L_divi/ r_divi^divi

Kur L₁un L_diviir divu avotu un r apgaismojuma intensitāte₁^divi& r_divi^diviir avotu atdalīšana no ekrāna. Iepriekš minēto vienādojumu sauc par fotometrijas principu.

Elektromagnētiskais spektrs sastāv no septiņiem reģioniem, tie ir redzamais spektrs, infrasarkanais spektrs, radioviļņi, mikroviļņi, ultravioletais spektrs, rentgena un gamma stari. Radioviļņiem ir visilgāk viļņa garums un zemākā frekvence, kad radioviļņi pārvietojas no kreisās uz labo, viļņa garums palielinās, frekvence palielinās un enerģija samazināsies. Radioviļņi, mikroviļņu un infrasarkanie viļņi ir zemas enerģijas elektromagnētiskie viļņi. Ultravioletie, rentgena un gamma stari ir augstas enerģijas elektromagnētiskie viļņi. Elektromagnētiskais spektrs ir parādīts zemāk.

Elektromagnētiskais spektrs fotometrijai

Fotometrija tiek uzskatīta tikai ar redzamo spektra daļu, no aptuveni 380 līdz 780 nanometriem. Novērošanas astronomijā fotometrija ir būtiska, un tā ir svarīga tehnika.

Viena staru fotometrs

Viena staru fotometrs seko “LAMBERT LAW”, lai noteiktu nezināmo paraugu koncentrāciju. Lai iegūtu nezināmā vērtību, tiek izmantota gaismas absorbcija, izmantojot standarta paraugu un nezināmu paraugu. Viena staru fotometra instrumenta konstrukcija ir parādīta zemāk redzamajā attēlā.

Viena staru fotometra instruments

Viena staru fotometra pamatkomponenti ir gaismas avots un absorbcija vai traucējumi filtru . To sauc par fotometru, jo ierīce, kuru izmanto, lai attēlā attēlotu viļņu garumus, ir filtrs, kā parauga turētāju tiek izmantota kivete un fotoelements vai fotoelementu elements darbojas kā detektors. Gaismas avots, ko parasti izmanto, ir volframa halogēna spuldze. Karsējot kvēldiega veida volframu, tas sāk izstarot redzamajā zonā, un šie starojumi darbojas kā instrumenta gaismas avots.

Intensitātes vadības ķēde tiek izmantota, lai mainītu volframa kvēlspuldzes sprieguma padevi, mainot spriegumu, lampa var mainīt intensitāti. Intensitāte eksperimenta laikā jāuztur nemainīga. Filtrs var būt pamata absorbcijas filtrs, šis filtrs absorbē noteikta viļņa garumu un caur to ļauj iziet tikai noteiktam viļņa garumam. Gaisma, kurai atļauts iziet, galvenokārt ir atkarīga no materiāla krāsas, piemēram, sarkanā krāsa ļaus iziet starojumiem sarkanajā reģionā un tā tālāk.

Šo filtru selektivitāte ir ļoti zema, un esošo filtru emisija nav īpaši vienkrāsaina. Otrs izmantotais filtrs ir traucējumu filtrs, un detektori, kurus var izmantot viena stara fotometrijā, var būt fotoelementi. Detektori sniedz gaismas intensitātes rādījumus. Apgrieztā kvadrāta likums un kosinusa likums ir divu veidu likumi, kurus izmanto fotometrisko mērījumu iegūšanai.

Viena staru fotometra darbība

Avota gaisma nokrīt uz šķīduma, kas ievietots kivetē. Šeit tiek pārraidīta daļa novērotās gaismas un pārējā gaismas daļa. Pārraidītā gaisma nokrīt uz detektoriem, kas rada gaismas strāvu proporcionāli gaismas intensitātei. Šī foto strāva nonāk galvanometrā, kur tiek rādīti rādījumi.

Instrumentu darbina šādās darbībās

• Sākumā detektors ir aptumšots, un galvanometru mehāniski noregulē uz nulli
• Tagad parauga turētājā glabājas standartšķīdums
• Gaisma tiek pārraidīta no šķīduma
• Gaismas avota intensitāte tiek noregulēta, izmantojot intensitātes vadības ķēdi tā, lai galvanometrs rādītu 100% caurlaidību
• Kad kalibrēšana ir pabeigta, standarta parauga (Q_s) un nezināms paraugs (Q_uz) tiek ņemti. Nezināma parauga koncentrācija tiek noteikta, izmantojot šādu formulu.

J_uz= Q_s* Es_J/ Es_S

Kur Q_uzir nezināmā parauga koncentrācija, Q_sir standartparauga koncentrācija,_Jir nezināmais lasījums un es_Sir atsauces rādījums.

Liesmas fotometrijas instrumenti

Liesmas fotometrijas pamatinstrumenti ir parādīti zemāk.

Liesmas fotometrijas instrumenti

Attēlā deglis rada uzbudinātus atomus, un parauga šķīdums tiek izplatīts degvielas un oksidētāja kombinācijā. Degviela un oksidētāji ir nepieciešami, lai radītu liesmu tā, lai paraugs pārveidotu neitrālos atomus un uzmundrinātu siltuma enerģiju. Liesmas temperatūrai jābūt stabilai un arī ideālai. Ja temperatūra ir augsta, paraugā esošie elementi neitrālu atomu vietā pārveidojas par joniem. Ja temperatūra ir pārāk zema, tad atomi var nedoties uzbudinātā stāvoklī, tāpēc tiek izmantota degvielas un oksidantu kombinācija.

Vienkrāsains ir nepieciešams, lai izolētu gaismu noteiktā viļņa garumā no atlikušās liesmas gaismas. Liesmas fotometriskais detektors ir līdzīgs spektrofotometram, lai lasītu ierakstu no detektoriem, tiek izmantoti datorizēti reģistratori. Galvenie liesmas fotometrijas trūkumi ir zema precizitāte, zema precizitāte un augstas temperatūras dēļ jonu traucējumi ir vairāk.

Atšķirība starp kolorimetriju un fotometriju

Atšķirība starp kolorimetriju un fotometriju ir parādīta zemāk esošajā tabulā

Fotometriskie daudzumi

Fotometriskie lielumi ir parādīti zemāk esošajā tabulā

Fotometra izstrādājumi

Daži no fotometra izstrādājumiem ir parādīti zemāk esošajā tabulā

Pieteikumi

Fotometrijas pielietojums ir

• Ķimikālijas
• Augsnes
• Lauksaimniecība
• Farmācija
• Stikls un keramika
• Augu materiāli
• Ūdens
• Mikrobioloģiskās laboratorijas
• Bioloģiskās laboratorijas

Bieži uzdotie jautājumi

1). Kas ir fotometriskais tests?

Fotometriskais tests ir nepieciešams, lai izmērītu gaismas intensitāti un sadalījumu.

2). Kas ir fotometriskie lielumi?

Starojuma plūsma, gaismas plūsma, gaismas intensitāte un efektivitāte un apgaismojums ir fotometriskie lielumi.

3). Kas ir fotometriskā analīze?

Fotometriskā analīze ietver spektra mērīšanu redzamos, ultravioletajos un infrasarkanajos reģionos

4). Kāda ir atšķirība starp fotometriju un spektrofotometriju?

Spektrometru izmanto šķīduma koncentrācijas mērīšanai, bet fotometrija - gaismas intensitāti.

5). Kāds ir fotometriskais diapazons?

Fotometriskais diapazons ir viena no fotometra instrumentu specifikācijām, V-730 UV-redzamajos spektrofotometros fotometriskais diapazons (aptuveni) ir -4 ~ 4 Abs.

Šajā rakstā Fotometrijas pārskats , fotometriskie lielumi, liesmas fotometrijas instrumenti, viena stara fotometrs, elektromagnētiskais spektrs un lietojumprogrammas. Šeit jums ir jautājums, kas ir spektrofotometrija?