Was ist Photometrie: Photometrische Größen und ihre Anwendungen

Die Photometrie wurde von Dmitry Lachinov erfunden und die in der Photometrie verwendeten Begriffe sind Strahlungsfluss, Lichtstrom, Lichtstärke und -effizienz sowie Beleuchtungsstärke. Die wichtigste Information, die wir über das Himmelsobjekt erhalten, ist die Energiemenge, die als Fluss bezeichnet wird. In Form von elektromagnetische Strahlung Die Wissenschaft des Hauptflusses von Himmelsobjekten wird als Photometrie bezeichnet. Dies ist ein effizienter Weg, um die Helligkeitsmessung von Licht von astronomischen Objekten durchzuführen, und spielt daher eine Schlüsselrolle bei der Charakterisierung eines astrophysikalischen Ziels. Die kurze Erklärung der Photometrie wird unten diskutiert.

Was ist Photometrie?

Definition: Die Photometrie wird verwendet, um die Lichtmenge zu messen, und es ist der Zweig der Optik, in dem wir die von einer Quelle emittierte Intensität diskutieren. Die Differentialphotometrie und die Absolutphotometrie sind die beiden Arten der Photometrie. Der Strahlungsfluss, der Lichtstrom, die Lichtstärke und -effizienz sowie die Beleuchtungsstärke sind die Begriffe, die in der Photometrie verwendet werden. Der Strahlungsfluss ist definiert als die Gesamtzahl der Energie, die von einer Quelle pro Sekunde abgestrahlt wird, und wird durch einen Buchstaben „R“ dargestellt.

Der Lichtstrom ist definiert als die Gesamtzahl der Energie, die von einer Quelle pro Sekunde abgegeben wird, und wird durch ein Symbol φ dargestellt. Die Lichtstärke ist definiert als ein Gesamtvolumen des Lichtstroms geteilt durch 4Π. Die Lichtausbeute ist definiert als ein Verhältnis des Lichtstroms zum Strahlungsfluss und wird durch ein Symbol „η“ dargestellt. Die Intensität ist definiert als ein Verhältnis des Lichtstroms pro Flächeneinheit und wird mit einem Buchstaben 'I' (I = Δφ / ΔA) bezeichnet. Die Beleuchtungsstärke (E) ist das Licht, das auf die Erdoberfläche fällt.

Photometer und elektromagnetisches Spektrum

Das Photometer ist ein Versuchsaufbau, mit dem die Beleuchtungsstärke der beiden Quellen auf einem Bildschirm verglichen wird. Betrachten wir ein realistisches Beispiel, um das Photometer zu verstehen.

Beleuchtungsstärke von zwei Quellen auf einem Bildschirm

In der Abbildung befindet sich eine optische Bank, auf der zwei Quellen A und B auf zwei Seiten des Bildschirms „S“ und zwei Platinen an den beiden Enden des Bildschirms angeordnet sind. Auf dem linken Sideboard gibt es einen kreisförmigen Schnitt und auf dem rechten Sideboard einen ringförmigen Schnitt. Wenn eine Quelle „A“ eingeschaltet ist, wird auf einem Bildschirm aufgrund des Lichts, das durch den kreisförmigen Schnitt fällt, eine Kreisbahn erhalten. In ähnlicher Weise können Sie beim Einschalten der Quelle „B“ Licht durch den Ringbereich hindurch sehen und das Ringfeld wird auf dem Bildschirm angezeigt.

Wenn beide Quellen eingeschaltet sind, können Sie sehen, dass beide Patches gleichzeitig beleuchtet sind, und Sie können die unterschiedliche Beleuchtungsstärke von zwei Patches sehen. Wenn eine Quelle 'A' näher an den Bildschirm gebracht wird, werden Sie feststellen, dass der kreisförmige Fleck heller wird, oder Sie können sehen, dass die Beleuchtungsstärke der Quelle 'A' auf dem Bildschirm zunimmt. Wenn eine Quelle „B“ näher an den Bildschirm heranrückt, werden Sie feststellen, dass die Beleuchtungsstärke des Ringformfelds aufgrund des geringeren Abstands größer wird.

Jetzt werden die Quellen so angepasst, dass zwischen diesen beiden Quellen kein Unterschied besteht. Die Beleuchtungsstärke auf dem Bildschirm aufgrund der beiden Quellen ist gleich oder gleich. Wenn die Beleuchtung aufgrund der Quellen auf dem Bildschirm gleich wird, können wir verwenden

L.₁/ r₁^zwei= L._zwei/ r_zwei^zwei

Wo L.₁und ich_zweisind die Beleuchtungsstärke von zwei Quellen und r₁^zwei& r_zwei^zweisind die Trennung der Quellen vom Bildschirm. Die obige Gleichung wird als Prinzip der Photometrie bezeichnet.

Das elektromagnetische Spektrum besteht aus sieben Bereichen: sichtbares Spektrum, Infrarotspektrum, Radiowellen, Mikrowellen, Ultraviolettspektrum, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen. Die Radiowellen haben die längsten Wellenlänge und die niedrigste Frequenz, wenn sich die Funkwellen von links nach rechts bewegen, nimmt die Wellenlänge zu, die Frequenz nimmt zu und die Energie nimmt ab. Die Radiowellen, Mikrowellen und Infrarotwellen sind die energiearmen elektromagnetischen Wellen. Die Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlen sind die hochenergetischen elektromagnetischen Wellen. Das elektromagnetische Spektrum ist unten gezeigt.

Elektromagnetisches Spektrum für die Photometrie

Die Photometrie wird nur mit dem sichtbaren Teil des Spektrums von etwa 380 bis 780 Nanometern betrachtet. In der Beobachtungsastronomie ist die Photometrie von grundlegender Bedeutung und eine wichtige Technik.

Einstrahl-Photometer

Das Einstrahlphotometer folgt dem „LAMBERT LAW“, um die Konzentration der unbekannten Proben zu bestimmen. Die Absorption von Licht durch eine Referenzprobe und eine unbekannte Probe wird verwendet, um den Wert des Unbekannten zu erhalten. Der Aufbau des Einstrahl-Photometer-Instruments ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Einstrahl-Photometer-Instrument

Die Grundkomponenten eines Einstrahlphotometers sind Lichtquelle und Absorption oder Interferenz Filter . Es wird als Photometer bezeichnet, da das Gerät, das zum Isolieren der Wellenlängen in einer Figur verwendet wird, der Filter ist, eine Küvette als Probenhalter verwendet wird und eine Fotozelle oder Photovoltaikzelle als Detektor fungiert. Die allgemein verwendete Lichtquelle ist eine Wolframhalogenlampe. Wenn das filamentartige Wolfram erhitzt wird, sendet es im sichtbaren Bereich Strahlungen aus, die als Lichtquelle für das Instrument dienen.

Eine Intensitätssteuerschaltung wird verwendet, um die Spannungsversorgung der Wolfram-Glühlampe zu variieren. Durch Variieren der Spannung kann die Lampe die Intensität ändern. Die Intensität sollte für die Dauer des Experiments konstant gehalten werden. Der Filter kann ein Basisabsorptionsfilter sein, dieser Filter absorbiert Licht einer bestimmten Wellenlänge und lässt nur eine bestimmte Wellenlänge durch. Das durchgelassene Licht hängt hauptsächlich von der Materialfarbe ab, z. B. lässt Rot die Strahlung im roten Bereich durch und so weiter.

Die Selektivität dieser Filter ist sehr gering und die Emission der vorhandenen dieser Filter ist nicht hoch monochromatisch. Das andere Filter, das verwendet wird, ist das Interferenzfilter, und die Detektoren, die in der Einstrahlphotometrie verwendet werden können, können Photovoltaikzellen sein. Die Detektoren geben Ablesungen der Lichtintensität. Das inverse Quadratgesetz und das Kosinusgesetz sind die beiden Arten von Gesetzen, die zur Erzeugung der photometrischen Messungen verwendet werden.

Arbeiten mit einem Einstrahlphotometer

Das Licht der Quelle fällt auf die in der Küvette befindliche Lösung. Hier wird ein Teil des Lichts beobachtet und der verbleibende Teil des Lichts übertragen. Das durchgelassene Licht fällt auf die Detektoren, die einen zur Lichtintensität proportionalen Photostrom erzeugen. Dieser Fotostrom tritt in das Galvanometer ein, wo die Messwerte angezeigt werden.

Das Instrument wird in den folgenden Schritten bedient

• Zunächst wird der Detektor abgedunkelt und das Galvanometer mechanisch auf Null eingestellt
• Nun wird eine Referenzlösung im Probenhalter aufbewahrt
• Das Licht wird von der Lösung übertragen
• Die Intensität der Lichtquelle wird unter Verwendung der Intensitätsregelschaltung so eingestellt, dass das Galvanometer eine 100% ige Transmission zeigt
• Sobald die Kalibrierung abgeschlossen ist, werden die Messwerte für die Standardprobe (Q._s) und unbekannte Probe (Q._zu) sind vergeben. Die Konzentration einer unbekannten Probe wird unter Verwendung der folgenden Formel ermittelt.

Q._zu= Q._s*ICH_Q./ICH_S.

Wo Q._zuist die Konzentration der unbekannten Probe Q._sist die Konzentration der Referenzprobe, I._Q.ist die unbekannte Lesart und ich_S.ist die Referenzlesung.

Flammenphotometrie-Instrumentierung

Die grundlegenden Instrumente der Flammenphotometrie sind unten dargestellt.

Flammenphotometrie-Instrumentierung

In der Figur erzeugt der Brenner angeregte Atome und die Probenlösung wird auf eine Brennstoff-Oxidationsmittel-Kombination verteilt. Der Brennstoff und die Oxidationsmittel werden benötigt, um eine Flamme zu erzeugen, so dass die Probe neutrale Atome umwandelt und durch Wärmeenergie angeregt wird. Die Temperatur der Flamme sollte stabil und auch ideal sein. Wenn die Temperatur hoch ist, wandeln sich die Elemente in der Probe in Ionen anstelle von neutralen Atomen um. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, gehen die Atome möglicherweise nicht in den angeregten Zustand über, sodass eine Kombination aus Brennstoff und Oxidationsmitteln verwendet wird.

Die Monochromatik wird benötigt, um das Licht in einer bestimmten Wellenlänge von einem verbleibenden Licht der Flamme zu isolieren. Der flammenphotometrische Detektor ähnelt dem des Spektrophotometers, um die Aufzeichnung von den Detektoren auszulesen, werden computergesteuerte Rekorder verwendet. Die Hauptnachteile der Flammenphotometrie sind die geringe Präzision, die geringe Genauigkeit und die hohen Ionenstörungen aufgrund der hohen Temperatur.

Unterschied zwischen Kolorimetrie und Photometrie

Der Unterschied zwischen Kolorimetrie und Photometrie ist in der folgenden Tabelle dargestellt

Photometrische Größen

Die photometrischen Größen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt

Photometer-Produkte

Einige der Photometerprodukte sind in der folgenden Tabelle aufgeführt

Anwendungen

Die Anwendungen der Photometrie sind

• Chemikalien
• Böden
• Landwirtschaft
• Pharmazeutika
• Glas und Keramik
• Pflanzenmaterialien
• Wasser
• Mikrobiologische Laboratorien
• Biologische Laboratorien

FAQs

1). Was ist ein photometrischer Test?

Der photometrische Test ist erforderlich, um die Lichtintensität und -verteilung zu messen.

2). Was sind photometrische Größen?

Der Strahlungsfluss, der Lichtstrom, die Lichtstärke und -effizienz sowie die Beleuchtungsstärke sind die photometrischen Größen.

3). Was ist eine photometrische Analyse?

Die Analyse der Photometrie umfasst die Messung des Spektrums in sichtbaren, ultravioletten und infraroten Bereichen

4). Was ist der Unterschied zwischen Photometrie und Spektrophotometrie?

Das Spektrometer wird verwendet, um die Konzentration der Lösung zu messen, während die Photometrie die Lichtintensität misst.

5). Was ist der photometrische Bereich?

Der photometrische Bereich ist eine der Spezifikationen in den Photometerinstrumenten. In V-730 UV-Visible Spectrophotometern beträgt der photometrische Bereich (ungefähr) -4 ~ 4 Abs.

In diesem Artikel wird die Übersicht über die Photometrie , photometrische Größen, Flammenphotometrieinstrumente, Einstrahlphotometer, elektromagnetisches Spektrum und Anwendungen werden diskutiert. Hier ist eine Frage an Sie, was ist Spektrophotometrie?