الفوتوميتر هو جهاز يستخدم في قياس الأشعة الكهرومغناطيسية التي تتراوح بين الأشعة فوق البنفسجية، وحتى الأشعة تحت الحمراء، وما بينهما من أشعة الطيف الضوئي الذي نستطيع رؤيته بالعين المجردة.

يقوم جهاز الفوتوميتر بأداء عمله عبر تحويل تيار كهربائيٍ يتم قياسه إلى مؤشر ميكانيكي يظهر لحامل الجهاز، يتم ذلك في أغلب الأحيان على شكل مؤشر يتحرك على لوحة مرقمة لتسهيل عملية القراءة.

يولد التيار الكهربائي في الفوتوميتر عبر تسليط ضوءٍ ما على خلية سيلينيوم موصولة فيه، أو عبر مصدرٍ دائمٍ للتيار كالبطارية، وفي هذه الحالة يمر هذا التيار عبر آليةٍ من كبريتيد الكادميوم التي ينشأ عنها مقاومة تختلف باختلاف كمية ومقدار الضوء الواصل إليها، ما يسمح بتشكل قراءات مختلفة للمؤشر على اللوحة الرقمية الخاصة بالجهاز.

ينتج جهاز الفوتوميتر تدفقاتٍ ضوئيةً تتناسب مع طاقة التدفق الإشعاعي الموجودة في سلسلة من مجموعات الطول الموجي المنفصلة عن بعضها البعض التي تسلط عليه، كما تستخدم هذه الأجهزة في قياس الأطوال الموجية لأطياف الضوء والانبعاثات الضوئية والذرية.

يشير مصطلح قياس الضوء (Photometry) إلى عملية قياس الضوء الصادر عن مصادر ضوئية مختلفة، كالشمس، أو المصباح أو الليزر، حيث يقسم جهاز الفوتوميتر الشعاع الضوئي إلى أقسام عديدة كل قسم يحتوي على جزء من الإشعاع بأطوال موجية واحدة، تختلف عملية قياس هذه الإشعاعات تبعًا لطريقة جمع الإشعاع ومعالجته. وتجدر الملاحظة أنه لقياس أطوال الموجات ضمن الإشعاع الضوئي نستخدم وحدة النانومتر (nm).

تختلف الأنواع المختلفة من المقاييس الضوئي أو الفوتوميتر عن بعضه بمتغيرات منها:

  • المدى الطيفي (spectral range): وهو نطاق الأطوال الموجية التي يستطيع الفوتوميتر قياسها.
  • الدقة (resolution): تقاس من خلال أقل طولٍ موجيٍ يستطيع المقياس الضوئي قياسه.

لربما ترغب في الإنتباه إلى درجة الحرارة المثلى التي يستطيع خلالها جهاز الفوتوميتر الذي قد ترغب بشرائه بالعمل، كما أن بعض أجهزة الفوتوميتر تعمل ضمن ظروف رطوبة معينة فقط، فعليك الانتباه لذلك ايضًا.

يتألف الفوتوميتر من أجزاء مختلفة، تعمل مع بعضها بضمان عمل الجهاز بأفضل طريقةٍ ممكنةٍ، وهذه الأجزاء هي:

  • وحدة الإدخال (the input unit).
  • مستوحد اللون (monochromator).
  • الكاشف (the detector).
  • نظام التحكم (the control system).

تستقبل وحدة الإدخال في الفوتوميتر الإشعاع الضوئي وتوصله إلى مستوحد اللون، الذي يفصل الإشعاع الواصل إليه إلى موجاتٍ فردية، أما الكاشف فيتمحور دوره على قياس إشعاع كل نقاط من النطاقات التي تحتوي على الموجات الفردية التي قام المستوحد بفصلها عن بعض. أما مهمة نظام التحكم فهي التعرف على كافة البيانات التي أظهرها لنا الكاشف وتسجيلها.

عند تقسيم الطاقة المشعة إلى مكوناتها البسيطة بهدف قياسها، تصبح الطاقة دلالةً على طول الموجة، عند ذلك تسمى نتائج القياس التي ستظهر معنا بالإشعاع الطيفي.

توجد أنواعٌ عديدةٌ لمقاييس الأشعة تختلف فيما بينها بنوع الأشعة التي تستطيع قياسها ومن هذه الأنواع:

  • مقاييس الأشعة تحت الحمراء لقياس الطول الموجي لضوء الأشعة تحت الحمراء (IR).
  • مقاييس الأشعة فوق البنفسجية لقياس الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية (UV)، وللأشعة فوق البنفسجية ثلاثة نطاقات رئيسية هي: UVA و UVB و UVC، تختلف فيما بينها بالطول الموجي للأشعة فيها.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو الفوتوميتر في الفيزياء؟"؟