La fotometría fue inventada por Dmitry Lachinov y los términos utilizados en fotometría son flujo radiante, flujo luminoso, intensidad y eficiencia luminosa e iluminancia. La información más importante que recibimos sobre el objeto celeste es la cantidad de energía, que se denomina flujo. En forma de radiaciones electromagnéticas , la ciencia del flujo principal de los objetos celestes se llama fotometría. Esta es una forma eficiente de realizar la medición del brillo de la luz de los objetos astronómicos y, por lo tanto, juega un papel clave en la caracterización de un objetivo astrofísico. La breve explicación de la fotometría se analiza a continuación.
¿Qué es la fotometría?
Definición: La fotometría se usa para medir la cantidad de luz, y es la rama de la óptica en la que discutimos la intensidad emitida por una fuente. La fotometría diferencial y la fotometría absoluta son los dos tipos de fotometría. El flujo radiante, el flujo luminoso, la intensidad y la eficiencia luminosas y la iluminancia son los términos utilizados en fotometría. El flujo radiante se define como el número total de energía que irradia una fuente por segundo y está representado por una letra 'R'.
El flujo luminoso se define como el número total de energía que emite una fuente por segundo y está representado por un símbolo φ. La intensidad luminosa se define como un volumen total de flujo luminoso dividido por 4Π. La eficiencia luminosa se define como una relación entre el flujo luminoso y el flujo radiante y está representada por un símbolo 'η'. La intensidad se define como una relación de flujo luminoso por unidad de área y se denota con una letra 'I' (I = Δφ / ΔA). La iluminancia (E) es la luz que cae sobre la superficie de la tierra.
Fotómetro y espectro electromagnético
El fotómetro es un experimento que se utiliza para comparar la iluminancia de las dos fuentes en una pantalla. Consideremos un ejemplo realista para entender el fotómetro.
Iluminancia de dos fuentes en una pantalla
En la figura, hay un banco óptico, donde dos fuentes A y B colocadas en dos lados de la pantalla 'S' y dos tableros se colocan en los dos extremos de la pantalla. En el aparador izquierdo hay un corte circular y en el aparador derecho hay un corte en forma de anillo. Cuando se enciende una fuente 'A', se obtiene una trayectoria circular en una pantalla debido a que la luz pasa a través del corte circular. Del mismo modo, cuando la fuente 'B' está encendida, puede ver la luz que pasa a través de la región anular y el parche del anillo se obtiene en la pantalla.
Cuando ambas fuentes están encendidas, puede ver que ambos patches están iluminados simultáneamente y puede ver la diferente iluminación de dos patches. Cuando una fuente 'A' se acerca a la pantalla, verá que el parche circular se vuelve más brillante o puede ver que aumenta la iluminación de la fuente 'A' en la pantalla. De manera similar, cuando una fuente 'B' se acerca a la pantalla, verá que la iluminancia del parche en forma de anillo aumenta debido a la menor distancia.
Ahora las fuentes están ajustadas de tal manera que no hay diferencia entre estas dos fuentes. La iluminancia en la pantalla debido a las dos fuentes es igual o igual. Cuando la iluminación debida a las fuentes en la pantalla se vuelve igual, podemos usar
L1/ r12= L2/ r22
Donde L1y yo2son la intensidad de iluminación de dos fuentes y r12& r22son la separación de las fuentes de la pantalla. La ecuación anterior se llama principio de fotometría.
El espectro electromagnético consta de siete regiones: espectro visible, espectro infrarrojo, ondas de radio, microondas, espectro ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Las ondas de radio tienen las más largas longitud de onda y la frecuencia más baja cuando las ondas de radio se mueven de izquierda a derecha, la longitud de onda aumenta, la frecuencia aumenta y la energía disminuye. Las ondas de radio, microondas y ondas infrarrojas son ondas electromagnéticas de baja energía. Los rayos ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma son ondas electromagnéticas de alta energía. El espectro electromagnético se muestra a continuación.
Espectro electromagnético para fotometría
La fotometría se considera solo con la porción visible del espectro, desde aproximadamente 380 a 780 nanómetros. En astronomía observacional, la fotometría es fundamental y es una técnica importante.
Fotómetro de haz único
El fotómetro de haz único sigue la 'LEY DE LAMBERT' para determinar la concentración de las muestras desconocidas. La absorción de luz por una muestra de referencia y una muestra desconocida se utiliza para obtener el valor de la desconocida. La construcción del fotómetro de haz único se muestra en la siguiente figura.
Instrumento fotómetro de haz único
Los componentes básicos de un fotómetro de haz único son la fuente de luz y la absorción o una interferencia. filtrar . Se llama fotómetro porque el dispositivo que se usa para aislar las longitudes de onda en una figura es el filtro, se usa una cubeta como portamuestras y una fotocélula o celda fotovoltaica actúa como detector. La fuente de luz generalmente utilizada es una lámpara halógena de tungsteno. Cuando el tungsteno similar a un filamento se calienta, comienza a emitir radiaciones en la región visible y estas radiaciones actúan como una fuente de luz para el instrumento.
Se utiliza un circuito de control de intensidad para variar el suministro de voltaje a la lámpara de filamento de tungsteno, al variar el voltaje, la lámpara puede cambiar la intensidad. La intensidad debe mantenerse constante durante la duración del experimento. El filtro puede ser un filtro de absorción básico, este filtro absorbe la luz de una cierta longitud de onda y permite que solo una determinada longitud de onda pase a través de él. La luz que se deja pasar depende principalmente del color del material, por ejemplo, el rojo permitirá que pasen las radiaciones en la región roja, etc.
La selectividad de estos filtros es muy baja y la emisión de los existentes de estos filtros no es muy monocromática. El otro filtro que se utiliza es el filtro de interferencia, y los detectores que se pueden utilizar en fotometría de haz único pueden ser células fotovoltaicas. Los detectores dan lecturas de la intensidad de la luz. La ley del cuadrado inverso y la ley del coseno son los dos tipos de leyes que se utilizan para producir las medidas fotométricas.
Funcionamiento del fotómetro de haz único
La luz de la fuente incide sobre la solución colocada en la cubeta. Aquí se observa una parte de la luz y se transmite la parte restante de la luz. La luz transmitida incide sobre los detectores que producen una fotocorriente proporcional a la intensidad de la luz. Esta fotocorriente ingresa al galvanómetro donde se muestran las lecturas.
El instrumento se opera en los siguientes pasos
- Inicialmente, el detector se oscurece y el galvanómetro se ajusta mecánicamente a cero.
- Ahora una solución de referencia guardada en el portamuestras
- La luz se transmite desde la solución.
- La intensidad de la fuente de luz se ajusta utilizando el circuito de control de intensidad, de modo que el galvanómetro muestra una transmisión del 100%
- Una vez realizada la calibración, las lecturas de la muestra estándar (Qs) y muestra desconocida (Qa) están tomados. La concentración de una muestra desconocida se determina mediante la siguiente fórmula.
Qa=Qs*IQ/IS
Donde Qaes la concentración de la muestra desconocida, Qses la concentración de la muestra de referencia, yoQes la lectura desconocida y yoSes la lectura de referencia.
Instrumentación de fotometría de llama
La instrumentación básica de fotometría de llama se muestra a continuación.
Instrumentación de fotometría de llama
En la figura, el quemador produce átomos excitados y la solución de muestra se extiende a la combinación de combustible y oxidante. El combustible y los oxidantes son necesarios para producir llama, de modo que la muestra convierte átomos neutros y se excita con la energía térmica. La temperatura de la llama debe ser estable y también ideal. Si la temperatura es alta, los elementos de la muestra se convierten en iones en lugar de átomos neutros. Si la temperatura es demasiado baja, es posible que los átomos no pasen al estado excitado, por lo que se utiliza una combinación de combustible y oxidantes.
El monocromático es necesario para aislar la luz en una longitud de onda específica de la luz restante de la llama. El detector fotométrico de llama es similar al del espectrofotómetro, para leer el registro de los detectores se utilizan registradores computarizados. Las principales desventajas de la fotometría de llama son que la precisión es baja, la precisión es baja y debido a la alta temperatura, las interferencias iónicas son mayores.
Diferencia entre colorimetría y fotometría
La diferencia entre colorimetría y fotometría se muestra en la siguiente tabla
S.NO | Colorimetría | Fotometría |
1 | Es un tipo de instrumento que se utiliza para medir la intensidad luminosa de las luces. | Se utiliza para medir el brillo de las estrellas, asteroides y cualquier otro cuerpo celeste. |
2 | Louis Jules Duboseq inventó este colorímetro en 1870 | Dmitry Lachinov inventó la fotometría |
3 | La principal desventaja es que en las regiones UV e IR no funciona | La principal desventaja de esta fotometría es que es difícil de obtener |
4 | Ventajas: no es caro, se transporta fácilmente y se transporta fácilmente | Ventajas: simple y económico |
Cantidades fotométricas
Las cantidades fotométricas se muestran en la siguiente tabla.
S.NO | Cantidad fotométrica | Símbolo | Unidad |
1 | Flujo luminoso | El símbolo del flujo luminoso es Φ | Lumen |
2 | Intensidad luminosa | La intensidad luminosa está representada por I | Candela (cd) |
3 | Luminancia | La luminancia está representada por L | Cd / m2 |
4 | Iluminancia y emitancia luminosa | La iluminancia y luminosa está representada por E | Lux (lx) |
5 | Exposición luminosa | La exposición luminosa está representada por H | Lux segundo (lx.s) |
6 | Eficacia luminosa | El símbolo de la eficiencia luminosa es η | Lumen por vatio |
7 | Energía luminosa | El símbolo de la energía luminosa es Q | Lumen segundo |
Productos de fotómetro
Algunos de los productos de fotómetros se muestran en la siguiente tabla
S.NO | Productos de fotómetro | Marca | Modelo | Costo |
1 | Fotómetro clínico de llama con pantalla LED Systonic | Sistónico | Vuela-Salto-932 | 30.000 rupias / - |
2 | Medidor de llama fotográfico Radical de doble canal | Radical | RS-392 | 52.350 rupias / - |
3 | Fotómetro de llama METZER | METZER | METZ-779 | 19.500 rupias / - |
4 | Fotómetro de llama NSLI INDIA | NSLI INDIA | LLAMA 01 | 18.500 rupias / - |
5 | Fotómetro de llama Chemilini | Chemilini | CL-410 | 44.000 rupias / - |
Aplicaciones
Las aplicaciones de la fotometría son
- Quimicos
- Suelos
- Agricultura
- Productos farmacéuticos
- Vidrio y Cerámica
- Materiales vegetales
- Agua
- Laboratorios microbiológicos
- Laboratorios biológicos
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es una prueba fotométrica?
La prueba fotométrica es necesaria para medir la intensidad y distribución de la luz.
2). ¿Qué son las cantidades fotométricas?
El flujo radiante, el flujo luminoso, la intensidad y eficiencia luminosas y la iluminancia son las cantidades fotométricas.
3). ¿Qué es un análisis fotométrico?
El análisis fotométrico incluye la medición del espectro en las regiones visible, ultravioleta e infrarroja
4). ¿Cuál es la diferencia entre fotometría y espectrofotometría?
El espectrómetro se utiliza para medir la concentración de la solución, mientras que la fotometría mide la intensidad de la luz.
5). ¿Qué es el rango fotométrico?
El rango fotométrico es una de las especificaciones en los instrumentos fotométricos, en los espectrofotómetros UV-Visible V-730 el rango fotométrico (aprox.) Es -4 ~ 4 Abs.
En este artículo, el descripción general de la fotometría , se discuten cantidades fotométricas, instrumentación de fotometría de llama, fotómetro de haz único, espectro electromagnético y aplicaciones. Aquí tienes una pregunta: ¿qué es la espectrofotometría?
