Fotometrin uppfanns av Dmitry Lachinov och termerna som används i fotometriska är strålningsflöde, ljusflöde, ljusintensitet och effektivitet och ljusstyrka. Den viktigaste informationen som vi får om det himmelska föremålet är mängden energi, som kallas ett flöde. I formen av elektromagnetisk strålning vetenskapen om större flöde från himmelska föremål kallas fotometri. Detta är ett effektivt sätt att utföra ljusmätningen av ljus från astronomiska föremål och därför spelar det en nyckelroll i karaktäriseringen av ett astrofysiskt mål. Den korta förklaringen av fotometri diskuteras nedan.
Vad är fotometri?
Definition: Fotometrin används för att mäta ljusmängden, och det är grenen av optik där vi diskuterar intensiteten som en källa släpper ut. Differentiell fotometri och absolut fotometri är de två typerna av fotometri. Strålningsflödet, ljusflödet, ljusintensiteten och effektiviteten och ljusstyrkan är de termer som används i fotometrisk. Strålningsflödet definieras som det totala antalet energi som utstrålas av en källa per sekund och representeras av bokstaven 'R'.
Ljusflödet definieras som det totala antalet energi som sänds ut av en källa per sekund och representeras av en symbol φ. Ljusintensiteten definieras som en total volym av ljusflöde dividerat med 4Π. Ljuseffektiviteten definieras som ett förhållande mellan ljusflöde och strålningsflöde och det representeras av symbolen 'η'. Intensiteten definieras som ett förhållande mellan ljusflöde per ytenhet och det betecknas med bokstaven 'I' (I = Δφ / ΔA). Belysningsstyrkan (E) är det ljus som faller på jordens yta.
Fotometer och elektromagnetiskt spektrum
Fotometern är ett experimentuppsättning som används för att jämföra ljusstyrkan för de två källorna på en skärm. Låt oss överväga ett realistiskt exempel för att förstå fotometern.
Belysning av två källor på en skärm
I figuren finns en optisk bänk, där två källor A och B placeras på två sidor av skärmen 'S' och två brädor är placerade i skärmens två ändar. På vänster sidobord finns det ett cirkulärt snitt och det högra sidobordet är ett ringformat snitt. När en källa A slås på, erhålls en cirkulär bana på en skärm på grund av ljuset som passerar genom det cirkulära snittet. På samma sätt, när källan 'B' är påslagen, kan du se ljus passera genom det ringformiga området och ringplåstret erhålls på skärmen.
När båda källorna är påslagna kan du se att båda lapparna tänds samtidigt och du kan se olika ljusstyrka hos två lappar. När en källa 'A' närmar sig skärmen kommer du att se att den cirkulära lappen blir ljusare eller så kan du se att källans 'A' ljusstyrka ökar. På samma sätt när en källa 'B' närmade sig skärmen kommer du att se att ljusstyrkan på ringformad lapp blir mer på grund av mindre avstånd.
Nu justeras källorna på ett sådant sätt att det inte finns någon skillnad mellan dessa två källor. Belysningsstyrkan på skärmen på grund av de två källorna är lika eller lika. När belysningen på grund av källorna på skärmen blir lika kan vi använda
L1/ r1två= Ltvå/ rtvåtvå
Där L1och jagtvåär belysningsintensiteten för två källor och r1två& rtvåtvåär separationen av källorna från skärmen. Ovanstående ekvation kallas principen för fotometri.
Det elektromagnetiska spektrumet består av sju regioner, de är ett synligt spektrum, infrarött spektrum, radiovågor, mikrovågor, ultraviolett spektrum, röntgenstrålar och gammastrålning. Radiovågorna har längst våglängd och lägsta frekvens när radiovågorna rör sig från vänster till höger, våglängden ökar, frekvensen ökar och energin minskar. Radiovågorna, mikrovågorna och infraröda vågorna är de elektromagnetiska vågorna med låg energi. De ultravioletta, röntgenstrålarna och gammastrålningarna är elektromagnetiska vågor med hög energi. Det elektromagnetiska spektrumet visas nedan.
Elektromagnetiskt spektrum för fotometri
Fotometrin betraktas endast med den synliga delen av spektrumet, från cirka 380 till 780 nanometer. I observationsastronomi är fotometri grundläggande och det är en viktig teknik.
Enstrålningsfotometer
Enstrålningsfotometern följer 'LAMBERT LAW' för att bestämma koncentrationen av de okända proverna. Absorptionen av ljus genom ett referensprov och ett okänt prov används för att erhålla det okända värdet. Konstruktionen av enstrålningsfotometerinstrumentet visas i figuren nedan.
Enkelstrålande fotometerinstrument
De grundläggande komponenterna i en enstrålningsfotometer är ljuskälla och absorption eller störningar filtrera . Det kallas en fotometer eftersom anordningen som används för att isolera våglängderna i en figur är filtret, en kyvett används som en provhållare och en fotocell eller solcell fungerar som en detektor. Ljuskällan som vanligtvis används är en volframhalogenlampa. När det trådliknande volframet värms upp börjar det avge strålning i det synliga området, och dessa strålningar fungerar som en ljuskälla för instrumentet.
En intensitetskontrollkrets används för att variera spänningstillförseln till volframglödlampan, genom att variera spänningen kan lampan ändra intensiteten. Intensiteten bör hållas konstant under hela experimentet. Filtret kan vara ett grundläggande absorptionsfilter, detta filter absorberar ljus med en viss våglängd och tillåter endast en viss våglängd att passera genom det. Ljuset som får passera beror främst på materialfärgen, till exempel kommer rött att tillåta strålningen i det röda området att passera och så vidare.
Selektiviteten hos dessa filter är mycket låg och emissionen av det existerande av dessa filter är inte särskilt monokromatisk. Det andra filtret som används är interferensfiltret, och detektorerna som kan användas i enstrålningsfotometri kan vara solceller. Detektorerna avläser ljusintensiteten. Den inversa kvadratiska lagen och cosinuslagen är de två typerna av lagar som används för att producera de fotometriska mätningarna.
Bearbetning av enstrålningsfotometer
Ljuset från källan faller på lösningen som placeras i kyvetten. Här överförs en del av ljuset och den återstående delen av ljuset. Det sända ljuset faller på detektorerna som producerar fotoström proportionellt mot ljusintensiteten. Denna fotoström går in i galvanometern där avläsningarna visas.
Instrumentet används i följande steg
- Inledningsvis mörknar detektorn och galvanometern justeras mekaniskt till noll
- Nu finns en referenslösning i provhållaren
- Ljuset överförs från lösningen
- Ljuskällans intensitet justeras med hjälp av intensitetskontrollkretsen, så att galvanometern visar 100% transmission
- När kalibreringen är klar görs avläsningarna för standardprovet (Qs) och okänt prov (Qtill) är tagna. Koncentrationen av ett okänt prov upptäcks med formeln nedan.
Ftill= Qs* JagF/ JagS
Där Qtillär koncentrationen av det okända provet, Qsär koncentrationen av referensprovet, IFär okänd läsning och jagSär referensläsningen.
Flame Photometry Instrumentation
Den grundläggande instrumenten för flamfotometri visas nedan.
Flame Photometry Instrumentation
I figuren producerar brännaren exciterade atomer och provlösningen sprids till en kombination av bränsle och oxidant. Bränslet och oxidanterna måste producera låga, så att provet omvandlar neutrala atomer och blir upphetsad av värmeenergi. Lågtemperaturen ska vara stabil och även ideal. Om temperaturen är hög omvandlas elementen i provet till joner istället för neutrala atomer. Om temperaturen är för låg kan det hända att atomerna inte går i upphetsat tillstånd, så en kombination av bränsle och oxidanter används.
Det monokromatiska behövs för att isolera ljuset i en specifik våglängd från ett återstående ljus från flamman. Flammans fotometriska detektor liknar spektrofotometerns, för att läsa ut inspelningen från detektorerna används datoriserade inspelare. De största nackdelarna med flamfotometrin är att precisionen är låg, noggrannheten är låg och på grund av den höga temperaturen är jonstörningar mer.
Skillnaden mellan kolorimetri och fotometri
Skillnaden mellan kolorimetri och fotometri visas i nedanstående tabell
S.NO | Kolorimetri | Fotometri |
1 | Det är en typ av instrument som används för att mäta ljusets ljusstyrka | Den används för att mäta stjärnornas ljusstyrka, asteroiden och andra himmelkroppar |
två | Louis Jules Duboseq uppfann denna kolorimeter 1870 | Dmitry Lachinov uppfann fotometri |
3 | Den största nackdelen är att det inte fungerar i UV- och IR-regioner | Den största nackdelen med denna fotometri är att den är svår att få |
4 | Fördelar: Det är inte dyrt, lätt att transportera och lätt att transportera | Fördelar: enkelt och ekonomiskt |
Fotometriska kvantiteter
De fotometriska mängderna visas i nedanstående tabell
S.NO | Fotometrisk kvantitet | Symbol | Enhet |
1 | Ljusflöde | Symbolen för ljusflöde är Φ | Lumen |
två | Ljusintensitet | Ljusintensiteten representeras av I | Candela (cd) |
3 | Luminans | Luminansen representeras av L | Cd / mtvå |
4 | Belysning och ljusstrålning | Ljusstyrkan och ljusstyrkan representeras av E. | Lux (lx) |
5 | Ljus exponering | Ljusexponeringen representeras av H | Lux Second (lx.s) |
6 | Ljuseffektivitet | Symbolen för ljuseffektivitet är η | Lumen per watt |
7 | Lysande energi | Symbolen för ljusenergi är Q | Lumen sekund |
Fotometerprodukter
Några av fotometerprodukterna visas i nedanstående tabell
S.NO | Fotometerprodukter | varumärke | Modell | Kosta |
1 | Systonic Led Display Clinical Flame Photometer | Systonic | S-932 | Rs 30000 / - |
två | Radikal dubbelkanal foto flammamätare | Radikal | RS-392 | Rs 52,350 / - |
3 | METZER Flammefotometer | METZER | METZ-779 | Rs 19 500 / - |
4 | NSLI INDIA Flammefotometer | NSLI INDIEN | FLAMMA 01 | Rs 18 500 / - |
5 | Chemilini Flame Photometer | Chemilini | CL-410 | Rs 44.000 / - |
Applikationer
Användningarna av fotometri är
- Kemikalier
- Jord
- Lantbruk
- Läkemedel
- Glas och keramik
- Växtmaterial
- Vatten
- Mikrobiologiska laboratorier
- Biologiska laboratorier
Vanliga frågor
1). Vad är ett fotometriskt test?
Det fotometriska testet krävs för att mäta ljusintensitet och distribution.
2). Vad är fotometriska kvantiteter?
Strålningsflödet, ljusflödet, ljusintensiteten och effektiviteten och ljusstyrkan är de fotometriska storheterna.
3). Vad är en fotometrisk analys?
Analysen av fotometri innefattar mätning av spektrumet i synliga, ultravioletta och infraröda områden
4). Vad är skillnaden mellan fotometri och spektrofotometri?
Spektrometern används för att mäta koncentrationen av lösningen medan fotometri mäter ljusintensiteten.
5). Vad är det fotometriska intervallet?
Det fotometriska området är en av specifikationerna i fotometerinstrumenten, i V-730 UV-synliga spektrofotometrar är det fotometriska området (ca) -4 ~ 4 Abs.
I denna artikel har översikt över fotometri , fotometriska mängder, flamfotometriinstrumentation, enkelstrålefotometer, elektromagnetiskt spektrum och tillämpningar diskuteras. Här är en fråga till dig vad är spektrofotometri?
