Fotometrie: Wat is dit?
Fotometrie is die wetenskap van die meting van lig in terme van sy waargenome helderheid vir die menslike oog. Dit verskil van radiometrie, wat stralende energie (insluitend lig) meet in terme van absolute krag. Fotometrie neem slegs die sigbare spektrum van golflengtes (lig) in ag wat die menslike oog kan stimuleer.
Die menslike oog kan straling met 'n golflengte tussen 370 nm en 780 nm waarnem. Hierdie reeks staan bekend as die sigbare spektrum of eenvoudigweg as lig. Straling met 'n korter golflengte as lig word ultraviolette straling genoem, en straling met 'n langer golflengte as lig word infrarood straling genoem. Fotometrie sluit ultraviolette of infrarode straling nie in nie.
Fotometrie is gebaseer op die oog se respons op lig as 'n funksie van golflengte. Die oog is nie gelykwaardig sensitief vir al die golflengtes van lig nie. Dit is meer sensitief vir groen lig en minder sensitief vir rooi en violette lig. Die oog past ook aan verskillende vlakke van helderheid aan. Dit het twee modes van visie: fotopiese visie en skotopiese visie.
Fotopiese visie is die oog se respons by hoë vlakke van helderheid, soos tydens daglig of onder kunsmatige verligting. Fotopiese visie kan kleure en details onderskei. Skotopiese visie is die oog se respons by lae vlakke van helderheid, soos tydens nag of onder sterrelicht. Skotopiese visie kan nie kleure onderskei en het lae resolusie. Daar is ook 'n oorgangsgordel tussen fotopiese en skotopiese visie genaamd mesopiese visie.
Fotometrie gebruik gestandaardiseerde modelle van die oog se respons op lig by verskillende golflengtes en helderheidsvlakke. Hierdie modelle word luminositeitsfunksies genoem. Hulle word gebruik om die stralende krag by elke golflengte te weeg deur 'n faktor wat verteenwoordig hoe sensitief die oog is by daardie golflengte. Die mees algemeen gebruikte luminositeitsfunksie is die fotopiese sensitiviteitsfunksie, wat die oog se respons onder fotopiese toestande modelleer. Ander luminositeitsfunksies sluit die skotopiese sensitiviteitsfunksie en die mesopiese sensitiviteitsfunksie in.
Fotometrie het baie toepassings in verskillende velde van wetenskap, ingenieurswese en kunste. Dit word gebruik om die helderheid, kleur en gehalte van ligbronne, materiale en voorwerpe te meet en te karakteriseer. Dit word ook gebruik om die effekte van lig op menslike gesondheid, gedrag en persepsie te bestudeer.
In hierdie artikel sal ons sommige van die tipes, beginsels, toepassings en werking van fotometrie in meer detail ondersoek. Ons sal ook oor sommige van die instrumente en eenhede praat wat vir fotometriese metings gebruik word.
Wat is Vaserfotometrie?
Vaserfotometrie is 'n tegniek wat in neurowetenskap gebruik word om neurale aktiwiteit in lewende diere te rekord. Dit gebruik optiese vase om opwindinglig na neurone wat fluoreskente indikatore uitdruk, te lewer en geëmitteerde fluorescensie van hulle te versamel.
Fluoreskente indikatore is molekules wat hul fluorescensie-eienskappe verander as reaksie op veranderinge in sekere biologiese parameters, soos kalsiumkonsentrasie, voltage, neurotransmitters, ens. Deur gebruik te maak van geneties gekodeerde fluoreskente indikatore (GFI's), soos GCaMP's, is dit moontlik om spesifieke tipes neurone of breinareas te rig vir optiese rekordings.
Vaserfotometrie stel die monitering van die gemiddelde aktiwiteit van groot populasies neurone oor tyd in staat. Dit kan gebruik word om neurale aktiwiteit met gedragsgebeurtenisse of stimuli in vry bewegende diere te korreleer. Vaserfotometrie het voordele bo ander optiese rekordertegnieke, soos tweefoton-mikroskopie of kalsium-imaging, in terme van eenvoud, koste-effektiwiteit, draagbaarheid en skaalbaarheid.
Tog het vaserfotometrie ook sekere beperkings, soos lae spasiale resolusie, seinbesoedeling van agtergrondfluorescensie of bewegingsartefakte, en potensiële weefselbeskadiging of -ontsteking as gevolg van vasaanplanting.
Wat is Vlamfotometrie?
Vlamfotometrie is 'n tegniek wat vir chemiese analise gebruik word om die konsentrasie van sekere metaalionne in 'n monster te bepaal. Dit is ook bekend as vlamemissiespektroskopie of vlamatomiese emissiespektroskopie.
Vlamfotometrie werk op die beginsel dat sommige metaalionne kenmerkende golflengtes van lig uitsend wanneer hulle in 'n vlam verhit word. Die intensiteit van die uitgesende lig is eweredig aan die konsentrasie van die metaalionne in die monster.
Vlamfotometrie word hoofsaaklik vir alkali-metaal (groep 1) en alkaline-aarde-metaal (groep 2) gebruik, soos natrium, kalium, kalsium, lithium, ens. Hierdie metaale het lae ionisasienergie en kan maklik deur termiese energie van 'n vlam opgewek word.
Om vlamfotometrie uit te voer, word 'n monstersoplossing wat die metaalionne bevat, in 'n vlam (gewoonlik 'n lug-acetyleen vlam) gespuit. Die vlam vaporiseer en atomiseer die monster in sy konstituerende elemente. Sommige van hierdie atome word dan opgewek na hoër energieniveaus deur termiese energie van die vlam te absorbeer. Hierdie opgewekte atome keer uiteindelik terug na hul grondtoestand deur fote van lig met spesifieke golflengtes wat ooreenkom met hul energietransisies, uit te send.
Die uitgesende lig word dan deur 'n lensstelsel versamel en deur 'n monokromator ('n toestel wat 'n smal bereik van golflengtes selekteer) gestuur. Die monokromator laat slegs die gewenste golflengte van lig ooreenkomstig met die metaalion van belang deur om by 'n detector (gewoonlik 'n fotomultiplieerbuis of 'n fotodiode) te bereik. Die detector skakel die ligsein om na 'n elektriese sein wat deur 'n meter of 'n opnemer gemeet kan word.
Die konsentrasie van die metaalion in die monster kan bereken word deur die intensiteit van die uitgesende lig met 'n standaardkromme te vergelyk wat verkry is van bekende konsentrasies van dieselfde metaalion.
Wat is Refleksiefotometrie?
Refleksie fotometrie is 'n tegniek wat gebruik word om die kleur of refleksie eienskappe van 'n oppervlak of 'n voorwerp te meet. Dit werk op die beginsel dat verskillende oppervlakke verskillende hoeveelhede en golflengtes van lig reflekteer afhangende van hul fisiese en chemiese kenmerke.
Refleksiefotometrie gebruik 'n ligbron (gewoonlik wit lig) om 'n oppervlak of 'n voorwerp teen 'n sekere hoek te verlig. Die reflekteerde lig van die oppervlak of voorwerp word dan deur 'n detector (gewoonlik 'n spektrofotometer of 'n kleurmeter) teen 'n ander hoek gemeet.
Die detector ontleed die spektrum of intensiteit van die reflekteerde lig by verskillende golflengtes en vergelyk dit met 'n verwysingsstandaard (gewoonlik 'n wit oppervlak). Die kleur of refleksieeienskappe van die oppervlak of voorwerp kan uitgedruk word deur verskillende parameters, soos hue (dominante golflengte), saturasie (puurheid), helderheid (luminans), chromaticiteitskoördinate (x,y,z), kleurindeks (CIE Lab*), ens.
Refleksiefotometrie kan vir verskillende doeleindes gebruik word, soos kwaliteitskontrole, kleurpassing, kleuridentifikasie, kleurkommunikasie, ens. Dit kan toegepas word op verskillende materiale en voorwerpe, soos verf, textiel, plastiek, metaal, en keramiek.
Wat is Fotometriese Hoeveelhede en Eenhede?
Fotometriese hoeveelhede word afgelei van radiometriese hoeveelhede deur die luminositeitsfunksie as 'n wegingsfaktor toe te pas. Die luminositeitsfunksie verteenwoordig die relatiewe respons van die menslike oog op verskillende golflengtes van lig. Die mees algemeen gebruikte luminositeitsfunksie is die fotopiese sensitiviteitsfunksie, wat die oog se respons onder helder toestande modelleer. Ander luminositeitsfunksies sluit die skotopiese sensitiviteitsfunksie in, wat die oog se respons onder donker toestande modelleer, en die mesopiese sensitiviteitsfunksie, wat die oog se respons onder intermediêre toestande modelleer.
Wat is Fotometriese Instrumente en Metodes?
Fotometriese instrumente is toestelle wat fotometriese hoeveelhede met behulp van verskillende metodes en beginsels meet. Sommige van die algemene fotometriese instrumente en metodes is:
Fotometers: Fotometers is toestelle wat die relatiewe helderheid van ligbronne of voorwerpe meet deur hulle met 'n verwysingsstandaard te vergelyk. Fotometers kan in verskillende tipes ingedeel word op grond van hul ontwerp en toepassing, soos visuele fotometers, foto-elektriese fotometers, filterfotometers, spektrofotometers, ens.
Kleurimeters: Kleurimeters is toestelle wat die kleur van ligbronne of voorwerpe meet deur hul spektraal samestelling te ontleed. Kleurimeters kan in verskillende tipes ingedeel word op grond van hul ontwerp en toepassing, soos tristimulus kleurimeters, chromameters, spektoradiometers, ens.
Integrerende sfere: Integrerende sfere is toestelle wat die totale luminouse flux van ligbronne of voorwerpe meet deur hulle in 'n sferiese holte met 'n hoog reflektiewe binnekant te sluit. Integrerende sfere kan vir verskillende doeleindes gebruik word, soos kalibrering van ligbronne, meting van refleksie of
