Fotometri: Nedir?

Fotometri, ışığın insan gözünün algıladığı parlaklık açısından ölçümüdür. Bu, mutlak güç açısından radyant enerjiyi (ışığa dahil) ölçen radyometri'den farklıdır. Fotometri sadece insan gözünü uyarabilen görünür dalga boyu aralığını dikkate alır.

İnsan gözünün tespit edebileceği radyasyonun dalga boyu 370 nm ile 780 nm arasındadır. Bu aralık görünür spektrum veya basitçe ışık olarak adlandırılır. Işık dalga boyundan daha kısa olan radyasyona ultraviyole radyasyon, daha uzun olan radyasyona ise kızılötesi radyasyon denir. Fotometri ultraviyole veya kızılötesi radyasyonu içermektedir.

Fotometri, gözün dalga boyuna bağlı olarak ışığa tepkisine dayanır. Göz, tüm ışık dalga boylarına eşit derecede hassas değildir. Yeşil ışığa daha hassastır ve kırmızı ve menekşe ışığına daha az hassastır. Göz ayrıca farklı parlaklık seviyelerine adapte olur. İki görme modu vardır: fotoropik görüş ve skotopik görüş.

Fotoropik görüş, gündüz veya yapay aydınlatma altında gibi yüksek parlaklık seviyelerinde gözün tepkisidir. Fotoropik görüş renkleri ve detayları ayırt edebilir. Skotopik görüş, gece veya yıldız ışığı altında gibi düşük parlaklık seviyelerinde gözün tepkisidir. Skotopik görüş renkleri ayırt edemez ve düşük çözünürlüktedir. Fotoropik ve skotopik görüş arasında bir geçiş bölgesi de mevcuttur, bu bölge mesopik görüş olarak adlandırılır.

Fotometri, farklı dalga boyları ve parlaklık seviyelerinde gözün ışığa tepkisini standartlaştırılmış modeller kullanır. Bu modellere luminosite fonksiyonları denir. Bu fonksiyonlar, her dalga boyunda gözün ne kadar hassas olduğunu temsil eden bir faktörle radyant gücü ağırlandırır. En yaygın kullanılan luminosite fonksiyonu, fotoropik koşullar altında gözün tepkisini modelleyen fotoropik duyarlılık fonksiyonudur. Diğer luminosite fonksiyonları arasında skotopik duyarlılık fonksiyonu ve mesopik duyarlılık fonksiyonu bulunmaktadır.

Fotometri, bilim, mühendislik ve sanatta çeşitli alanlarda birçok uygulamaya sahiptir. Işık kaynaklarının, malzemelerin ve nesnelerin parlaklığı, rengi ve kalitesini ölçmek ve karakterize etmek için kullanılır. Ayrıca ışığın insan sağlığı, davranış ve algı üzerine etkilerini incelemek için de kullanılır.

Bu makalede, fotometrinin bazı tiplerini, ilkelerini, uygulamalarını ve çalışma şekillerini daha ayrıntılı olarak ele alacağız. Ayrıca fotometrik ölçümler için kullanılan bazı araçları ve birimleri de tartışacağız.

Fiber Fotometri Nedir?

Fiber fotometri, canlı hayvanlardaki nöral aktiviteyi kaydetmek için nörolojide kullanılan bir tekniktir. Optik lifler, floresan göstergeler ifade eden nöronlara heyecan verici ışık teslim etmek ve onlardan yayılan floresansı toplamak için kullanılır.

Floresan göstergeler, kalsiyum konsantrasyonu, gerilim, siniriletkenler, vb. gibi belirli biyolojik parametrelerdeki değişikliklere yanıt olarak floresans özelliklerini değiştiren moleküllerdir. Genetik olarak kodlanmış floresan göstergeler (GEFIs), örneğin GCaMPs, kullanarak optik kayda yönelik belirli nöron türleri veya beyin bölgeleri hedeflenebilir.

Fiber fotometri, zaman içinde büyük nöron popülasyonlarının ortalama aktivitesinin izlenmesine olanak tanır. Serbestçe dolaşan hayvanlarda nöral aktivitenin davranışsal olaylar veya uyarıcılarla ilişkilendirilmesinde kullanılabilir. Fiber fotometri, iki foton mikroskopisi veya kalsiyum görüntüleme gibi diğer optik kaydetme tekniklerine göre basitlik, maliyet etkinliği, taşınabilirlik ve ölçeklenebilirlik açısından avantajları vardır.

Ancak, fiber fotometrinin bazı sınırlamaları da vardır, örneğin düşük uzamsal çözünürlük, arka plan floresansından veya hareket artefaktlarından sinyal kirliliği, lif implantasyonundan kaynaklanan potansiyel doku hasarı veya iltihap.

Flame Fotometri Nedir?

Flame fotometri, bir numunedeki belirli metal iyonlarının konsantrasyonunu belirlemek için kullanılan bir kimyasal analiz tekniğidir. Ayrıca alev emisyon spektroskopisi veya alev atom emisyon spektroskopisi olarak da bilinir.

Flame fotometri, bazı metal iyonlarının alevde ısıtıldığında karakteristik dalga boylarındaki ışık yaydığı ilkesi üzerine çalışır. Yayılan ışığın yoğunluğu, numunedeki metal iyonlarının konsantrasyonuna orantılıdır.

Flame fotometri, genellikle sodyum, potasyum, kalsiyum, lityum vb. gibi alkali metaller (grup 1) ve alakali toprak metaller (grup 2) için kullanılır. Bu metaller düşük iyonlaşma enerjilerine sahip olup, alevden gelen termal enerjiyle kolayca heyecanlanabilirler.

Flame fotometrisini gerçekleştirmek için, metal iyonlarını içeren bir numune çözümü alevin içine püskürtülür (genellikle hava-asetilen alevi). Alev, numuneyi bileşen elementlerine buharlaştırır ve atomize eder. Bunlardan bazıları atomlar alevden gelen termal enerjiyi absorbe ederek daha yüksek enerji seviyelerine heyecanlanır. Bu heyecanlanmış atomlar sonunda spesifik enerji geçişlerine karşılık gelen ışık fotonları yayarak temel durumlarına geri dönerler.

Yayılan ışık, bir lens sistemi tarafından toplanır ve monokromatör (dar bir dalga boyu aralığı seçmekte kullanılan bir cihaz) üzerinden geçirilir. Monokromatör, ilgili metal iyonuna karşılık gelen istenen dalga boyu ışığın sadece detektöre (genellikle bir fotoçokkatlı tüp veya foto diyot) ulaşmasına izin verir. Detektör, ışık sinyalini bir metre veya kayıt cihazı tarafından ölçülebilecek elektrik sinyale dönüştürür.

Numunedeki metal iyonunun konsantrasyonu, yayılan ışığın yoğunluğunun aynı metal iyonunun bilinen konsantrasyonlarından elde edilen standart eğri ile karşılaştırılarak hesaplanabilir.

Reflectance Fotometri Nedir?

Yansıtma fotometrisi, bir yüzeyin veya nesnenin rengini veya yansıtma özelliklerini ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Farklı yüzeylerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak farklı miktarda ve dalga boyunda ışık yansıttığına dayanır.

Yansıtma fotometrisi, bir yüzeyi veya nesneyi belirli bir açıdan aydınlatmak için bir ışık kaynağı (genellikle beyaz ışık) kullanır. Yüzeyden veya nesneden yansıyan ışık, genellikle bir spektrofotometre veya renkölçer ile başka bir açıdan ölçülür.

Algılama cihazı, yansıyan ışığın farklı dalga boylarındaki spektrumunu veya yoğunluğunu analiz eder ve bir referans standartla (genellikle beyaz bir yüzey) karşılaştırır. Yüzeyin veya nesnenin rengi veya yansıma özellikleri, ton (hakim dalga boyu), doygunluk (safızlık), parlaklık (lümansan), kromatik koordinatlar (x,y,z), renk indeksi (CIE Lab*), vb. gibi çeşitli parametrelerle ifade edilebilir.

Yansıtma fotometrisi, kalite kontrolü, renk eşleme, renk tanımlama, renk iletişimi vb. çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Boyalar, tekstiller, plastikler, metaller ve seramikler gibi çeşitli malzemeler ve nesnelere uygulanabilir.

Fotometrik Miktarlar ve Birimler Nelerdir?

Fotometrik miktarlar, radyometrik miktarlara luminosite fonksiyonunu ağırlık faktörü olarak uygulayarak elde edilir. Luminosite fonksiyonu, insan gözünün farklı dalga boylarındaki ışığa olan göreceli tepkisini temsil eder. En yaygın olarak kullanılan luminosite fonksiyonu, parlak koşullar altında gözün tepkisini modelleyen fotopik hassasiyet fonksiyonudur. Diğer luminosite fonksiyonları arasında, karanlık koşullar altında gözün tepkisini modelleyen skotopik hassasiyet fonksiyonu ve ara koşullar altında gözün tepkisini modelleyen mezopik hassasiyet fonksiyonu bulunmaktadır.

Fotometrik Aletler ve Yöntemler Nelerdir?

Fotometrik aletler, çeşitli yöntemler ve ilkeler kullanarak fotometrik miktarları ölçen cihazlardır. Bazı yaygın fotometrik aletler ve yöntemler şunlardır:

• Fotometreler: Fotometreler, ışık kaynaklarını veya nesnelerini bir referans standartla karşılaştırarak onların göreceli parlaklığını ölçen cihazlardır. Fotometreler, tasarım ve uygulamalarına göre görsel fotometreler, fotoelektrik fotometreler, filtre fotometreler, spektrofotometreler vb. farklı türler halinde sınıflandırılabilir.

• Renkölçerler: Renkölçerler, ışık kaynaklarının veya nesnelerin spektral bileşimini analiz ederek onların rengini ölçen cihazlardır. Renkölçerler, tasarım ve uygulamalarına göre tristimulus renkölçerler, kromametreler, spektroradiometreler vb. farklı türler halinde sınıflandırılabilir.

• Entegrasyon küresi: Entegrasyon küresi, ışık kaynaklarını veya nesnelerini yüksek yansıma içeren bir küresel kavite içinde kapatarak onların toplam lümansanını ölçen cihazlardır. Entegrasyon küresi, ışık kaynaklarının kalibrasyonu, malzemelerin yansıma veya geçişkenliği ölçümü, ışık kaynaklarının açısal dağılımının ölçümü vb. çeşitli amaçlar için kullanılabilir.

• Goniophotometerler: Goniophotometerler, ışık kaynakları veya nesnelerin ışık yoğunluğu veya parlaklığın açısal dağılımını ölçmek için bunları bir veya daha fazla eksen etrafında döndürerek çalışan cihazlardır. Goniophotometerler, ışık kaynaklarının karakterizasyonu, malzemelerin optik özelliklerinin ölçümü, ekranların parlaması veya kontrast oranlarının ölçümü gibi çeşitli amaçlar için kullanılabilir.

• Fotodetektörler: Fotodetektörler, fotoelektrik etki, fotoovoltaik etki, fotoiletken etki gibi çeşitli fiziksel ilkeler kullanarak ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren cihazlardır. Fotodetektörler, tasarım ve uygulamalarına göre fotodiyodlar, fototransistörler, foton çoğaltıcı tüpler, fotoovoltaik hücreler vb. farklı türler halinde sınıflandırılabilir.

Fotometrinin Uygulamaları Nelerdir?

Fotometri, bilim, mühendislik ve sanatın çeşitli alanlarında birçok uygulamasına sahiptir. Bazı örnekler şunlardır:

• Astronomi: Fotometri, yıldızlar, gezegenler, galaksiler gibi gök cisimlerinin özelliklerini ve davranışlarını farklı dalga boylarında ve zamanlarda parlaklıkları ve renkleri ölçerek incelemek için kullanılır.

• Işıklandırma: Fotometri, aydınlatma, sinyal verme, gösterim, süsleme gibi çeşitli amaçlar için ışıklandırma sistemlerini ve ürünleri tasarlamak ve değerlendirmek için parlaklık, renk, kalite, verimlilik gibi özellikleri ölçer.

• Görme: Fotometri, ışığın göz ve beyin üzerindeki etkilerini inceleyerek insan görüşünü ve algısını anlamaya ve iyileştirmeye yardımcı olur.

• Kimya: Fotometri, kimyasal maddelerin ve reaksiyonların farklı dalga boylarındaki ışığın soğurumunu veya emisyonunu ölçerek analiz edilmesinde kullanılır.

• Biyoloji: Fotometri, biyolojik süreçleri ve olayları farklı dalga boylarındaki floresans veya biyoilüminesans ölçerek araştırır.

• Sanat: Fotometri, ışığı ve renği manipüle ederek ve ölçerek sanatsal eserler oluşturmak ve takdir etmek için kullanılır.

Sonuç

Fotometri, insana göre algılanan parlaklık açısından ışığın ölçülmesiyle ilgilenen, çok ilgi çekici ve önemli bir bilim dalıdır. Birçok türü, prensibi, uygulaması ve çalışma yöntemi bulunan fotometri, çeşitli enstrümanlar ve birimler kullanılarak gerçekleştirilir. Fotometri, çeşitli amaçlarla ışığı anlama ve kullanımı konusunda bize yardımcı olur.

Bildiri: Orijinali saygıya değer, iyi makaleler paylaşılacak, eğer kötüye kullanım varsa lütfen silinmesi için iletişime geçiniz.