A fotometria foi inventada por Dmitry Lachinov e os termos usados na fotometria são fluxo radiante, fluxo luminoso, intensidade e eficiência luminosa e iluminância. A informação mais importante que recebemos sobre o objeto celeste é a quantidade de energia, que é chamada de fluxo. Na forma de radiações eletromagnéticas , a ciência do fluxo principal de objetos celestes é chamada fotometria. Esta é uma forma eficiente de realizar a medição do brilho da luz de objetos astronômicos e, portanto, desempenha um papel fundamental na caracterização de um alvo astrofísico. A breve explicação da fotometria é discutida abaixo.
O que é fotometria?
Definição: A fotometria é usada para medir a quantidade de luz, e é o ramo da ótica em que discutimos a intensidade emitida por uma fonte. A fotometria diferencial e fotometria absoluta são os dois tipos de fotometria. O fluxo radiante, fluxo luminoso, intensidade luminosa e eficiência e iluminância são os termos usados em fotométrica. O fluxo radiante é definido como o número total de energia que é irradiada por uma fonte por segundo e é representado por uma letra 'R'.
O fluxo luminoso é definido como o número total de energia que é emitida por uma fonte por segundo e é representado por um símbolo φ. A intensidade luminosa é definida como um volume total de fluxo luminoso dividido por 4Π. A eficiência luminosa é definida como uma razão entre o fluxo luminoso e o fluxo radiante e é representada por um símbolo ‘η’. A intensidade é definida como uma razão de fluxo luminoso por unidade de área e é denotada por uma letra ‘I’ (I = Δφ / ΔA). A iluminância (E) é a luz que incide sobre a superfície da terra.
Fotômetro e espectro eletromagnético
O fotômetro é um experimento criado para comparar a iluminância das duas fontes em uma tela. Vamos considerar um exemplo realista para entender o fotômetro.
Iluminância de duas fontes em uma tela
Na figura, há uma bancada óptica, onde duas fontes A e B colocadas em dois lados da tela 'S' e duas placas são colocadas nas duas extremidades da tela. No aparador esquerdo existe um corte circular e no aparador direito um corte em forma de anel. Quando uma fonte 'A' é ligada, um caminho circular é obtido em uma tela devido à luz que passa pelo corte circular. Da mesma forma, quando a fonte 'B' é ligada, você pode ver a luz passando pela região anular e o remendo do anel é obtido na tela.
Quando ambas as fontes estão ligadas, você pode ver que os dois patches estão iluminados simultaneamente e pode ver as diferentes iluminâncias de dois patches. Quando uma fonte 'A' é aproximada da tela, você verá que o patch circular se torna mais brilhante ou você pode ver que a iluminância da fonte 'A' na tela aumenta. Da mesma forma, quando uma fonte 'B' é trazida para mais perto da tela, você verá que a iluminância do patch em forma de anel se torna mais devido à menor distância.
Agora as fontes são ajustadas de tal forma que não há diferença entre essas duas fontes. A iluminância na tela devido às duas fontes é a mesma ou igual. Quando a iluminação devido às fontes na tela torna-se igual, podemos usar
eu1/ r1dois= Ldois/ rdoisdois
Onde L1e eudoissão a intensidade de iluminação de duas fontes er1dois& rdoisdoissão a separação das fontes da tela. A equação acima é chamada de princípio da fotometria.
O espectro eletromagnético consiste em sete regiões: espectro visível, espectro infravermelho, ondas de rádio, microondas, espectro ultravioleta, raios x e raios gama. As ondas de rádio são as mais longas Comprimento de onda e a frequência mais baixa quando as ondas de rádio se movem da esquerda para a direita, o comprimento de onda aumenta, a frequência aumenta e a energia diminui. As ondas de rádio, microondas e ondas infravermelhas são ondas eletromagnéticas de baixa energia. O ultravioleta, os raios X e os raios gama são as ondas eletromagnéticas de alta energia. O espectro eletromagnético é mostrado abaixo.
Espectro eletromagnético para fotometria
A fotometria é considerada apenas com a porção visível do espectro, de cerca de 380 a 780 nanômetros. Na astronomia observacional, a fotometria é fundamental e é uma técnica importante.
Fotômetro de feixe único
O fotômetro de feixe único segue a “LEI DE LAMBERT” para determinar a concentração das amostras desconhecidas. A absorção de luz por uma amostra de referência e uma amostra desconhecida é usada para obter o valor do desconhecido. A construção do fotômetro de feixe único é mostrada na figura abaixo.
Instrumento fotômetro de feixe único
Os componentes básicos de um fotômetro de feixe único são fonte de luz e absorção ou uma interferência filtro . É chamado de fotômetro porque o dispositivo que é usado para isolar os comprimentos de onda em uma figura é o filtro, uma cubeta é usada como suporte de amostra e uma fotocélula ou célula fotovoltaica atua como um detector. A fonte de luz geralmente usada é uma lâmpada halógena de tungstênio. Quando o tungstênio semelhante a um filamento é aquecido, ele começa a emitir radiações na região visível, e essas radiações atuam como uma fonte de luz para o instrumento.
Um circuito de controle de intensidade é usado para variar a alimentação de tensão para a lâmpada de filamento de tungstênio, variando a tensão, a lâmpada pode alterar a intensidade. A intensidade deve ser mantida constante durante o experimento. O filtro pode ser um filtro de absorção básico, este filtro absorve luz de um determinado comprimento de onda e permite que apenas um determinado comprimento de onda passe por ele. A passagem de luz depende principalmente da cor do material, por exemplo, o vermelho permitirá a passagem das radiações na região vermelha e assim por diante.
A seletividade desses filtros é muito baixa e a emissão dos existentes desses filtros não é altamente monocromática. O outro filtro utilizado é o filtro de interferência, e os detectores que podem ser utilizados na fotometria de feixe único podem ser células fotovoltaicas. Os detectores fornecem leituras da intensidade da luz. A lei do inverso do quadrado e a lei do cosseno são os dois tipos de leis usadas para produzir as medidas fotométricas.
Trabalho de fotômetro de feixe único
A luz da fonte incide sobre a solução colocada na cubeta. Aqui, uma parte da luz observada e a parte restante da luz são transmitidas. A luz transmitida incide sobre os detectores que produzem fotocorrente proporcional à intensidade da luz. Esta fotocorrente entra no galvanômetro onde as leituras são exibidas.
O instrumento é operado nas seguintes etapas
- Inicialmente, o detector é escurecido e o galvanômetro é ajustado mecanicamente para zero
- Agora, uma solução de referência mantida no suporte de amostra
- A luz é transmitida da solução
- A intensidade da fonte de luz é ajustada usando o circuito de controle de intensidade, de modo que o galvanômetro mostra 100% de transmissão
- Uma vez que a calibração é feita, as leituras para a amostra padrão (Qs) e amostra desconhecida (Qpara) são tomadas. A concentração de uma amostra desconhecida é determinada usando a fórmula abaixo.
Qpara= Qs*EUQ/EUS
Onde Qparaé a concentração da amostra desconhecida, Qsé a concentração da amostra de referência, IQé a leitura desconhecida e euSé a leitura de referência.
Instrumentação de fotometria de chama
A instrumentação básica de fotometria de chama é mostrada abaixo.
Instrumentação de fotometria de chama
Na figura, o queimador produz átomos excitados e a solução da amostra é espalhada para a combinação de combustível e oxidante. O combustível e os oxidantes são necessários para produzir chama, de modo que a amostra converta átomos neutros e seja excitada pela energia térmica. A temperatura da chama deve ser estável e também ideal. Se a temperatura for alta, os elementos da amostra se convertem em íons em vez de átomos neutros. Se a temperatura for muito baixa, os átomos podem não entrar no estado de excitação, então uma combinação de combustível e oxidantes é usada.
O monocromático é necessário para isolar a luz em um comprimento de onda específico de uma luz restante da chama. O detector fotométrico de chama é semelhante ao do espectrofotômetro, para ler a gravação dos detectores são utilizados gravadores computadorizados. As principais desvantagens da fotometria de chama são a baixa precisão, a exatidão é baixa e devido à alta temperatura, as interferências iônicas são maiores.
Diferença entre colorimetria e fotometria
A diferença entre colorimetria e fotometria é mostrada na tabela abaixo
S.NO | Colorimetria | Fotometria |
1 | É um tipo de instrumento utilizado para medir a intensidade luminosa das luzes | É usado para medir o brilho das estrelas, asteróides e qualquer outro corpo celeste |
dois | Louis Jules Duboseq inventou este colorímetro em 1870 | Dmitry Lachinov inventou a fotometria |
3 | A principal desvantagem é que em regiões UV e IR não funciona | A principal desvantagem desta fotometria é que é difícil de obter |
4 | Vantagens: Não é caro, facilmente transportável e transportável | Vantagens: simples e econômica |
Quantidades Fotométricas
As quantidades fotométricas são mostradas na tabela abaixo
S.NO | Quantidade Fotométrica | Símbolo | Unidade |
1 | Fluxo luminoso | O símbolo do fluxo luminoso é Φ | Lúmen |
dois | Intensidade luminosa | A intensidade luminosa é representada por I | Candela (cd) |
3 | Luminância | A luminância é representada por L | Cd / mdois |
4 | Iluminância e emitância luminosa | A iluminância e luminosa é representada por E | Lux (lx) |
5 | Exposição Luminosa | A exposição luminosa é representada por H | Lux segundo (lx.s) |
6 | Eficiência Luminosa | O símbolo de eficiência luminosa éη | Lúmen por watt |
7 | Energia luminosa | O símbolo da energia luminosa é Q | Segundo lúmen |
Produtos para fotômetros
Alguns dos produtos de fotômetro são mostrados na tabela abaixo
S.NO | Produtos para fotômetros | Marca | Modelo | Custo |
1 | Systonic Led Display Clinical Flame Photometer | Sistônico | S-932 | Rs 30.000 / - |
dois | Medidor de chamas fotográfico de canal duplo radical | Radical | RS-392 | Rs 52.350 / - |
3 | Fotômetro de chama METZER | METZER | METZ-779 | Rs 19.500 / - |
4 | Fotômetro de chama NSLI INDIA | NSLI INDIA | FLAME 01 | Rs 18.500 / - |
5 | Fotômetro de chama Chemilini | Chemilini | CL-410 | Rs 44.000 / - |
Formulários
As aplicações da fotometria são
- Produtos químicos
- Solos
- Agricultura
- Farmacêutica
- Vidro e Cerâmica
- Materiais vegetais
- Água
- Laboratórios Microbiológicos
- Laboratórios Biológicos
FAQ's
1). O que é um teste fotométrico?
O teste fotométrico é necessário para medir a intensidade e distribuição da luz.
2). O que são quantidades fotométricas?
O fluxo radiante, fluxo luminoso, intensidade luminosa e eficiência e iluminância são as quantidades fotométricas.
3). O que é uma análise fotométrica?
A análise fotométrica inclui a medição do espectro nas regiões visível, ultravioleta e infravermelho
4). Qual é a diferença entre fotometria e espectrofotometria?
O espectrômetro é usado para medir a concentração da solução, enquanto a fotometria mede a intensidade da luz.
5). Qual é a faixa fotométrica?
A faixa fotométrica é uma das especificações nos instrumentos de fotômetro, nos espectrofotômetros UV-Visíveis V-730 a faixa fotométrica (aproximadamente) é -4 ~ 4 Abs.
Neste artigo, o visão geral da fotometria , grandezas fotométricas, instrumentação de fotometria de chama, fotômetro de feixe único, espectro eletromagnético e aplicações são discutidos. Aqui está uma pergunta para você, o que é espectrofotometria?