Ֆոտոմետրիան ինչ է։

Ֆոտոմետրիան լույսը չափող գիտությունն է այն համար, որպես առաջացած լուսային մեծություն մարդկային աչքի համար։ Սա տարբեր է ռադիոմետրիայից, որը չափում է լուսային էներգիան (ներառյալ լույսը) բացարձակ հզորությամբ։ Ֆոտոմետրիան միայն հաշվի առնում է այն ալիքային երկարությունները (լույսը), որոնք կարող են ստիմուլիրել մարդկային աչքը։

Մարդկային աչքը կարող է գրանցել 370 նմ և 780 նմ ալիքային երկարություններով ճառագայթումը։ Այս տիրույթը կոչվում է արտահայտական սպեկտր կամ պարզապես լույս։ Ալիքային երկարությունով կարճ լույսը կոչվում է ультрафիոլետային ճառագայթում, իսկ ավելի երկար լույսը կոչվում է ինֆրակարմիր ճառագայթում։ Ֆոտոմետրիան չի ներառում ուլտրաֆիոլետային կամ ինֆրակարմիր ճառագայթումը։

Ֆոտոմետրիան հիմնված է աչքի արձագանքի վրա որպես ալիքային երկարության ֆունկցիա։ Աչքը նույն չափով չէ զգայուն բոլոր ալիքային երկարությունների նկատմամբ։ Այն ավելի զգայուն է կանաչ լույսի նկատմամբ և ավելի քիչ զգայուն է կարմիր և մանուշակագույն լույսի նկատմամբ։ Աչքը նաև ադապտավում է տարբեր լուսային մեծություններին։ Այն ունի երկու տեսակ աչքի աշխատանք՝ ֆոտոպիկ և սկոտոպիկ տեսողություն։

Ֆոտոպիկ տեսողությունը աչքի արձագանքն է բարձր լուսային մեծությունների դեպքում, ինչպես օրինակ օրը կամ արտական լույսի դեպքում։ Ֆոտոպիկ տեսողությունը կարող է տարբերակել գույները և մանրամասները։ Սկոտոպիկ տեսողությունը աչքի արձագանքն է ցածր լուսային մեծությունների դեպքում, ինչպես օրինակ գիշերը կամ աստղային լույսի դեպքում։ Սկոտոպիկ տեսողությունը չի կարող տարբերակել գույները և ունի ցածր լուսանկարագրություն։ Ֆոտոպիկ և սկոտոպիկ տեսողությունների միջև կա նաև մի միջանկյալ տիրույթ, որը կոչվում է մեզոպիկ տեսողություն։

Ֆոտոմետրիան օգտագործում է աչքի արձագանքի ստանդարտային մոդելներ տարբեր ալիքային երկարությունների և լուսային մեծությունների դեպքում։ Այս մոդելները կոչվում են լումինոսիտետի ֆունկցիաներ։ Նրանք օգտագործվում են այնպես, որ առաջին սերիայի լուսային հզորությունը ամեն ալիքային երկարության վրա կշիռնեն այն գործակցով, որը ներկայացնում է աչքի զգայունությունը այդ ալիքային երկարության վրա։ Ամենահաճախ օգտագործվող լումինոսիտետի ֆունկցիան է ֆոտոպիկ զգայունության ֆունկցիան, որը մոդելավորում է աչքի արձագանքը ֆոտոպիկ պայմաններում։ Այլ լումինոսիտետի ֆունկցիաները ներառում են սկոտոպիկ զգայունության ֆունկցիան և մեզոպիկ զգայունության ֆունկցիան։

Ֆոտոմետրիան ունի շատ կիրառություններ տարբեր գիտությունների, ճարտարագիտության և արվեստի ոլորտներում։ Այն օգտագործվում է չափելու և բնութագրելու լույսի աղա-overlaying և որակը լույսի աղբյուրների, նյութերի և օբյեկտների համար։ Այն նաև օգտագործվում է ուսումնասիրելու լույսի ազդեցությունը մարդկային ուժանում, վարքապայմանների և արձագանքի վրա։

Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք ֆոտոմետրիայի որոշ տեսակները, սկզբունքները, կիրառությունները և աշխատանքը ավելի մանրամասն։ Մենք նաև քննարկելու ենք որոշ ինստրումներ և միավորներ, որոնք օգտագործվում են ֆոտոմետրիական չափումների համար։

Ինչ է fiber photometry-ն?

Fiber photometry-ն նեյրոսինանուն տեխնիկա է, որը օգտագործվում է նեյրոնների ակտիվության գրանցման համար կառուցված կենդանիներում։ Այն օգտագործում է օպտիկական գործիքներ լույսի առաքելու նեյրոնների, որոնք արտահայտում են ֆլուորեսցիայի ցուցանիշներ, և ստանալ այդ նեյրոններից առաջացած ֆլուորեսցիան։

Ֆլուորեսցիայի ցուցանիշները մոլեկուլներ են, որոնք փոփոխում են իրենց ֆլուորեսցիայի հատկությունները որոշ կենդանաբանական պարամետրերի փոփոխության պատճառով, ինչպես օրինակ կալցիումի կոնցենտրացիան, լարում, նեյրոտրանսմիտերներ և այլն։ Օգտագործելով գենետիկորեն կոդավորված ֆլուորեսցիայի ցուցանիշներ (GEFIs), ինչպիսիք են GCaMPs, հնարավոր է կարգավորել որոշակի տեսակի նեյրոններ կամ մոզկային շրջաններ օպտիկական գրանցման համար։

Fiber photometry-ն թույլ է տալիս նեյրոնների մեծ խմբերի միջին ակտիվության հետևումը ժամանակի ընթացքում հաշվել։ Այն կարող է օգտագործվել նեյրոնային ակտիվության կոռելյացիայի համար բարակարգային իրադարձությունների կամ ստիմուլների հետ ազատ շարժում ունեցող կենդանիներում։ Fiber photometry-ն ունի առավելություններ այլ օպտիկական գրանցման տեխնիկաների համեմատ, ինչպիսիք են երկու ֆոտոնային միկրոսկոպիան կամ կալցիումի իմաջառությունը, պարզության, արժեքավորության, տարածաշարժողության և մասշտաբային նկատմամբ։

Այնուամենայնիվ, fiber photometry-ն նաև ունի որոշ սահմանափակումներ, ինչպիսիք են ցածր տարածական լուսանկարագրությունը, նշանակության կոնտամինացիան հետեւանք հետեւանք անցկացման ֆլուորեսցիայից կամ շարժման արտարտականներից և հնարավոր նյութական վնասառություն կամ այրման հարց գործիքի ներկայացման հետևանքով։

Ինչ է բոցային ֆոտոմետրիան?

Բոցային ֆոտոմետրիան տեխնիկա է, որը օգտագործվում է քիմիական անալիզի համար որոշ մետաղային իոնների կոնցենտրացիան որոշելու համար նմուշում։ Այն նաև հայտնի է որպես բոցային էմիսիոն սպեկտրոսկոպիա կամ բոցային ատոմային էմիսիոն սպեկտրոսկոպիա։

Բոցային ֆոտոմետրիան աշխատում է այն սկզբունքով, որ որոշ մետաղային իոնները բոցում են բնորոշ լույսի ալիքային երկարություններ, երբ դրանք տաքացվում են բոցում։ Արտածված լույսի ինտենսիվությունը համամասնական է նմուշում մետաղային իոնների կոնցենտրացիային։

Բոցային ֆոտոմետրիան գլխավորապես օգտագործվում է ալկալիական մետաղների (խումբ 1) և ալկալիական երկրորդ մետաղների (խումբ 2) համար, ինչպիսիք են նատրիումը, կալցիումը, լիթիումը և այլն։ Այս մետաղներն ունեն ցածր իոնացման էներգիա և կարող են հեշտությամբ ուղեկցվել բոցի ջերմային էներգիայով։

Բոցային ֆոտոմետրիայի կատարման համար նմուշ լուծույթը, որը պարունակում է մետաղային իոնները, սպրեյով ներկայացվում է բոցի մեջ (սովորաբար օդ-ացեթիլեն բոց)։ Բոցը վապորացնում է և ատոմացնում նմուշը իր բաղադրիչ էլեմենտների։ Այդ էլեմենտներից որոշները հետո բոցի ջերմային էներգիայի հետ բարձր էներգիայի մակարդակներում ուղեկցվում են։ Այդ ուղեկցված էլեմենտները վերջնականապես վերադառնում են իրենց հիմնական վիճակի, արտածելով լույսի ֆոտոններ, որոնց ալիքային երկարությունները համապատասխանում են իրենց էներգիայի անցումներին։