Фотометрија: Што е тоа?

Фотометријата е наука за мерење на светлината во зависност од нивото на перцептивна светлина за човечкиот око. Таа се разликува од радиометрија, која мерува радијантна енергија (вклучувајќи и светлина) во зависност од апсолутната моќ. Фотометријата ги зема предвид само видливите таласни должини (светлина) што можат да стимулираат човечкото око.

Човечкото око може да детектира радијација со таласна должина помеѓу 370 nm и 780 nm. Овој опсег се нарекува видлив спектар или просто светлина. Радијацијата со таласна должина крајната од светлината се нарекува ултравиолетова радијација, а радијацијата со таласна должина подолга од светлината се нарекува инфрацрвена радијација. Фотометријата не вклучува ултравиолетова или инфрацрвена радијација.

Фотометријата е основана на одговорот на окото на светлината како функција од таласната должина. Окото не е еднакво осетливо на сите таласни должини на светлината. Тоа е повеќе осетливо на зелената светлина и помалку осетливо на црвената и виолетовата светлина. Окото исто така се прилагодува на различни нивоа на светлина. Тоа има две моди на видение: фотопско видение и скотопско видение.

Фотопското видение е одговорот на окото при високи нивоа на светлина, како што е денес или под уметна светлина. Фотопското видение може да разликува бои и детали. Скотопското видение е одговорот на окото при ниски нивоа на светлина, како што е ноќ или под звездна светлина. Скотопското видение не може да разликува бои и има ниска резолуција. Постои и премин кај фотопско и скотопско видение наречен мезопско видение.

Фотометријата користи стандардизирани модели на одговорот на окото на светлината при различни таласни должини и нивоа на светлина. Овие модели се нарекуваат луминозни функции. Тие се користат за тежување на радијантната моќ при секоја таласна должина со фактор кој претставува колку осетливо е окото при тој таласен број. Најчесто користената луминозна функција е фотопска чувствителна функција, која моделира одговорот на окото под фотопски услови. Други луминозни функции вклучуваат скотопска чувствителна функција и мезопска чувствителна функција.

Фотометријата има многу примененија во различни области на науката, инженерството и уметноста. Таа се користи за мерење и карактеризација на яркоста, бојата и квалитетот на изворите на светлина, материјалите и предметите. Таа исто така се користи за проучување на ефектите на светлината врз човечкото здравје, однесување и перцепција.

Во оваа статија ќе истражиме некои видови, принципи, примененија и работа на фотометријата во поголема деталност. Ќе обсуштаваме и некои инструменти и единици користени за фотометриски мерења.

Што е Фиберна Фотометрија?

Фиберната фотометрија е техника користена во невронауката за записување на невронска активност во живи животни. Таа користи оптички фибри за достава на екситационска светлина до неврони што изразуваат флуоресцентни индикатори и собирање на испущена флуоресценција од нив.

Флуоресцентните индикатори се молекули кои менуваат своите флуоресцентни својства во одговор на промени во одредени биолошки параметри, како концентрација на калциум, напон, невротрансмитери, итн. Користејќи генетски кодирани флуоресцентни индикатори (GЕFI), како GCaMPs, е можно да се целосно направат специфични типови на неврони или мозгови региони за оптички запис.

Фиберната фотометрија овозможува мониторинг на просечната активност на големи популации неврони во текот на времето. Таа може да се користи за корелациски невронска активност со поведбени настани или стимули во слободно движење животни. Фиберната фотометрија има предности над други оптички техники за запис, како дводупловска микроскопија или калциумска визуелизација, во однос на едноставност, економичност, портабилност и скалабилност.

Меѓутоа, фиберната фотометрија исто така има некои ограничувања, како ниска просторна резолуција, контаминација на сигнал од фонска флуоресценција или артефакти од движење, и потенцијално тешковиштен повреда или воспалување од имплантација на фибри.

Што е Фламска Фотометрија?

Фламската фотометрија е техника користена за хемиска анализа за одредување на концентрацијата на одредени метални јони во примерок. Таа исто така се нарекува фламска емисионна спектроскопија или фламска атомска емисионна спектроскопија.

Фламската фотометрија работи на принципот дека некои метални јони испуштаат карактеристични таласни должини на светлина кога се загрејат во плам. Интензитетот на испуштената светлина е пропорционален на концентрацијата на металните јони во примерокот.

Фламската фотометрија главно се користи за алкални метали (група 1) и алкалноземјински метали (група 2), како натриум, калиум, калциум, литиум, итн. Овие метали имаат ниски ионизациски енергии и лесно можат да се ексцитираат со термална енергија од плам.

За да се изведе фламска фотометрија, примерок решение што содржи метални јони се спрејира во плам (обично воздух-ацетиленска плам). Пламот вапоризира и атомизира примерокот во неговите составни елементи. Некои од овие атоми се затоа ексцитираат до поголеми енергиски нивоа со абсорбирање на термална енергија од плам. Овие ексцитирани атоми на крај се враќаат на нивното основно состојба со испуштање на фотони на светлина со специфични таласни должини кои одговараат на нивните енергиски транзиции.

Испуштената светлина потоа се собира со систем на линзи и минува низ монокроматор (уребод кој избира узак опсег на таласни должини). Монокроматорот дозволува само желаната таласна должина на светлина соодветна на металниот јон на интерес да стигне до детектор (обично фотомултипликаторна трка или фотодиод). Детекторот конвертира светлински сигнал во електричен сигнал што може да се мери со метар или записувач.

Концентрацијата на металниот јон во примерокот може да се пресмета со споредување на интензитетот на испуштената светлина со стандардна крива добиена од познати концентрации на истия метален јон.

Што е Рефлективна Фотометрија?

Рефлективна фотометрија е техника користена за мерење на бојата или рефлективни својства на површина или предмет. Таа работи на принципот дека различни површини рефлектираат различни количества и таласни должини на светлина во зависност од нивните физички и хемиски карактеристики.

Рефлективната фотометрија користи извор на светлина (обично бела светлина) за осветлување на површина или предмет под одреден агол. Рефлектираната светлина од површината или предметот потоа се мери со детектор (обично спектрофотометар или колориметар) под друг агол.

Детекторот анализира спектрот или интензитетот на рефлектираната светлина на различни таласни должини и го споредува со референтен стандард (обично бела површина). Бојата или рефлективните својства на површината или предметот можат да се изразат со различни параметри, како хуа (доминантна таласна должина), сатурација (чистота), светлина (люминанса), хроматични координати (x,y,z), бојен индекс (CIE Lab*), итн.

Рефлективната фотометрија може да се користи за различни цели, како контрола на квалитет, подесување на боја, идентификација на боја, комуникација со боја, итн. Таа може да се применува на различни материјали и предмети, како боји, текстил, пластични, метали и керамика.

Што се Фотометриски Количини и Единици?

Фотометриските количини се изведени од радиометриските количини со применување на луминозната функција како фактор за тежување. Луминозната функција претставува релативниот одговор на човечкото око на различни таласни должини на светлина. Најчесто користената луминозна функција е фотопска чувствителна функција, која моделира одговорот на окото под светли услови. Други луминозни функции вклучуваат скотопска чувствителна функција, која моделира одговорот на окото под тамни услови, и мезопска чувствителна функција, која моделира одговорот на окото под средни услови.