فوتومتری چیست : مقادیر فوتومتریک و کاربردهای آن

فوتومتری

فوتومتری چیست : مقادیر فوتومتریک و کاربردهای آن
0

فوتومتری توسط دیمیتری لاچینف اختراع شده و اصطلاحات به کار رفته در فتومتریک عبارتند از: شار تابشی ، شار درخشان ، شدت و کارایی درخشان و روشنایی. مهمترین اطلاعاتی که در مورد جسم آسمانی به دست می آوریم میزان انرژی است که به آن شار گفته می شود. در قالب تشعشعات الکترومغناطیسی ، علم جریان اصلی از اشیاء آسمانی را نور سنجی می نامند. این یک روش کارآمد برای اندازه گیری میزان روشنایی نور از اشیاء نجومی است و بنابراین نقش مهمی در توصیف یک هدف اخترفیزیکی دارد. توضیحات مختصر در مورد فوتومتری در زیر بحث شده است.

فوتومتری چیست

 

تعریف: از فتومتری برای اندازه گیری کمیت نور استفاده می شود و آن شاخه نوری است که در آن در مورد شدت ساطع شده از یک منبع بحث می کنیم. فتومتری دیفرانسیل و فتومتری مطلق دو نوع فوتومتر است. شار تابشی ، شار درخشان ، شدت و کارایی درخشان و روشنایی عباراتی است که در فوتومتریک به کار رفته است. شار تابشی به عنوان تعداد کل انرژی تعریف می شود. (روش های انرژی) که توسط یک منبع در ثانیه تابش می شود و با حرف “R” نشان داده می شود.

شار درخشان به عنوان تعداد کل انرژی تعریف شده توسط یک منبع در ثانیه تعریف می شود و توسط نمادی φ نشان داده می شود. شدت درخشان به عنوان کل حجم شار درخشان تقسیم شده توسط ۴Π تعریف شده است. بازده درخشان به عنوان نسبت شار درخشان به شار تابشی تعریف می شود و با نمادی ‘η’ نشان داده می شود. شدت آن به عنوان نسبت شار درخشان در واحد سطح تعریف می شود و با حرف “I” (I = Δφ / ΔA) مشخص می شود. روشنایی (E) نوری است که بر روی سطح زمین می افتد.

فوتومتری و طیف الکترومغناطیسی

 

فتومتری آزمایشگاهی است که برای مقایسه روشنایی دو منبع روی صفحه نمایش استفاده شده است. بگذارید یک مثال واقع بینانه برای درک فوتومتر در نظر بگیریم.

فوتومتری
روشنایی دو منبع روی صفحه نمایش

 

در شکل یک نیمکت نوری قرار دارد که دو منبع A و B در دو طرف صفحه نمایش ‘S’ و دو تخته در دو انتهای صفحه قرار می گیرند. در تخته کنار سمت چپ ، یک برش دایره ای وجود دارد و صفحه سمت راست آن یک برش به شکل حلقه است. هنگامی که منبع “A” روشن است ، به دلیل نوری که از برش دایره ای عبور می کند ، یک مسیر دایره ای روی صفحه نمایش می شود. به طور مشابه ، هنگامی که منبع “B” روشن است ، می توانید نوری را که از ناحیه حلقوی عبور می کند مشاهده کنید و لبه حلقه روی صفحه بدست می آید.

هنگامی که هر دو منبع روشن هستند ، می بینید که هر دو تکه همزمان روشن می شوند و می توانید نور متفاوت دو تکه را ببینید. هنگامی که منبع “A” به صفحه نمایش نزدیک شد ، می بینید که پچ دایره ای روشن تر می شود یا می بینید که روشنایی منبع “A” روی صفحه افزایش می یابد. به طور مشابه هنگامی که یک منبع “B” به صفحه نمایش نزدیک شود ، می بینید که به دلیل فاصله کم ، روشنایی پچ شکل حلقه بیشتر می شود.

اکنون منابع به گونه ای تنظیم شده اند که هیچ تفاوتی بین این دو منبع وجود ندارد. روشنایی روی صفحه به دلیل دو منبع یکسان یا برابر است. هنگامی که نور به دلیل وجود منابع روی صفحه مساوی می شود ، می توانیم از آن استفاده کنیم

در جایی که L ۱ و L ۲ شدت روشنایی دو منبع و r ۱ ۲ & r ۲ ۲ جداسازی منابع از صفحه است. معادله فوق را اصل فتومتری می نامند.

طیف الکترومغناطیسی از هفت ناحیه تشکیل شده است که آنها یک طیف مرئی ، طیف مادون قرمز ، امواج رادیویی ، مایکروویوها ، طیف ماوراء بنفش ، پرتوهای X و پرتوهای گاما هستند. امواج رادیویی طولانی ترین طول موج و کمترین فرکانس را دارند وقتی امواج رادیویی از چپ به راست حرکت می کنند ، طول موج افزایش می یابد ، فرکانس افزایش می یابد و انرژی کاهش می یابد. امواج رادیویی ، مایکروویوها و امواج مادون قرمز امواج الکترومغناطیسی کم انرژی هستند. پرتوهای فرابنفش ، ایکس و گاما امواج الکترومغناطیسی با انرژی بالا هستند. طیف الکترومغناطیسی در زیر نشان داده شده است.

طیف الکترومغناطیسی برای فتومتری
طیف الکترومغناطیسی برای فتومتری

 

فتومتری فقط با قسمت قابل مشاهده طیف ، از حدود ۳۸۰ تا ۷۸۰ نانومتر در نظر گرفته می شود. در نجوم مشاهده ، فوتومتری اساسی است و یک تکنیک مهم است.

فوتومتری تک پرتو

 

نور سنج پرتو برای تعیین غلظت نمونه های ناشناخته از “LAMBERT LAW” پیروی می کند. از جذب نور توسط یک نمونه مرجع و یک نمونه ناشناخته برای به دست آوردن مقدار ناشناخته استفاده می شود. ساخت دستگاه فتومتری تک پرتو در شکل زیر نشان داده شده است.

دستگاه فتو متر تک پرتو
دستگاه فتو متر تک پرتو

 

اجزای اصلی یک فوتومتر پرتو منفرد منبع نور و جذب یا یک فیلتر تداخل است . به این دستگاه فتومتر گفته می شود زیرا دستگاهی که برای جداسازی طول موج ها در یک شکل استفاده می شود ، فیلتر است ، از یک کووت به عنوان نگهدارنده نمونه استفاده می شود و سلول فتوسل یا فتوولتائیک به عنوان یک ردیاب عمل می کند. منبع نور به طور کلی مورد استفاده یک لامپ هالوژن تنگستن است. هنگامی که تنگستن مانند فیلامنت گرم می شود ، شروع به انتشار اشعه در ناحیه قابل مشاهده می کند و این پرتوهای به عنوان منبع نور برای ساز عمل می کنند.

از مدار کنترل شدت  برای تغییر ولتاژ به لامپ رشته ای تنگستن استفاده می شود ، با تغییر ولتاژ ، لامپ می تواند شدت را تغییر دهد. شدت آن باید برای مدت زمان آزمایش ثابت نگه داشته شود. این فیلتر می تواند یک فیلتر جاذب اساسی باشد ، این فیلتر نور یک طول موج معین را جذب می کند و تنها به طول موج خاصی اجازه می دهد از آن عبور کند. نور مجاز برای عبور عمدتا به رنگ ماده بستگی دارد ، به عنوان مثال قرمز اجازه می دهد تا پرتوهای موجود در منطقه قرمز عبور کرده و غیره. (تقسیم ولتاژ)

انتخاب این فیلترها بسیار کم است و انتشار موجودیت این فیلترها بسیار تک رنگ نیست. فیلتر دیگری که استفاده می شود فیلتر تداخل است و ردیاب هایی که می توانند در نور سنج تک تیر استفاده شوند می توانند سلولهای فتوولتائیک باشند. آشکارسازها میزان شدت نور را می خوانند. قانون مربع معکوس و قانون کسین دو قانون است که برای تولید اندازه گیری های فوتومتریک مورد استفاده قرار می گیرد.

 

کار فتو متر تک پرتو

 

نور حاصل از منبع روی محلول قرار داده شده در قایق می افتد. در اینجا بخشی از نور مشاهده شده و قسمت باقی مانده از نور منتقل می شود. نور منتقل شده در آشکارسازهای تولیدکننده متناسب با شدت نور ، تابش می کند. این فتوکتور وارد گالوانومتر می شود که خوانش ها نمایش داده می شود.

ساز در مراحل زیر عمل می کند

 
  • در ابتدا ، ردیاب تاریک می شود و گالوانومتر به صورت مکانیکی به صفر تنظیم می شود
  • اکنون یک راه حل مرجع در نگهدارنده نمونه نگه داشته شده است
  • نور از محلول منتقل می شود
  • شدت منبع نور با استفاده از مدار کنترل شدت تنظیم می شود ، به گونه ای که گالوانومتر انتقال ۱۰۰٪ را نشان می دهد
  • هنگامی که کالیبراسیون انجام شده است، خوانش برای نمونه استاندارد (Q بازدید کنندگان ) و نمونه ناشناخته (Q ) گرفته شده است. غلظت نمونه ناشناخته با استفاده از فرمول زیر مشخص می شود.

a  = Q  s  * I  Q  / I  S

در جایی که Q a غلظت نمونه ناشناخته است ، Q s غلظت نمونه مرجع است ، I Q  قرائت ناشناخته و I S خواندن مرجع است.

ابزار دقیق فتومتری شعله

ابزار دقیق فتومتری شعله در زیر نشان داده شده است.

ابزار دقیق فتومتری شعله
ابزار دقیق فتومتری شعله

 

در شکل ، مشعل اتمهای هیجان زده را تولید می کند و محلول نمونه در ترکیب سوخت و اکسیدان پخش می شود. سوخت و اکسیدان ها برای تولید شعله مورد نیاز هستند به گونه ای که نمونه اتم های خنثی را تبدیل کرده و از انرژی گرما هیجان زده می شود. دمای شعله باید پایدار و همچنین ایده آل باشد. اگر دما زیاد باشد ، عناصر موجود در نمونه به جای اتم های خنثی به یون تبدیل می شوند. اگر درجه حرارت خیلی پایین باشد ، ممکن است اتم ها به حالت هیجان بروند ، بنابراین ترکیبی از سوخت و اکسیدان استفاده می شود.

تک رنگ برای جداسازی نور در طول موج خاص از نور باقیمانده شعله مورد نیاز است. ردیاب فوتومتری شعله شبیه به طیف سنج است ، برای خواندن ضبط از ردیاب های رایانه ای استفاده می شود. مهمترین مضرات فتومتر شعله دقت ، کم بودن ، دقت کم و به دلیل دمای بالا ، تداخلات یونی بیشتر است.

 

تفاوت بین Colorimetry و Photometry

 

تفاوت بین رنگ سنجی و فتومتری در جدول زیر نشان داده شده است

S.NO

رنگ سنجی

فتومتر

۱

این یکی از ابزاری است که برای اندازه گیری شدت درخشان چراغها استفاده می شود

از آن برای اندازه گیری میزان روشنایی ستارگان ، سیارک ها و هر بدن آسمانی دیگر استفاده می شود

۲

لوئیس ژول دوبوسک این رنگ سنج را در سال ۱۸۷۰ اختراع کرد دیمیتری لاچینف فوتومتر را اختراع کرد

۳

ضرر اصلی در مناطق UV و IR است که کار نمی کند

مهمترین نقطه ضعف این فتومتری بدست آوردن آن دشوار است

۴

مزایا: این گران نیست ، به راحتی قابل حمل است و به راحتی قابل حمل است

مزایا: ساده و اقتصادی

مقادیر فوتومتریک

 

مقادیر فوتومتریک در جدول زیر نشان داده شده است

S.NO

مقدار فوتومتریک نماد

واحد

۱

شار درخشان نماد شار درخشان Φ است لومن

۲

شدت نور شدت درخشان توسط I نشان داده می شود کاندلا (سی دی)

۳

درخشندگی درخشندگی توسط L نشان داده شده است سی دی / متر ۲

۴

روشنایی و نشاط درخشان روشنایی و درخشندگی توسط E نشان داده می شود

لوکس (lx)

۵

در معرض نورانی قرار گرفتن در معرض درخشان توسط H نشان داده شده است لوکس دوم (lx.s)

۶

بهره وری درخشان نماد بهره وری درخشان is’ لومن در هر وات

۷

انرژی درخشان نماد انرژی درخشان Q است

لومن دوم

محصولات فتومتر

 

برخی از محصولات فوتومتر در جدول زیر نشان داده شده است

محصولات فتومتر نام تجاری مدل

هزینه

نور سنج شعله بالینی نمایشگر سیستونیک سیستونیک s-932 ۳۰،۰۰۰ روپیه / –
اندازه گیری شعله عکس دو کانال رادیکال افراطی rs-392 ۵۲،۳۵۰ روپیه / –
عکس سنج شعله metzer کم عمق metz-779 ۱۹،۵۰۰ روپیه / –
نور سنج شعله nsli india هندی nsli شعله ۰۱ ۱۸،۵۰۰ روپیه / –
فوتومتر سنج شعله کمیلینی کمیلینی cl-410 ۴۴۰۰۰ روپیه / –

برنامه های کاربردی

 

کاربردهای فتومتری هستند

 
  • مواد شیمیایی
  • خاکها
  • کشاورزی
  • داروسازی
  • شیشه و سرامیک
  • مواد گیاهی
  • اوت
  • آزمایشگاههای میکروبیولوژیکی
  • آزمایشگاههای بیولوژیک

سؤالات متداول

 

۱) تست فوتومتری چیست؟

 

برای اندازه گیری شدت و توزیع نور ، آزمایش فوتومتری لازم است.

۲) مقادیر فوتومتری چیست؟

 

شار تابشی ، شار درخشان ، شدت و کارایی درخشان و روشنایی مقادیر فوتومتریک هستند.

۳) تجزیه و تحلیل فوتومتری چیست؟

 

تجزیه و تحلیل فوتومتری شامل اندازه گیری طیف در مناطق مرئی ، ماوراء بنفش و مادون قرمز است

۴) تفاوت بین فتومتری و طیف سنجی چیست؟

 

از طیف سنج برای اندازه گیری غلظت محلول استفاده می شود در حالی که فتومتری شدت نور را اندازه گیری می کند.

۵) دامنه فتومتریک چیست؟

 

 

دامنه فتومتری یکی از مشخصات دستگاه های فوتومتر است ، در طیف سنج های V-730 UV-Visible دامنه فتومتری (تقریبی) برابر با ۴ ۴ ۴ است.

در این مقاله ، نمای کلی فوتومتری ، مقادیر فوتومتری ، ابزار دقیق فتومتری شعله ، فوتومتر تک پرتو ، طیف الکترومغناطیسی و کاربردها مورد بحث قرار گرفته است. در اینجا یک سؤال برای شما پیش می آید که اسپکتروفتومتری چیست ؟

 

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.