פוטומטריה לעומת ספקטרופוטומטריה
פוטומטריה וספקטרופוטומטריה הם שני יישומים חשובים של מדידות אור. לשתי השיטות הללו יש יישומים שונים בתחומים כמו כימיה, פיזיקה, אופטיקה ואסטרונומיה. חיוני להבנה מוצקה במושגים הללו כדי להצטיין בתחומים כאלה. מאמר זה מציג את ההגדרות, היישומים, הדוגמאות, קווי הדמיון ולבסוף את ההבדלים בין פוטומטריה וספקטרופוטומטריה.
מהי ספקטרופוטומטריה?
כדי להבין ספקטרופוטומטריה, יש להבין תחילה את מושג הספקטרום, במיוחד את ספקטרום הקליטה.האור הוא סוג של גלים אלקטרומגנטיים. קיימות צורות אחרות של גלי EM כגון קרני רנטגן, מיקרוגלים, גלי רדיו, קרני אינפרא אדום ואולטרה סגול. האנרגיה של גלים אלו תלויה באורך הגל או בתדירות הגל. לגלים בתדר גבוה יש כמויות גבוהות של אנרגיות, ולגלים בתדר נמוך יש כמויות נמוכות של אנרגיות. גלי האור מורכבים מחבילות קטנות של גלים או אנרגיה המכונה פוטונים. עבור קרן מונוכרומטית, האנרגיה של פוטון קבועה. הספקטרום האלקטרומגנטי הוא העלילה של העוצמה מול תדירות הפוטונים. כאשר אלומת גלים בעלת טווח שלם של אורכי גל עוברת דרך נוזל או גז, הקשרים או האלקטרונים בחומרים אלו סופגים פוטונים מסוימים מהקרן. זה נובע מהאפקט המכני הקוונטי שרק פוטונים בעלי אנרגיות מסוימות נספגים. ניתן להבין זאת באמצעות דיאגרמות רמת האנרגיה של אטומים ומולקולות. ספקטרופוטומטריה היא מדידה כמותית של תכונות ההשתקפות או השידור של חומר כפונקציה של אורך הגל.עבור האזור הנראה, האור הלבן המושלם מכיל את כל אורכי הגל בתוך האזור. נניח שאור לבן נשלח דרך תמיסה הקולטת פוטונים עם אורך גל של 570 ננומטר. המשמעות היא שהפוטונים האדומים של הספקטרום מופחתים כעת. זה יגרום לעוצמה ריקה או מופחתת בסימן 570 ננומטר של העלילה של עוצמה מול אורך גל. ניתן לשרטט את עוצמת האור המועבר כפרופורציה לאור המוקרן עבור כמה ריכוזים ידועים, וניתן להשתמש בעוצמה הנובעת מהדגימה הלא ידועה כדי לקבוע את ריכוז התמיסה.
מהי פוטומטריה?
המונח "צילום" פירושו אור והמונח "מטרי" מתייחס למדידה. פוטומטריה היא המדע של מדידת האור, במונחים של הבהירות הנתפסת שלו לעין האנושית. בפוטומטריה, הסטנדרט הוא העין האנושית. הרגישות של העין האנושית לצבעים שונים שונה. יש לקחת זאת בחשבון בפוטומטריה. לכן, נעשה שימוש בשיטות הגברה כך שהאפקט מכל צבע יהיה זהה לזה של העין.מכיוון שהעין האנושית רגישה רק לאור נראה, הפוטומטריה נופלת רק בטווח הזה.
מה ההבדל בין פוטומטריה לספקטרופוטומטריה?
• ספקטרופוטומטריה מיושמת על כל הספקטרום האלקטרומגנטי, אך פוטומטריה מתאימה רק לאור הנראה.
• פוטומטריה מודדת את הבהירות הכוללת כפי שהיא נראית על ידי העין האנושית, אך ספקטרופוטומטריה מודדת את העוצמה בכל אורך גל בכל טווח הספקטרום האלקטרומגנטי שעבורו יש צורך במדידות.
