Φωτομετρία εναντίον Φασματοφωτομετρίας
Η φωτομετρία και η φασματοφωτομετρία είναι δύο σημαντικές εφαρμογές των μετρήσεων φωτός. Αυτές οι δύο μέθοδοι έχουν διάφορες εφαρμογές σε τομείς όπως η χημεία, η φυσική, η οπτική και η αστρονομία. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε μια σταθερή κατανόηση αυτών των εννοιών προκειμένου να διαπρέψετε σε τέτοιους τομείς. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει τους ορισμούς, τις εφαρμογές, τα παραδείγματα, τις ομοιότητες και τέλος τις διαφορές μεταξύ φωτομετρίας και φασματοφωτομετρίας.
Τι είναι η Φασματοφωτομετρία;
Για να κατανοήσουμε τη φασματοφωτομετρία, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε την έννοια του φάσματος, ειδικά το φάσμα απορρόφησης. Το φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Υπάρχουν και άλλες μορφές ΗΜ κυμάτων όπως οι ακτίνες Χ, τα μικροκύματα, τα ραδιοκύματα, οι υπέρυθρες και οι υπεριώδεις ακτίνες. Η ενέργεια αυτών των κυμάτων εξαρτάται από το μήκος κύματος ή τη συχνότητα του κύματος. Τα κύματα υψηλής συχνότητας έχουν υψηλές ποσότητες ενέργειας και τα κύματα χαμηλής συχνότητας έχουν χαμηλές ποσότητες ενέργειας. Τα κύματα φωτός αποτελούνται από μικρά πακέτα κυμάτων ή ενέργειας γνωστά ως φωτόνια. Για μια μονόχρωμη ακτίνα, η ενέργεια ενός φωτονίου είναι σταθερή. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι η γραφική παράσταση της έντασης σε σχέση με τη συχνότητα των φωτονίων. Όταν μια δέσμη κυμάτων που έχει ένα ολόκληρο εύρος μηκών κύματος διέρχεται από υγρό ή αέριο, οι δεσμοί ή τα ηλεκτρόνια σε αυτά τα υλικά απορροφούν ορισμένα φωτόνια από τη δέσμη. Λόγω του κβαντομηχανικού φαινομένου ότι απορροφώνται μόνο φωτόνια με ορισμένες ενέργειες. Αυτό μπορεί να γίνει κατανοητό χρησιμοποιώντας τα διαγράμματα ενεργειακών επιπέδων ατόμων και μορίων. Φασματοφωτομετρία είναι η ποσοτική μέτρηση των ιδιοτήτων ανάκλασης ή μετάδοσης ενός υλικού σε συνάρτηση με το μήκος κύματος. Για την ορατή περιοχή, το τέλειο λευκό φως περιέχει όλα τα μήκη κύματος εντός της περιοχής. Ας υποθέσουμε ότι το λευκό φως στέλνεται μέσω ενός διαλύματος που απορροφά φωτόνια με μήκος κύματος 570 nm. Αυτό σημαίνει ότι τα κόκκινα φωτόνια του φάσματος είναι τώρα μειωμένα. Αυτό θα προκαλέσει μια κενή ή μειωμένη ένταση στο σημάδι 570 nm της γραφικής παράστασης της έντασης σε σχέση με το μήκος κύματος. Η ένταση του διερχόμενου φωτός ως αναλογία προς το προβαλλόμενο φως μπορεί να σχεδιαστεί για ορισμένες γνωστές συγκεντρώσεις και η προκύπτουσα ένταση από το άγνωστο δείγμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του διαλύματος.
Τι είναι η Φωτομετρία;
Ο όρος «φωτογραφία» σημαίνει φως και ο όρος «μετρία» αναφέρεται στη μέτρηση. Η φωτομετρία είναι η επιστήμη της μέτρησης του φωτός, όσον αφορά την αντιληπτή φωτεινότητά του στο ανθρώπινο μάτι. Στη φωτομετρία, το πρότυπο είναι το ανθρώπινο μάτι. Η ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού σε διαφορετικά χρώματα είναι διαφορετική. Αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη στη φωτομετρία. Επομένως, χρησιμοποιούνται μέθοδοι ενίσχυσης έτσι ώστε το αποτέλεσμα από κάθε χρώμα να είναι ίδιο με αυτό του ματιού. Δεδομένου ότι το ανθρώπινο μάτι είναι ευαίσθητο μόνο στο ορατό φως, η φωτομετρία εμπίπτει μόνο σε αυτό το εύρος.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της φωτομετρίας και της φασματοφωτομετρίας;
• Η φασματοφωτομετρία εφαρμόζεται σε ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, αλλά η φωτομετρία εφαρμόζεται μόνο στο ορατό φως.
• Η φωτομετρία μετρά τη συνολική φωτεινότητα όπως φαίνεται από το ανθρώπινο μάτι, αλλά η φασματοφωτομετρία μετρά την ένταση σε κάθε μήκος κύματος σε ολόκληρο το εύρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος για το οποίο είναι απαραίτητες οι μετρήσεις.
