測光法および分光光度法

光計測の重要なアプリケーションとして、測光法と分光法がある。どちらの方法も、化学、物理学、光学、天文学の分野で幅広く応用されている。これらの分野で活躍するためには、これらの概念をしっかりと理解することが不可欠です。本稿では、定義、応用、例、類似性を示し、最後に測光と分光測光の違いを指摘する。

分光光度計とは？

分光光度計を理解するためには、まずスペクトルの概念、特に吸収スペクトルを理解することが重要である。光は電磁波の一種である。電磁波には他にも、X線、マイクロ波、電波、赤外線、紫外線などがあります。これらの波のエネルギーは、波の波長または周波数に依存します。高周波はエネルギーが大きく、低周波はエネルギーが非常に小さい。光の波は、光子と呼ばれる小さな波動やエネルギーの塊から構成されています。単色光線では、光子のエネルギーは固定されています。電磁波スペクトルは、光子強度対周波数のグラフである。全波長域の波が液体や気体を通過するとき、物質中の結合や電子が光線を吸収する。量子力学的な効果により、あるエネルギーを持った光子しか吸収できない。これは、原子や分子のエネルギー準位図を通して理解することができる。分光光度計は、物質の反射または透過特性を波長の関数として定量的に測定するものである。可視域の場合、完全な白色光はその領域内のすべての波長を含んでいる。波長570nmの光子を吸収する溶液に白色光を送ったとする。これは、スペクトル中の赤い光子の数が少なくなったことを意味します。これにより、波長に対する強度のグラフにおいて、570nmの強度が空白または減少することになる。ある既知の濃度では、光の強度と投影光の比をプロットし、未知試料からの合成強度を用いて溶液の濃度を決定することができます。

測光とは？

写真」は光を、「測定」は計測を意味する。測光とは、人間の目で見た明るさをもとに、光を測定する科学です。測光では、人間の目が基準となる。人間の目は、色によって感度が異なります。このことは測光の際に考慮しなければならない。そのため、それぞれの色の効果が目で見たときと同じになるように、拡大鏡が使われます。人間の目は可視光線にしか反応しないため、測光はこの範囲内でしか行えない。