Apa itu Fotometri: Kuantitas Fotometri & Aplikasinya

Fotometri ditemukan oleh Dmitry Lachinov dan istilah yang digunakan dalam fotometri adalah fluks bercahaya, fluks bercahaya, intensitas dan efisiensi bercahaya, dan iluminasi. Informasi terpenting yang kita terima tentang benda langit adalah besarnya energi, yang disebut fluks. Dalam bentuk radiasi elektromagnetik Ilmu tentang fluks utama dari benda-benda langit disebut dengan fotometri. Ini adalah cara yang efisien untuk melakukan pengukuran kecerahan cahaya dari objek astronomi dan oleh karena itu memainkan peran kunci dalam karakterisasi target astrofisika. Penjelasan singkat tentang fotometri dibahas di bawah ini.

Apa itu Fotometri?

Definisi: Fotometri digunakan untuk mengukur kuantitas cahaya, dan ini adalah cabang optik tempat kita membahas intensitas yang dipancarkan oleh suatu sumber. Fotometri diferensial dan fotometri absolut adalah dua jenis fotometri. Fluks bercahaya, fluks bercahaya, intensitas dan efisiensi bercahaya, dan iluminasi adalah istilah yang digunakan dalam fotometri. Fluks radiasi didefinisikan sebagai jumlah total energi yang diradiasikan oleh sumber per detik dan diwakili oleh huruf 'R'.

Fluks bercahaya didefinisikan sebagai jumlah total energi yang dipancarkan oleh sumber per detik dan dilambangkan dengan simbol φ. Intensitas cahaya didefinisikan sebagai volume total fluks cahaya dibagi 4Π. Efisiensi bercahaya didefinisikan sebagai rasio fluks bercahaya ke fluks bercahaya dan ini diwakili oleh simbol 'η'. Intensitas didefinisikan sebagai rasio fluks cahaya per satuan luas dan dilambangkan dengan huruf 'I' (I = Δφ / ΔA). Iluminansi (E) adalah cahaya yang jatuh di permukaan bumi.

Fotometer dan Spektrum Elektromagnetik

Fotometer adalah pengaturan percobaan yang digunakan untuk membandingkan penerangan dari dua sumber di layar. Mari pertimbangkan contoh realistis untuk memahami fotometer.

Penerangan Dua Sumber Pada Layar

Pada gambar, terdapat bangku optik, di mana dua sumber A dan B ditempatkan pada dua sisi layar 'S' dan dua papan ditempatkan di kedua ujung layar. Pada bufet kiri terdapat potongan melingkar dan bufet kanan terdapat potongan berbentuk cincin. Saat sumber 'A' dinyalakan, jalur melingkar diperoleh di layar karena cahaya melewati potongan melingkar. Demikian pula, ketika sumber 'B' dinyalakan, Anda dapat melihat cahaya melewati daerah annular dan patch cincin diperoleh di layar.

Saat kedua sumber diaktifkan, Anda dapat melihat kedua patch menyala secara bersamaan dan Anda dapat melihat iluminasi yang berbeda dari dua patch. Ketika sumber 'A' didekatkan ke layar maka Anda akan melihat bahwa patch melingkar menjadi lebih terang atau Anda dapat melihat bahwa iluminasi sumber 'A' di layar meningkat. Demikian pula ketika sumber 'B' dibawa lebih dekat ke layar maka Anda akan melihat bahwa iluminasi patch bentuk cincin menjadi lebih karena jarak yang lebih sedikit.

Sekarang sumber-sumbernya disesuaikan sedemikian rupa sehingga tidak ada perbedaan antara kedua sumber tersebut. Pencahayaan di layar karena kedua sumber tersebut sama atau sama. Saat penerangan karena sumber di layar menjadi sama, kita dapat menggunakan

L₁/ r₁^dua= L_dua/ r_dua^dua

Dimana L₁dan saya_duaadalah intensitas iluminasi dari dua sumber dan r₁^dua& r_dua^duaadalah pemisahan sumber dari layar. Persamaan di atas disebut prinsip fotometri.

Spektrum elektromagnetik terdiri dari tujuh wilayah yaitu spektrum tampak, spektrum inframerah, gelombang radio, gelombang mikro, spektrum ultraviolet, sinar X, dan sinar gamma. Gelombang radio memiliki yang terpanjang panjang gelombang dan frekuensi terendah bila gelombang radio bergerak dari kiri ke kanan, panjang gelombang bertambah, frekuensi bertambah, dan energi akan berkurang. Gelombang radio, gelombang mikro, dan gelombang inframerah adalah gelombang elektromagnetik berenergi rendah. Ultraviolet, sinar X dan sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik berenergi tinggi. Spektrum elektromagnetik ditunjukkan di bawah ini.

Spektrum Elektromagnetik untuk Fotometri

Fotometri dianggap hanya dengan bagian spektrum yang terlihat, dari sekitar 380 hingga 780 nanometer. Dalam astronomi observasi, fotometri adalah fundamental dan merupakan teknik penting.

Fotometer Balok Tunggal

Fotometer berkas sinar tunggal mengikuti “LAMBERT LAW” untuk menentukan konsentrasi sampel yang tidak diketahui. Penyerapan cahaya oleh sampel referensi dan sampel yang tidak diketahui digunakan untuk mendapatkan nilai yang tidak diketahui. Konstruksi instrumen fotometer sinar tunggal ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Instrumen Fotometer Balok Tunggal

Komponen dasar dari fotometer sinar tunggal adalah sumber cahaya dan serapan atau gangguan Saring . Disebut fotometer karena alat yang digunakan untuk mengisolasi panjang gelombang pada suatu gambar adalah filter, kuvet digunakan sebagai pemegang sampel dan fotosel atau sel fotovoltaik bertindak sebagai detektor. Sumber cahaya yang umumnya digunakan adalah lampu halogen tungsten. Ketika tungsten seperti filamen dipanaskan, ia mulai memancarkan radiasi di wilayah yang terlihat, dan radiasi ini bertindak sebagai sumber cahaya untuk instrumen.

Rangkaian pengatur intensitas digunakan untuk memvariasikan suplai tegangan ke lampu filamen tungsten, dengan memvariasikan tegangan, lampu dapat merubah intensitas. Intensitas harus dijaga agar tetap konstan selama durasi percobaan. Filter dapat menjadi filter absorpsi dasar, filter ini menyerap cahaya dengan panjang gelombang tertentu dan hanya memungkinkan panjang gelombang tertentu untuk melewatinya. Cahaya yang dibiarkan lewat terutama bergantung pada warna material, misalnya merah akan memungkinkan radiasi di wilayah merah lewat dan seterusnya.

Selektivitas filter ini sangat rendah dan emisi filter yang ada tidak terlalu monokromatik. Filter lain yang digunakan adalah filter interferensi, dan detektor yang dapat digunakan dalam fotometri sinar tunggal dapat berupa sel fotovoltaik. Detektor memberikan pembacaan intensitas cahaya. Hukum kuadrat terbalik dan hukum kosinus adalah dua jenis hukum yang digunakan untuk menghasilkan pengukuran fotometri.

Bekerja dari Single Beam Photometer

Cahaya dari sumber jatuh pada larutan yang ditempatkan di kuvet. Di sini sebagian cahaya diamati dan sebagian cahaya lainnya ditransmisikan. Cahaya yang ditransmisikan jatuh pada detektor yang menghasilkan arus foto sebanding dengan intensitas cahaya. Arus foto ini memasuki galvanometer tempat pembacaan ditampilkan.

Instrumen dioperasikan dengan langkah-langkah berikut

• Awalnya, detektor digelapkan dan galvanometer disetel secara mekanis ke nol
• Sekarang solusi referensi disimpan di tempat sampel
• Cahaya ditransmisikan dari larutan
• Intensitas sumber cahaya diatur dengan menggunakan rangkaian pengatur intensitas, sehingga galvanometer menunjukkan transmisi 100%
• Setelah kalibrasi selesai, pembacaan untuk sampel standar (Q._s) dan sampel yang tidak diketahui (Q_untuk) diambil. Konsentrasi sampel yang tidak diketahui ditentukan menggunakan rumus di bawah ini.

Q_untuk= Q_s*SAYA_Q/SAYA_S

Dimana Q_untukadalah konsentrasi sampel yang tidak diketahui, Q_sadalah konsentrasi sampel referensi, I_Qadalah bacaan yang tidak diketahui dan saya_Sadalah bacaan referensi.

Instrumentasi Fotometri Api

Instrumentasi fotometri nyala dasar ditunjukkan di bawah ini.

Instrumentasi Fotometri Api

Pada gambar, burner menghasilkan atom yang tereksitasi dan larutan sampel disebarkan ke kombinasi bahan bakar dan oksidan. Bahan bakar dan oksidan diperlukan untuk menghasilkan api, sehingga sampel mengubah atom netral dan tereksitasi oleh energi panas. Temperatur nyala api harus stabil dan juga ideal. Jika suhu tinggi, unsur-unsur dalam sampel berubah menjadi ion, bukan atom netral. Jika suhunya terlalu rendah maka atom tidak dapat tereksitasi, sehingga kombinasi bahan bakar dan oksidan digunakan.

Monokromatik diperlukan untuk mengisolasi cahaya dalam panjang gelombang tertentu dari sisa cahaya nyala api. Detektor fotometrik nyala mirip dengan spektrofotometer, untuk membacakan rekaman dari detektor yang digunakan perekam komputerisasi. Kerugian utama dari fotometri nyala adalah presisi rendah, akurasi rendah & karena suhu tinggi, gangguan ionik lebih banyak.

Perbedaan Antara Kolorimetri dan Fotometri

Perbedaan antara kolorimetri dan fotometri ditunjukkan pada tabel di bawah ini

Kuantitas Fotometri

Besaran fotometri ditunjukkan pada tabel di bawah ini

Produk Fotometer

Beberapa produk fotometer ditunjukkan pada tabel di bawah ini

Aplikasi

Aplikasi fotometri adalah

• Bahan kimia
• Tanah
• Pertanian
• Farmasi
• Kaca dan Keramik
• Bahan tanaman
• air
• Laboratorium Mikrobiologi
• Laboratorium Biologi

FAQ

1). Apa itu tes fotometri?

Uji fotometri diperlukan untuk mengukur intensitas dan distribusi cahaya.

2). Berapa besaran fotometrik?

Fluks bercahaya, fluks bercahaya, intensitas & efisiensi bercahaya, dan iluminasi adalah besaran fotometrik.

3). Apa itu Analisis Fotometri?

Analisis fotometri meliputi pengukuran spektrum pada daerah tampak, ultraviolet dan inframerah

4). Apa perbedaan antara Fotometri dan Spektrofotometri?

Spektrometer digunakan untuk mengukur konsentrasi larutan sedangkan fotometri mengukur intensitas cahaya.

5). Berapa kisaran fotometriknya?

Rentang fotometrik adalah salah satu spesifikasi dalam instrumen fotometer, pada Spektrofotometer Tampak UV V-730, rentang fotometrik (kira-kira) adalah -4 ~ 4 Abs.

Dalam artikel ini, file ikhtisar Fotometri , kuantitas fotometri, instrumentasi fotometri nyala, fotometer berkas tunggal, spektrum elektromagnetik, dan aplikasinya dibahas. Berikut pertanyaan untuk Anda apa itu spektrofotometri?