La photométrie est inventée par Dmitry Lachinov et les termes utilisés en photométrie sont flux rayonnant, flux lumineux, intensité et efficacité lumineuses et éclairement. L'information la plus importante que nous recevons sur l'objet céleste est la quantité d'énergie, appelée flux. Sous la forme de radiations électromagnétiques , la science du flux majeur des objets célestes est appelée photométrie. Il s'agit d'un moyen efficace d'effectuer la mesure de la luminosité de la lumière provenant d'objets astronomiques et joue donc un rôle clé dans la caractérisation d'une cible astrophysique. La brève explication de la photométrie est discutée ci-dessous.

Qu'est-ce que la photométrie?

Définition: La photométrie permet de mesurer la quantité de lumière, et c'est la branche de l'optique dans laquelle on discute de l'intensité émise par une source. La photométrie différentielle et la photométrie absolue sont les deux types de photométrie. Le flux rayonnant, le flux lumineux, l'intensité et l'efficacité lumineuses et l'éclairement sont les termes utilisés en photométrique. Le flux rayonnant est défini comme le nombre total d’énergie rayonnée par une source par seconde et il est représenté par une lettre «R».

Le flux lumineux est défini comme le nombre total d'énergie qui est émise par une source par seconde et il est représenté par un symbole φ. L'intensité lumineuse est définie comme un volume total de flux lumineux divisé par 4Π. L’efficacité lumineuse est définie comme un rapport entre le flux lumineux et le flux rayonnant et elle est représentée par un symbole «η». L’intensité est définie comme un rapport du flux lumineux par unité de surface et est indiquée par une lettre «I» (I = Δφ / ΔA). L'éclairement (E) est la lumière tombant à la surface de la terre.

Photomètre et spectre électromagnétique

Le photomètre est une expérience mise en place pour comparer l'éclairement des deux sources sur un écran. Prenons un exemple réaliste pour comprendre le photomètre.

Illuminance de deux sources sur un écran

Sur la figure, il y a un banc optique, où deux sources A et B placées de deux côtés de l’écran «S» et deux planches sont placées aux deux extrémités de l’écran. Sur le buffet gauche, il y a une coupe circulaire et le buffet droit il y a une coupe en forme d'anneau. Lorsqu'une source «A» est allumée, un chemin circulaire est obtenu sur un écran grâce à la lumière passant à travers la coupe circulaire. De même, lorsque la source «B» est allumée, vous pouvez voir la lumière passer à travers la région annulaire et le patch annulaire est obtenu sur l’écran.

Lorsque les deux sources sont allumées, vous pouvez voir que les deux patchs sont allumés simultanément et vous pouvez voir l'éclairement différent de deux patchs. Lorsqu'une source «A» se rapproche de l’écran, vous verrez que le patch circulaire devient plus lumineux ou vous pouvez voir que l’éclairement de la source «A» augmente à l’écran. De même, lorsqu'une source «B» se rapproche de l'écran, vous verrez que l'éclairement du patch en forme d'anneau augmente en raison de la distance moindre.

Maintenant, les sources sont ajustées de manière à ce qu'il n'y ait aucune différence entre ces deux sources. L'éclairement sur l'écran dû aux deux sources est identique ou égal. Lorsque l'éclairage dû aux sources sur l'écran devient égal, nous pouvons utiliser

L₁/ r₁^deux= L_deux/ r_deux^deux

Où L₁et moi_deuxsont l'intensité d'éclairage de deux sources et r₁^deux& r_deux^deuxsont la séparation des sources de l'écran. L'équation ci-dessus est appelée le principe de la photométrie.

Le spectre électromagnétique se compose de sept régions: spectre visible, spectre infrarouge, ondes radio, micro-ondes, spectre ultraviolet, rayons X et rayons gamma. Les ondes radio ont la plus longue longueur d'onde et la fréquence la plus basse lorsque les ondes radio se déplacent de gauche à droite, la longueur d'onde augmente, la fréquence augmente et l'énergie diminue. Les ondes radio, les micro-ondes et les ondes infrarouges sont les ondes électromagnétiques de faible énergie. Les ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma sont les ondes électromagnétiques à haute énergie. Le spectre électromagnétique est illustré ci-dessous.

Spectre électromagnétique pour la photométrie

La photométrie n'est considérée qu'avec la partie visible du spectre, d'environ 380 à 780 nanomètres. En astronomie d'observation, la photométrie est fondamentale et c'est une technique importante.

Photomètre à faisceau unique

Le photomètre à faisceau unique suit la «LAMBERT LAW» pour déterminer la concentration des échantillons inconnus. L'absorption de la lumière par un échantillon de référence et un échantillon inconnu est utilisée pour obtenir la valeur de l'inconnu. La construction de l'instrument photomètre à faisceau unique est illustrée dans la figure ci-dessous.

Instrument photomètre à faisceau unique

Les composants de base d'un photomètre à faisceau unique sont la source lumineuse et l'absorption ou une interférence filtre . On l'appelle photomètre car le dispositif utilisé pour isoler les longueurs d'onde d'une figure est le filtre, une cuvette est utilisée comme porte-échantillon et une cellule photoélectrique ou une cellule photovoltaïque fait office de détecteur. La source de lumière généralement utilisée est une lampe halogène au tungstène. Lorsque le tungstène filamentaire est chauffé, il commence à émettre des radiations dans la région visible, et ces radiations agissent comme une source de lumière pour l'instrument.

Un circuit de contrôle d'intensité est utilisé pour faire varier la tension d'alimentation de la lampe à filament de tungstène, en faisant varier la tension, la lampe peut changer l'intensité. L'intensité doit être maintenue constante pendant toute la durée de l'expérience. Le filtre peut être un filtre d'absorption de base, ce filtre absorbe la lumière d'une certaine longueur d'onde et ne laisse passer qu'une longueur d'onde particulière. La lumière autorisée à passer dépend principalement de la couleur du matériau, par exemple, le rouge permettra aux radiations dans la région rouge de passer et ainsi de suite.

La sélectivité de ces filtres est très faible et l'émission de l'existant de ces filtres n'est pas très monochromatique. L'autre filtre utilisé est le filtre interférentiel, et les détecteurs utilisables en photométrie monofaisceau peuvent être des cellules photovoltaïques. Les détecteurs donnent des lectures de l'intensité lumineuse. La loi du carré inverse et la loi du cosinus sont les deux types de lois utilisées pour produire les mesures photométriques.

Fonctionnement du photomètre à faisceau unique

La lumière de la source tombe sur la solution placée dans la cuvette. Ici une partie de la lumière observée et la partie restante de la lumière est transmise. La lumière transmise tombe sur les détecteurs qui produisent un photocourant proportionnel à l'intensité lumineuse. Ce photocourant entre dans le galvanomètre où les lectures sont affichées.

L'instrument est utilisé dans les étapes suivantes

Au départ, le détecteur est assombri et le galvanomètre est réglé mécaniquement à zéro
Maintenant une solution de référence conservée dans le porte-échantillon
La lumière est transmise par la solution
L'intensité de la source lumineuse est ajustée en utilisant le circuit de commande d'intensité, de sorte que le galvanomètre montre une transmission de 100%
Une fois l'étalonnage terminé, les lectures de l'échantillon standard (Q_s) et échantillon inconnu (Q_à) sont pris. La concentration d'un échantillon inconnu est déterminée à l'aide de la formule ci-dessous.

Q_à= Q_s*JE_Q/JE_S

Où Q_àest la concentration de l'échantillon inconnu, Q_sest la concentration de l'échantillon de référence, I_Qest la lecture inconnue et je_Sest la lecture de référence.

Instrumentation de photométrie de flamme

L'instrumentation de base de photométrie de flamme est illustrée ci-dessous.

Instrumentation de photométrie de flamme

Sur la figure, le brûleur produit des atomes excités et la solution échantillon est étalée dans une combinaison de combustible et d'oxydant. Le carburant et les oxydants sont nécessaires pour produire une flamme, de sorte que l'échantillon convertit les atomes neutres et soit excité par l'énergie thermique. La température de la flamme doit être stable et également idéale. Si la température est élevée, les éléments de l'échantillon se transforment en ions au lieu d'atomes neutres. Si la température est trop basse, les atomes peuvent ne pas passer à l'état excité, de sorte qu'une combinaison de carburant et d'oxydants est utilisée.

Le monochromatique est nécessaire pour isoler la lumière dans une longueur d'onde spécifique d'une lumière restante de la flamme. Le détecteur photométrique de flamme est similaire à celui du spectrophotomètre, pour lire l'enregistrement à partir des détecteurs, des enregistreurs informatisés sont utilisés. Les principaux inconvénients de la photométrie de flamme sont la précision est faible, la précision est faible et en raison de la température élevée, les interférences ioniques sont plus importantes.

Différence entre colorimétrie et photométrie

La différence entre la colorimétrie et la photométrie est indiquée dans le tableau ci-dessous

S.NON	Colorimétrie	Photométrie
1	C'est un type d'instrument qui est utilisé pour mesurer l'intensité lumineuse des lumières	Il est utilisé pour mesurer la luminosité des étoiles, l'astéroïde et tout autre corps céleste
deux	Louis Jules Duboseq a inventé ce colorimètre en 1870	Dmitry Lachinov a inventé la photométrie
3	Le principal inconvénient est que dans les régions UV et IR, cela ne fonctionne pas	Le principal inconvénient de cette photométrie est qu'il est difficile d'obtenir
4	Avantages: il n'est pas cher, facilement transportable et facilement transportable	Avantages: simple et économique

Quantités photométriques

Les grandeurs photométriques sont indiquées dans le tableau ci-dessous

S.NON	Quantité photométrique	symbole	Unité
1	Flux lumineux	Le symbole du flux lumineux est Φ	Lumen
deux	Intensité lumineuse	L'intensité lumineuse est représentée par I	Candela (cd)
3	Luminance	La luminance est représentée par L	Cd / m^deux
4	Éclairement et émittance lumineuse	L'éclairement et lumineux est représenté par E	Lux (lx)
5	Exposition lumineuse	L'exposition lumineuse est représentée par H	Lux seconde (lx.s)
6	Efficacité lumineuse	Le symbole de l'efficacité lumineuse estη	Lumen par watt
7	Énergie lumineuse	Le symbole de l'énergie lumineuse est Q	Lumen seconde

Produits de photomètre

Certains des produits photométriques sont indiqués dans le tableau ci-dessous

S.NON	Produits de photomètre	Marque	Modèle	Coût
1	Photomètre à flamme clinique à affichage LED Systonic	Systonique	S-932	Rs 30 000 / -
deux	Détecteur de flamme photo Radical Dual Channel	Radical	RS-392	Rs 52,350 / -
3	Photomètre à flamme METZER	METZER	METZ-779	Rs 19 500 / -
4	Photomètre à flamme NSLI INDIA	NSLI INDE	FLAMME 01	Rs 18 500 / -
5	Photomètre à flamme Chemilini	Chemilini	CL-410	Rs 44 000 / -

Applications

Les applications de la photométrie sont

Produits chimiques
Les sols
Agriculture
Médicaments
Verre et céramique
Matières végétales
L'eau
Laboratoires microbiologiques
Laboratoires biologiques

FAQ

1). Qu'est-ce qu'un test photométrique?

Le test photométrique est nécessaire pour mesurer l'intensité et la distribution de la lumière.

2). Que sont les grandeurs photométriques?

Le flux rayonnant, le flux lumineux, l'intensité et l'efficacité lumineuses et l'éclairement sont les quantités photométriques.

3). Qu'est-ce qu'une analyse photométrique?

L'analyse photométrique comprend la mesure du spectre dans les régions visible, ultraviolette et infrarouge

4). Quelle est la différence entre la photométrie et la spectrophotométrie?

Le spectromètre est utilisé pour mesurer la concentration de solution tandis que la photométrie mesure l'intensité lumineuse.

5). Quelle est la plage photométrique?

La plage photométrique est l'une des spécifications des instruments photométriques, dans les spectrophotomètres UV-visible V-730, la plage photométrique (environ) est de -4 ~ 4 Abs.

Dans cet article, le aperçu de la photométrie , les quantités photométriques, l'instrumentation de photométrie de flamme, le photomètre à faisceau unique, le spectre électromagnétique et les applications sont discutés. Voici une question pour vous qu'est-ce que la spectrophotométrie?