Fotometrio: Kio ĝi estas?
Fotometrio estas la scienco de lumo mezurado laŭ ĝia percevita brileco al la humana okulo. Ĝi malsamas de radiometrio, kiu mezuras radianton (inkluzive lumon) laŭ absoluta potenco. Fotometrio nur konsideras la vidan spektron de longoj de ondoj (lumo), kiuj povas stimuli la humanan okulon.
La humana okulo povas detekti radiadon kun longo de ondo inter 370 nm kaj 780 nm. Tiu intervalo nomiĝas vido-spektro aŭ simple lumo. Radiado kun pli mallonga ondo ol lumo nomiĝas ultravioleta radiado, kaj radiado kun pli longa ondo ol lumo nomiĝas infraruda radiado. Fotometrio ne inkluzivas ultravioletan aŭ infrarudan radiadon.
Fotometrio baziĝas sur la okula respondo al lumo kiel funkcio de longo de ondo. La okulo ne egalmeze sentas ĉiujn longojn de ondo de lumo. Ĝi pli sentas verdan lumon kaj malpli sentas ruĝan kaj violetan lumon. La okulo ankaŭ adaptiĝas al diversaj niveloj de brileco. Ĝi havas du modegojn de vido: fotopika vido kaj skotopika vido.
Fotopika vido estas la okula respondo je alta nivelo de brileco, ekzemple dum tago aŭ sub artifika ilumado. Fotopika vido povas distingi kolorojn kaj detalojn. Skotopika vido estas la okula respondo je malalta nivelo de brileco, ekzemple dum nokto aŭ sub stel-lumo. Skotopika vido ne povas discerni kolorojn kaj havas malaltan rezolucion. Ekzistas ankaŭ transira zono inter fotopika kaj skotopika vido, nomata mesopika vido.
Fotometrio uzas normigitajn modelojn de la okula respondo al lumo je diversaj longoj de ondo kaj niveloj de brileco. Tiuj modeloj nomiĝas luminosaj funkcioj. Ili uzas por pezi la radiantan potencon je ĉiu longo de ondo per faktoro, kiu reprezentas kiom sentema estas la okulo je tiu longo de ondo. La plej komune uzata luminosa funkcio estas la fotopika sentoseca funkcio, kiu modelas la okulan respondon sub fotopikaj kondiĉoj. Aliaj luminosaj funkcioj inkluzivas la skotopikan sentosecan funkcion kaj la mesopikan sentosecan funkcion.
Fotometrio havas multajn aplikojn en diversaj branĉoj de scienco, inĝenierado, kaj arto. Ĝi uzas por mezuri kaj karakterizi la brilecon, koloron, kaj kvaliton de lumfontoj, materialoj, kaj objektoj. Ĝi ankaŭ uzas por studi la efektojn de lumo sur homan sanon, konduton, kaj percepton.
En ĉi tiu artikolo, ni esploros iujn el la tipoj, principoj, aplikoj, kaj funkcioj de fotometrio pli detalaj. Ni ankaŭ diskutos iujn el la instrumentoj kaj unuoj uzitaj por fotometriaj mezuroj.
Kio estas Fibra Fotometrio?
Fibra fotometrio estas tekniko uzata en neŭroscienco por registri neŭronan aktivon en vivantaj bestoj. Ĝi uzas optikajn fibrojn por liveri eksitadon de lumo al neŭronoj, kiuj esprimas fluorecentajn indikilojn, kaj kolekti emitan fluorecon de ili.
Fluorecentaj indikiloj estas molekuloj, kiuj ŝanĝas siajn fluorecentajn ecojn reagante al ŝanĝoj en certaj biologiaj parametroj, ekzemple kalcio-koncentro, voltage, neurotransmetantoj, ktp. Per uzo de genetike koditaj fluorecentaj indikiloj (GEFIs), ekzemple GCaMPs, eblas celigi specifajn tipojn de neŭronoj aŭ cerbregionojn por optika registriro.
Fibra fotometrio permesas monitori la mezan aktivon de grandaj popacioj de neŭronoj dum tempo. Ĝi povas esti uzata por korrelaciigi neŭronan aktivon kun kondutaĵaj eventoj aŭ stimuli en libere movantaj bestoj. Fibra fotometrio havas avantajojn super aliaj optikaj registriro-teknikoj, ekzemple du-foton-a mikroskopio aŭ kalcio-imagado, laŭ simplaĵo, kostefektiveco, portebleco, kaj skaligebleco.
Tamen, fibra fotometrio ankaŭ havas iujn limigojn, ekzemple malaltan spacon de solvo, signalokontaminacion de fona fluoreco aŭ movada artefakto, kaj potencialan tisuan damaĝon aŭ inflamadon pro fibroimplantado.
Kio estas Flama Fotometrio?
Flama fotometrio estas tekniko uzata por kemika analizo por determini la koncentron de certaj metalaj ionoj en provo. Ĝi ankaŭ konatas kiel flama emision-spektroskopio aŭ flama atom-emision-spektroskopio.
Flama fotometrio funkcias sur la principo, ke iuj metalaj ionoj emetas karakterizajn longojn de ondo de lumo, kiam ili estas varmitaj en flameto. La intensivo de la emitita lumo estas proporcia al la koncentro de la metalaj ionoj en la provo.
Flama fotometrio ĉefe uzas por alkali-metaloj (grupo 1) kaj alkaŭlinaj termetaloj (grupo 2), ekzemple sodio, kalio, kalcio, litio, ktp. Tiuj metaloj havas malaltan ionigenergion kaj povas facile esti ekscititaj per termenergio de flameto.
Por faru flaman fotometrion, provsolvo enhavanta la metalajn ionojn estas spritita en flameton (ordinare aer-acetilen-flameton). La flameto vaporigas kaj atomojn la provon en siaj konstituaj elementoj. Iuj de tiuj atoms estas tiam ekscititaj al pli altaj energiniveloj per absorbo de termenergio de la flameto. Tiuj ekscititaj atomoj fine revenas al sia bazstato per emitado de fotonoj de lumo kun specifaj longoj de ondo korespondantaj al iliaj energitransiroj.
La emitita lumo tiam estas kolektita de lensa sistemo kaj pasigita tra monohromatoro (aparato, kiu elektas malvastan gamon de longoj de ondo). La monohromatoro permesas nur la deziratan longon de ondo de lumo, korespondantan al la metal-iono de intereso, atingi detektilon (ordinare fotomultiplikilon aŭ fotodiodon). La detektilo konvertas la lumsignalon en elektrian signalon, kiun povas mezuri metro aŭ registrilo.
La koncentro de la metal-iono en la provo povas esti kalkulita per komparo de la intensivo de la emitita lumo kun standarda kurbo akirita el konataj koncentroj de la sama metal-iono.
Kio estas Reflekteca Fotometrio?
Reflekto fotometrio estas tekniko uzata por mezuri la koloron aŭ reflekton ecojn de surfaco aŭ objekto. Ĝi funkcias sur la principo, ke diversaj surfacoj reflektas diversajn kvantojn kaj longojn de ondo de lumo depende de iliaj fizikaj kaj kemikaj karakterizoj.
Reflekta fotometrio uzas lumfonton (ordinare blankan lumon) por ilumi surfacon aŭ objekton je certa angulo. La reflektita lumo de la surfaco aŭ objekto tiam estas mezurita per detektilo (ordinare spektrofotometro aŭ kolorimetro) je alia angulo.
La detektilo analizas la spektron aŭ intensivon de la reflektita lumo je diversaj longoj de ondo kaj komparas ĝin kun referencstandardo (ordinare blanka surfaco). La koloro aŭ reflekta ecoj de la surfaco aŭ objekto povas esti esprimitaj per diversaj parametroj, ekzemple huo (domina longo de ondo), saturaĵo (pureco), briko (lumeco), kromatiaj koordinatoj (x,y,z), kolorindekso (CIE Lab*), ktp.
Reflekta fotometrio povas esti uzata por diversaj celoj, ekzemple kvalitekontrolo, koloraj kombinadoj, koloridentigo, kolora komunikado, ktp. Ĝi povas esti aplikata al diversaj materialoj kaj objektoj, ekzemple pinturiloj, tekstilajĵoj, plastoj, metaloj, kaj keramikajĵoj.
Kioj estas la Fotometriaj Kvantecoj kaj Unuoj?
Fotometriaj kvantecoj deriviĝas el radiometriaj kvantecoj per aplikado de la luminosa funkcio kiel peza faktoro. La luminosa funkcio reprezentas la relatan respondon de la humana okulo al diversaj longoj de ondo de lumo. La plej ofte uzata luminosa funkcio estas la fotopika sentoseca funkcio, kiu modelas la okulan respondon sub briklaj kondiĉoj. Aliaj luminosaj funkcioj inkluzivas la skotopikan sentosecan funkcion, kiu modelas la okulan respondon sub mallumaj kondiĉoj, kaj la mesopikan sentosecan funkcion, kiu modelas la okulan respondon sub intermedioaj kondiĉoj.
Kioj estas la Fotometriaj Instrumentoj kaj Metodoj?
Fotometriaj instrumentoj estas aparatoj, kiuj mezuras fotometriajn kvantecojn per diversaj metodoj kaj principoj. Iuj el la komunaj fotometriaj instrumentoj kaj metodoj estas:
Fotometroj: Fotometroj estas aparatoj, kiuj mezuras la relativan brilecon de lumfontoj aŭ objektoj per komparo kun referencstandardo. Fotometroj povas esti klasifikitaj en diversajn tipojn laŭ ilia dizajno kaj apliko, ekzemple vizualaj fotometroj, fotoelektraj fotometroj, filtra fotometroj, spektrofotometroj, ktp.
Kolorimetroj: Kolorimetroj estas aparatoj, kiuj mezuras la koloron de lumfontoj aŭ objektoj per analizo de ilia spektra kompozicio. Kolorimetroj povas esti klasifikitaj en diversajn tipojn laŭ ilia dizajno kaj apliko, ekzemple tristimulaj kolorimetroj, kromametroj, spektro-radiometroj, ktp.
