फोटोमेट्री: यह क्या है?

प्रकाश मापन विज्ञान है जो प्रकाश को मानव आँख द्वारा देखी गई चमक के अनुसार मापता है। यह रेडियोमेट्री से भिन्न है, जो प्रकाश सहित विकिरण ऊर्जा को निरपेक्ष शक्ति के अनुसार मापता है। प्रकाश मापन केवल उन तरंगदैर्ध्यों (प्रकाश) को ध्यान में रखता है जो मानव आँख को उत्तेजित कर सकते हैं।

मानव आँख 370 नैनोमीटर से 780 नैनोमीटर के बीच की तरंगदैर्ध्य वाले विकिरण को देख सकती है। इस सीमा को दृश्य स्पेक्ट्रम या सिर्फ प्रकाश कहा जाता है। प्रकाश से छोटी तरंगदैर्ध्य वाले विकिरण को अल्ट्रावायलेट विकिरण कहा जाता है, और प्रकाश से लंबी तरंगदैर्ध्य वाले विकिरण को इन्फ्रारेड विकिरण कहा जाता है। प्रकाश मापन अल्ट्रावायलेट या इन्फ्रारेड विकिरण को शामिल नहीं करता है।

प्रकाश मापन आँख की प्रकाश पर प्रतिक्रिया को तरंगदैर्ध्य के फलन के रूप में आधारित है। आँख सभी तरंगदैर्ध्यों के प्रकाश के लिए समान रूप से संवेदनशील नहीं होती है। यह हरे प्रकाश के लिए अधिक संवेदनशील और लाल और बैंगनी प्रकाश के लिए कम संवेदनशील होती है। आँख अलग-अलग स्तर की चमक के लिए अनुकूलित होती है। इसकी दो दृश्य विधियाँ होती हैं: फोटोपिक दृश्य और स्कोटोपिक दृश्य।

फोटोपिक दृश्य दिन के समय या कृत्रिम प्रकाशन के दौरान उच्च स्तर की चमक पर आँख की प्रतिक्रिया है। फोटोपिक दृश्य रंगों और विवरणों को देख सकता है। स्कोटोपिक दृश्य रात के समय या ताराओं के प्रकाश के दौरान निम्न स्तर की चमक पर आँख की प्रतिक्रिया है। स्कोटोपिक दृश्य रंगों को नहीं देख सकता और इसका निम्न रिझोल्यूशन होता है। फोटोपिक और स्कोटोपिक दृश्य के बीच एक अंतरण क्षेत्र होता है जिसे मेसोपिक दृश्य कहा जाता है।

प्रकाश मापन आँख की प्रकाश पर प्रतिक्रिया के मानक मॉडलों का उपयोग करता है जो विभिन्न तरंगदैर्ध्यों और चमक स्तरों पर होती है। इन मॉडलों को ल्यूमिनोसिटी फंक्शन कहा जाता है। ये फंक्शन प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर रेडियंट शक्ति को एक गुणक से वजनित करते हैं जो आँख की उस तरंगदैर्ध्य पर संवेदनशीलता को दर्शाता है। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला ल्यूमिनोसिटी फंक्शन फोटोपिक संवेदनशीलता फंक्शन है, जो फोटोपिक स्थितियों के तहत आँख की प्रतिक्रिया को मॉडल करता है। अन्य ल्यूमिनोसिटी फंक्शन में स्कोटोपिक संवेदनशीलता फंक्शन और मेसोपिक संवेदनशीलता फंक्शन शामिल हैं।

प्रकाश मापन विज्ञान, इंजीनियरिंग और कला के विभिन्न क्षेत्रों में कई अनुप्रयोगों का उपयोग करता है। यह प्रकाश स्रोतों, सामग्रियों और वस्तुओं की चमक, रंग और गुणवत्ता को मापने और विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह मानव स्वास्थ्य, व्यवहार और अनुभव पर प्रकाश के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए भी उपयोग किया जाता है।

इस लेख में, हम प्रकाश मापन के कुछ प्रकार, सिद्धांत, अनुप्रयोग और कार्य को विस्तार से अध्ययन करेंगे। हम प्रकाश मापनीय मापन के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ उपकरणों और इकाइयों के बारे में भी चर्चा करेंगे।

फाइबर प्रकाश मापन क्या है?

फाइबर प्रकाश मापन न्यूरोसाइंस में जीवित जानवरों में न्यूरल गतिविधि की रिकॉर्डिंग के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है। यह ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करता है जो न्यूरोंस में फ्लोरेसेंट संकेतकों को उत्तेजित प्रकाश देता है और उनसे फ्लोरेसेंस उत्पन्न करता है।

फ्लोरेसेंट संकेतक ऐसे अणु हैं जो निर्दिष्ट जैविक पैरामीटर्स, जैसे कैल्शियम सांद्रता, वोल्टेज, न्यूरोट्रांसमिटर्स आदि में परिवर्तन के अनुसार अपनी फ्लोरेसेंस गुणों को बदलते हैं। जीनेटिकली एन्कोडेड फ्लोरेसेंट संकेतक (GEFIs), जैसे GCaMPs का उपयोग करके, विशिष्ट प्रकार के न्यूरों या मस्तिष्क क्षेत्रों को ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग के लिए लक्षित किया जा सकता है।

फाइबर प्रकाश मापन बड़ी संख्या में न्यूरों की औसत गतिविधि की निगरानी करने की अनुमति देता है। इसका उपयोग आजाद रूप से घूमने वाले जानवरों में न्यूरल गतिविधि को व्यवहारिक घटनाओं या उत्तेजनाओं से संबंधित करने के लिए किया जा सकता है। फाइबर प्रकाश मापन अन्य ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग तकनीकों, जैसे दो-फोटोन माइक्रोस्कोपी या कैल्शियम इमेजिंग की तुलना में सरलता, कीमत की प्रभावशीलता, पोर्टेबिलिटी और स्केलेबिलिटी के मामले में लाभ है।

हालांकि, फाइबर प्रकाश मापन में कुछ सीमाएँ भी हैं, जैसे कम स्थानिक रिझोल्यूशन, पृष्ठभूमि फ्लोरेसेंस या चलने के दोष से सिग्नल की संदीर्घन, और फाइबर इम्प्लांटेशन से संभावित ऊतक की क्षति या उत्तेजना।

फ्लेम प्रकाश मापन क्या है?

फ्लेम प्रकाश मापन एक रसायनिक विश्लेषण की तकनीक है जो एक नमूने में निश्चित धातु आयनों की सांद्रता का निर्धारण करने के लिए उपयोग की जाती है। इसे फ्लेम उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी या फ्लेम परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी भी कहा जाता है।

फ्लेम प्रकाश मापन कार्य करता है इस सिद्धांत पर कि कुछ धातु आयन जब एक फ्लेम में गर्म किए जाते हैं तो वे विशिष्ट तरंगदैर्ध्यों के प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता नमूने में धातु आयनों की सांद्रता के समानुपाती होती है।

फ्लेम प्रकाश मापन मुख्य रूप से ग्रुप 1 (एल्कली मेटल) और ग्रुप 2 (एल्कलाइन अर्थ मेटल) के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, लिथियम आदि। ये धातुएँ कम आयनीकरण ऊर्जा वाली होती हैं और फ्लेम से थर्मल ऊर्जा से आसानी से उत्तेजित हो सकती हैं।

फ्लेम प्रकाश मापन को करने के लिए, धातु आयनों वाले एक नमूने को फ्लेम (आमतौर पर एक एयर-एसीटिलीन फ्लेम) में छिड़का जाता है। फ्लेम नमूने को उसके घटक तत्वों में वाष्पीकृत और परमाणुक करता है। इनमें से कुछ परमाणु फ्लेम से थर्मल ऊर्जा अवशोषित करके उच्च ऊर्जा स्तरों पर उत्तेजित होते हैं। इन उत्तेजित परमाणुओं ने अंततः अपने ग्राउंड स्टेट तक वापस लौटने के लिए उनकी ऊर्जा परिवर्तनों के अनुसार विशिष्ट तरंगदैर्ध्यों के फोटॉनों को उत्सर्जित किया।

उत्सर्जित प्रकाश फिर एक लेंस प्रणाली द्वारा संग्रहीत किया जाता है और एक मोनोक्रोमेटर (एक उपकरण जो एक संकीर्ण तरंगदैर्ध्य की श्रेणी चुनता है) से गुजरता है। मोनोक्रोमेटर केवल धातु आयन की रुचि के लिए संबंधित वांछित तरंगदैर्ध्य को डिटेक्टर (आमतौर पर एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब या एक फोटोडायोड) तक पहुँचने देता है। डिटेक्टर प्रकाश सिग्नल को एक विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है जिसे एक मीटर या रिकॉर्डर द्वारा मापा जा सकता है।

नमूने में धातु आयन की सांद्रता की गणना उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता को उसी