फोटोमेट्री क्या है: फ़ोटोमेट्रिक क्वांटिटीज़ और इसके अनुप्रयोग

फोटोमेट्री का आविष्कार दिमित्री लाचिनोव द्वारा किया गया है और फोटोमेट्रिक में उपयोग की जाने वाली शब्द उज्ज्वल प्रवाह, चमकदार प्रवाह, चमकदार तीव्रता और दक्षता और रोशनी हैं। आकाशीय वस्तु के बारे में हमें प्राप्त होने वाली सबसे महत्वपूर्ण जानकारी ऊर्जा की मात्रा है, जिसे फ्लक्स कहा जाता है। के रूप में वह विद्युत चुम्बकीय विकिरण आकाशीय वस्तुओं से प्रमुख प्रवाह के विज्ञान को फोटोमेट्री कहा जाता है। यह खगोलीय पिंडों से प्रकाश की चमक माप करने के लिए एक कुशल तरीका है और इसलिए यह एक खगोलीय लक्ष्य के लक्षण वर्णन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। फोटोमेट्री की संक्षिप्त व्याख्या नीचे चर्चा की गई है।

Photometry क्या है?

परिभाषा: प्रकाश की मात्रा को मापने के लिए फोटोमेट्री का उपयोग किया जाता है, और यह प्रकाशिकी की शाखा है जिसमें हम किसी स्रोत द्वारा उत्सर्जित तीव्रता पर चर्चा करते हैं। विभेदक फ़ोटोमेट्री और निरपेक्ष फ़ोटोमेट्री फ़ोटोमेट्री के दो प्रकार हैं। उज्ज्वल प्रवाह, चमकदार प्रवाह, चमकदार तीव्रता और दक्षता, और रोशनी फोटोमेट्रिक में प्रयुक्त शब्द हैं। दीप्तिमान प्रवाह को ऊर्जा की कुल संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है जो प्रति सेकंड एक स्रोत द्वारा विकिरणित है और इसे एक पत्र 'आर' द्वारा दर्शाया गया है।

चमकदार प्रवाह को ऊर्जा की कुल संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है जो प्रति सेकंड एक स्रोत द्वारा उत्सर्जित होती है और इसे एक प्रतीक ux द्वारा दर्शाया जाता है। चमकदार तीव्रता को 4 divided से विभाजित चमकदार प्रवाह की कुल मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है। चमकदार दक्षता को चमकीले प्रवाह के लिए चमकदार प्रवाह के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है और इसे एक प्रतीक। ‘'द्वारा दर्शाया गया है। तीव्रता को प्रति इकाई क्षेत्र के चमकदार प्रवाह के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है और इसे ‘I’ (I = (/ )A) पत्र द्वारा दर्शाया गया है। रोशनी (ई) पृथ्वी की सतह पर पड़ने वाला प्रकाश है।

फोटोमीटर और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम

फोटोमीटर एक प्रयोग है जिसका उपयोग स्क्रीन पर दो स्रोतों की रोशनी की तुलना करने के लिए किया जाता है। फोटोमीटर को समझने के लिए एक यथार्थवादी उदाहरण पर विचार करें।

एक स्क्रीन पर दो स्रोतों की रोशनी

आकृति में, एक ऑप्टिकल बेंच होती है, जहां स्क्रीन के दो तरफ A और B के दो स्रोत ’S’ और दो बोर्ड स्क्रीन के दोनों सिरों पर रखे जाते हैं। बायीं साइडबोर्ड पर एक गोलाकार कट होता है और दायीं ओर कीबोर्ड में रिंग शेप कट होता है। जब एक स्रोत 'ए' पर स्विच किया जाता है, तो सर्कुलर कट के माध्यम से प्रकाश गुजरने के कारण एक स्क्रीन पर एक परिपत्र पथ प्राप्त होता है। इसी तरह, जब स्रोत 'बी' चालू होता है, तो आप प्रकाश को कुंडलाकार क्षेत्र से गुजरते हुए देख सकते हैं और स्क्रीन पर रिंग पैच प्राप्त होता है।

जब दोनों स्रोतों पर स्विच किया जाता है, तो आप देख सकते हैं कि दोनों पैच एक साथ रोशन हैं और आप दो पैच के अलग-अलग रोशनी देख सकते हैं। जब एक स्रोत a ए ’स्क्रीन के करीब लाया जाता है तो आप देखेंगे कि परिपत्र पैच अधिक उज्ज्वल हो जाता है या आप देख सकते हैं कि स्क्रीन पर स्रोत’ ए ’की रोशनी बढ़ जाती है। इसी तरह जब कोई स्रोत ’B’ स्क्रीन के करीब लाया जाता है तो आप देखेंगे कि कम दूरी की वजह से रिंग शेप पैच का भ्रम अधिक हो जाता है।

अब स्रोतों को इस तरह से समायोजित किया जाता है कि, इन दोनों स्रोतों के बीच कोई अंतर नहीं है। दो स्रोतों के कारण स्क्रीन पर रोशनी समान या बराबर होती है। जब स्क्रीन पर स्रोतों के कारण रोशनी बराबर हो जाती है, तो हम उपयोग कर सकते हैं

एल₁/ आर₁^दो= एल_दो/ आर_दो^दो

जहां एल₁और मैं_दोदो स्रोतों की रोशनी की तीव्रता और आर₁^दोऔर आर_दो^दोस्क्रीन से स्रोतों के अलगाव हैं। उपरोक्त समीकरण को फोटोमेट्री का सिद्धांत कहा जाता है।

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में सात क्षेत्र होते हैं, वे एक दृश्य स्पेक्ट्रम, अवरक्त स्पेक्ट्रम, रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, पराबैंगनी स्पेक्ट्रम, एक्स किरणें और गामा किरणें हैं। रेडियो तरंगों में सबसे लंबी होती है तरंग दैर्ध्य और सबसे कम आवृत्ति जब रेडियो तरंगें बाएं से दाएं चलती हैं, तो तरंग दैर्ध्य बढ़ता है, आवृत्ति बढ़ती है, और ऊर्जा कम हो जाएगी। रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव और अवरक्त तरंगें कम ऊर्जा वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। पराबैंगनी, एक्स किरणें और गामा किरणें उच्च ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं। विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम नीचे दिखाया गया है।

फोटोमेट्री के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम

स्पेक्ट्रमी केवल स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग के साथ माना जाता है, लगभग 380 से 780 नैनोमीटर तक। अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान में, फ़ोटोमेट्री मौलिक है और यह एक महत्वपूर्ण तकनीक है।

सिंगल बीम फोटोमीटर

एकल बीम फोटोमीटर अज्ञात नमूनों की एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए 'लैम्बर्ट एलएडब्ल्यू' का अनुसरण करता है। एक संदर्भ नमूने और एक अज्ञात नमूने द्वारा प्रकाश के अवशोषण का उपयोग अज्ञात के मूल्य को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। सिंगल बीम फोटोमीटर इंस्ट्रूमेंट का निर्माण नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।

सिंगल बीम फोटोमीटर इंस्ट्रूमेंट

एकल बीम फोटोमीटर के मूल घटक प्रकाश स्रोत और अवशोषण या एक हस्तक्षेप हैं फिल्टर । इसे एक फोटोमीटर कहा जाता है क्योंकि एक आकृति में तरंग दैर्ध्य को अलग करने के लिए जिस उपकरण का उपयोग किया जाता है वह फिल्टर है, एक क्यूवेट का उपयोग नमूना धारक के रूप में किया जाता है और एक फोटोकेल या फोटोवोल्टिक सेल एक डिटेक्टर के रूप में कार्य करता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले प्रकाश का स्रोत टंगस्टन हलोजन लैंप है। जब फिलामेंट की तरह टंगस्टन को गर्म किया जाता है, तो यह दृश्य क्षेत्र में विकिरणों का उत्सर्जन करना शुरू कर देता है, और ये विकिरण उपकरण के लिए प्रकाश के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं।

टंगस्टन फिलामेंट लैंप के लिए वोल्टेज की आपूर्ति को अलग करने के लिए एक तीव्रता नियंत्रण सर्किट का उपयोग किया जाता है, वोल्टेज को अलग करके, दीपक तीव्रता को बदल सकता है। प्रयोग की अवधि के लिए तीव्रता को स्थिर रखा जाना चाहिए। फ़िल्टर एक मूल अवशोषण फ़िल्टर हो सकता है, यह फ़िल्टर एक निश्चित तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को अवशोषित करता है और केवल एक विशेष तरंगदैर्ध्य को इसके माध्यम से पारित करने की अनुमति देता है। मुख्य रूप से पारित होने की अनुमति दी गई सामग्री रंग पर निर्भर करती है, उदाहरण के लिए, लाल लाल क्षेत्र में विकिरणों को पारित करने की अनुमति देगा और इसी तरह।

इन फ़िल्टरों की चयनात्मकता बहुत कम है और इन फ़िल्टरों में से मौजूदा उत्सर्जन अत्यधिक मोनोक्रोमैटिक नहीं है। उपयोग किया जाने वाला अन्य फ़िल्टर हस्तक्षेप फ़िल्टर है, और एकल बीम फ़ोटोमेट्री में उपयोग किए जा सकने वाले डिटेक्टर फोटोवोल्टिक सेल हो सकते हैं। डिटेक्टर प्रकाश की तीव्रता की रीडिंग देते हैं। उलटा वर्ग कानून और कोसाइन कानून दो प्रकार के कानून हैं जो फोटोमेट्रिक माप का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

सिंगल बीम फोटोमीटर का कार्य करना

स्रोत से प्रकाश क्युवेट में रखे घोल पर गिरता है। यहाँ प्रकाश का एक भाग मनाया जाता है और प्रकाश का शेष भाग संचारित होता है। संचरित प्रकाश डिटेक्टरों पर पड़ता है जो प्रकाश की तीव्रता के लिए आनुपातिक उत्पादन करते हैं। यह फोटोकल्ट गैल्वेनोमीटर में प्रवेश करता है जहां रीडिंग प्रदर्शित की जाती हैं।

साधन निम्नलिखित चरणों में संचालित होता है

• प्रारंभ में, डिटेक्टर को गहरा कर दिया जाता है और गैल्वेनोमीटर को यंत्रवत् रूप से शून्य पर समायोजित किया जाता है
• अब नमूना धारक में एक संदर्भ समाधान रखा गया है
• हल से प्रकाश का संचार होता है
• प्रकाश स्रोत की तीव्रता को तीव्रता नियंत्रण सर्किट का उपयोग करके समायोजित किया जाता है, जैसे कि गैल्वेनोमीटर 100% संचरण दिखाता है
• एक बार जब अंशांकन किया जाता है, तो मानक नमूने के लिए रीडिंग (क्यू_रों) और अज्ञात नमूना (क्यू_{सेवा मेरे}) लिए गए हैं। एक अज्ञात नमूने की एकाग्रता नीचे सूत्र का उपयोग करके पाई जाती है।

क्यू_{सेवा मेरे}= क्यू_रों*मैं_क्यू/मैं_रों

कहां क्यू_{सेवा मेरे}अज्ञात नमूने की एकाग्रता है, क्यू_रोंसंदर्भ नमूने की एकाग्रता है, मैं_क्यूअज्ञात वाचन है और मैं_रोंसंदर्भ पढ़ना है।

लौ फोटोमेट्री इंस्ट्रूमेंटेशन

मूल लौ फोटोमेट्री इंस्ट्रूमेंटेशन नीचे दिखाया गया है।

लौ फोटोमेट्री इंस्ट्रूमेंटेशन

आंकड़े में, बर्नर उत्साहित परमाणुओं का उत्पादन करता है और नमूना समाधान ईंधन और ऑक्सीडेंट संयोजन के लिए फैलता है। ईंधन और ऑक्सीडेंट को लौ का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है, जैसे कि नमूना तटस्थ परमाणुओं को परिवर्तित करता है और गर्मी ऊर्जा से उत्साहित होता है। लौ का तापमान स्थिर और आदर्श भी होना चाहिए। यदि तापमान अधिक है तो नमूने में तत्व तटस्थ परमाणुओं के बजाय आयनों में परिवर्तित हो जाते हैं। यदि तापमान बहुत कम है, तो परमाणु उत्तेजित अवस्था में नहीं जा सकते हैं, इसलिए ईंधन और ऑक्सीडेंट के संयोजन का उपयोग किया जाता है।

एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य में ज्योति को शेष प्रकाश से अलग करने के लिए मोनोक्रोमैटिक की आवश्यकता होती है। लौ फोटोमेट्रिक डिटेक्टर स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के समान है, यह पता लगाने के लिए कि डिटेक्टरों से रिकॉर्डिंग को कम्प्यूटरीकृत रिकॉर्डर का उपयोग किया जाता है। लौ फोटोमेट्री के मुख्य नुकसान सटीक हैं, सटीकता कम है और उच्च तापमान के कारण आयनिक हस्तक्षेप अधिक हैं।

Colorimetry और Photometry के बीच अंतर

वर्णमापी और फोटोमेट्री के बीच का अंतर नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है

फोटोमेट्रिक मात्रा

फोटोमेट्रिक मात्रा नीचे तालिका में दिखाई गई हैं

फोटोमीटर उत्पाद

फोटोमीटर के कुछ उत्पाद नीचे दी गई तालिका में दिखाए गए हैं

अनुप्रयोग

फोटोमेट्री के अनुप्रयोग हैं

• रसायन
• मिट्टी
• कृषि
• दवाइयों
• ग्लास और सिरेमिक
• संयंत्र सामग्री
• पानी
• सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रयोगशालाएँ
• जैविक प्रयोगशालाएँ

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। फोटोमेट्रिक टेस्ट क्या है?

प्रकाश की तीव्रता और वितरण को मापने के लिए फोटोमीट्रिक परीक्षण आवश्यक है।

२)। फोटोमेट्रिक मात्रा क्या हैं?

दीप्तिमान प्रवाह, चमकदार प्रवाह, चमकदार तीव्रता और दक्षता, और रोशनी फोटोमेट्रिक मात्रा हैं।

३)। एक फोटोमेट्रिक विश्लेषण क्या है?

फोटोमेट्रिक के विश्लेषण में दृश्यमान, पराबैंगनी और अवरक्त क्षेत्रों में स्पेक्ट्रम का माप शामिल है

4)। फोटोमेट्री और स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री में क्या अंतर है?

स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग घोल की सांद्रता को मापने के लिए किया जाता है जबकि फोटोमेट्री प्रकाश की तीव्रता को मापती है।

५)। फोटोमेट्रिक रेंज क्या है?

फोटोमेट्रिक रेंज फोटोमीटर उपकरणों में विशिष्टताओं में से एक है, वी-730 यूवी-विजिबल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में फोटोमेट्रिक रेंज (लगभग) -4 ~ 4 एबीएस है।

इस लेख में, Photometry का अवलोकन , फोटोमेट्रिक मात्रा, लौ फोटोमेट्री इंस्ट्रूमेंटेशन, सिंगल बीम फोटोमीटर, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम, और अनुप्रयोगों पर चर्चा की जाती है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री क्या है?