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光度計

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光度計
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光度計(photometer)是指量測在溶液或是特定表面下光強度的儀器,頻率範圍包括紅外線、可見光和紫外線。

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光度計

光度計可以量測:

以往的光度是用估測的,將一光源的光通量和標準光源比較。在19世紀時,常見的光度計有Rumford光度計,比較不同光源投射的陰影深度,另一個是Ritchie光度,是靠表面上的等照明,另一種則是靠影子的消失。

現今的光度計利用光敏電阻、光二極體或光電倍增管來偵測光。有些會用光子計數英語photon counting,用計數個別光子來量測光。這些特別適用在低輻照度的應用。光度計的應用範圍很廣,包括攝影,可以判斷適當的曝光,以及科學上,可以用吸收光譜學來計算溶液中物質的濃度。也可以用紅外光譜學研究物質的結構,以及用原子吸收光譜法計算溶液中金屬的濃度。

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現代光度計的原理

大部份的光度計是用光敏電阻光電二極體或是光電倍增管來偵測光。為了進行分析,可能會先讓光經過濾光器再進行量測,若是要分析光譜或是特定波長的光,則會讓光經過單色儀

光子計數

有些光度計是用計數個別光子的方式來量測光,不是用量測輻射功率的方式。其運作原理一樣,但其結果是以光子/cm2或光子·cm−2·sr−1的單位,而不是用W/cm2或 W·cm−2·sr−1的單位。

因為個別光子量測的特性,此設備只限於低輻照度的量測。輻照度受限於偵測器讀取電子裝罝的時間解析度,若數量太多,就無讀取了。以現今的科技,已可以到megahertz的等級。最大輻照度也會受偵測器的吞吐量和增益參數所限制。

在近紅外線、可見光和紫外線的光子計數中的光感測元件是光電倍增管,以達到足夠的靈敏度。

若是空氣中或是太空中的遙感,這類光子計數會用在電磁波譜的最高頻率,例如X射線到遠紫外線。這是因為要量測物體的低輻射強度,也因為在高能量下用光的粒子特性來量測光的難度,和在低頻下用其波動特性來量測一樣困難。相反的,輻射計會用在遙感量測可見光紅外線甚至到射頻範圍。

可見光反射光度量測

反射率光度計可以量測表面的反射率,表示為波長的函數。會用白光照亮表面,反射光通過單光透鏡後再加以量測。這種量測主要是在實務上的應用,例如塗料產業要客觀的確認某表面的顏色。

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