Winkler Prins

Anthony Winkler Prins (1870)

Gepubliceerd op 10-08-2018

Photometer

betekenis & definitie

Photometer of lichtmeter is de naam van een werktuig om het lichtgevend vermogen van de eene of andere lichtbron te bepalen. De meeste photometers berusten op den regel, dat de lichtkracht van eene lichtbron vermindert in de rede van de vierkanten der afstanden. Vergelijkenderwijze kan men het lichtgevend vermogen naar de methode van Rumford bepalen door een loodregt staafje tegenover een loodregten witten wand te plaatsen en daarna de beide lichtbronnen op zoodanige afstanden te verwijderen, dat de beide schaduwen, die zij door middel van het staafje op dien wand werpen, even donker zijn. De verhouding van het lichtgevend vermogen van die beide lichtbronnen is dan eene dergelijke als die der vierkanten harer afstanden van den witten wand.

De photometer van Ritchie is een donker kastje, waarin zich een met wit papier beplakt prisma verheft. Door 2 openingen in de wanden kan het licht van evenzooveel lichtbronnen op 2 zijden van het prisma vallen, en men verwijdert de sterkste lichtbron totdat de beide zijden van het prisma even sterk verlicht zijn, — ’t geen men door eene opening boven in het kastje kan waarnemen. Veel naauwkeuriger echter is de photometer van Bunsen, die hoofdzakelijk bestaat uit een papieren scherm, in welks midden zich eene vetvlek van was of stearine bevindt. Deze vertoont zich licht op een donkeren grond, zoolang het scherm aan de achterzijde beter verlicht is dan aan de voorzijde, zoodat men bij de waarneming de lichtbronnen verplaatst totdat de vlek aan de voorzijde verdwijnt. Desaga heeft aan dezen toestel een vorm gegeven, die hem zeer geschikt maakt voor het gebruik. Men bezigt hierbij eene normaalvlam, die tot maatstaf dient om eene absolute waarde voor de lichtsterkte te verkrijgen. De spiegelphotometer bestaat uit 2 regthoekig op eene kolom geplaatste spiegels, tusschen welke (desgelijks verticaal) een blad papier met reeds gemelde vetvlek geplaatst is, met die spiegels hoeken vormende van 45°. Tusschen den eenen spiegel en het blad valt het licht eener normaalkaars, en tusschen den anderen spiegel en het blad het licht, waarvan men de sterkte bepalen wil, hetwelk door verschuiving van de bron van dit laatste geschieden kan.

Het kiezen van eene normaalkaars levert hierbij de grootste moeijelijkheid op, en daar deze keuze in verschillende landen verschillend is, kan men onmogelijk juiste vergelijkingen maken. Voorts vermelden wij den tangentenphotometer van Bothe,_ waarmede men de lichtsterkte van 2 lichtbronnen vergelijkenderwijze bepaalt door middel van eene gedeeltelijk doorschijnende papierstrook. Deze wordt door schuins invallende stralen der lichtbronnen beschenen, en hierbij is de lichtsterkte evenredig aan den cosinus van den hoek van inval. De lichtsterkte kan men dus bepalen door draaijing van den toestel, zonder dat men de lichtbronnen behoeft te verplaatsen. Men draait namelijk het scherm zóó, dat het van de van beide kanten schijnende en op denzelfden afstand verwijderde lichtbronnen een gelijk licht ontvangt, waarna de tangens van den daardoor verkregen hoek de verhouding van de sterkte der lichtbronnen aanwijst. Dove gebruikt den microscoop en kan hierdoor zoowel sterke als flaauwe lichtbronnen onderling vergelijken. De microscopische photographie van een geschrift op glas vertoont zich namelijk, wanneer men haar beschouwt door den microscoop, donker op een lichten grond, bijaldien de verlichting van onderen sterker is dan van boven, maar licht op een donkeren grond, bijaldien zij van boven sterker is dan van onderen. Bij een gelijke lichtsterkte verdwijnt het schrift.

Om de vlammen te vergelijken, worden zij zoover van den spiegel van den microscoop verwijderd, dat de standvastige verlichting van boven het verdwijnen van het schrift veroorzaakt, waarna men de lichtsterkte uit den afstand opmaakt. Ten behoeve van doorzigtige gekleurde ligchamen, bijv. glazen, wordt de opening in het microscooptafeltje door die glazen voldoende gedekt, om eene compensatie te verkrijgen. Op dergelijke wijze worden ondoorzigtige ligchamen van verschillende kleuren onderling vergeleken doordien het van hen schuins invallend licht met het van boven komende wordt gecompenseerd. Om de lichtsterkte op verschillende plaatsen in een vertrek te bepalen, wordt de microscoop, wiens spiegel naar den hemel is gerigt, zoover van het raam verwijderd, dat de verlichting van boven gelijk is aan die van onderen. De photometer van Wheatstone is eene doos van messing, waarop hij een stalen bolletje zoodanig in beweging kan brengen dat het eene bepaalde kromme lijn beschrijft. Heeft men 2 lichtbronnen, dan ontwaart het oog bij ongelijke lichtsterkte en bij snelle beweging van het bolletje 2 ongelijke krommen, waarna men de lichtbronnen zoolang verplaatst totdat beide krommen zamenvallen. Babinet bezigt tot meting der lichtsterkte een polarisatietoestel. De beide lichtbronnen worden zoo geplaatst, dat de stralen van de eene door schuins geplaatste glazen schijven dringen, terwijl die der andere teruggekaatst worden, om het oog van den waarnemer te bereiken.

Alsdan ziet men door bergkristal en een kalkspaatkristal de bekende kleuren van gepolariseerd licht, indien de lichtsterkten ongelijk zijn, maar die kleuren verdwijnen, wanneer men door verschuiving der beide lichtbronnen de lichtsterkte gelijk maakt. Tot bepaling van de helderheid der sterren bedient men zich van den astrophotometer van Zöllner. Het licht eener vlam valt op eene dubbelholle lens en gaat door deze en door 3 Nicol’sche prisma’s, door eene plaat van bergkristal en eindelijk door eene dubbelbolle lens. De door deze gebrokene stralen vallen op eene schuinsgeplaatste glazen schijf en worden door deze teruggekaatst. Deze schijf echter bevindt zich in een kijker en veroorlooft tegelijk den doortogt aan de stralen eener ster, welke op het objectief vallen, zoodat men in den kijker het beeld van de vlam en dat van de ster ontwaart. De vermelde prisma’s zijn echter draaibaar, en nu kan men de intensiteit van het kunstlicht zoodanig wijzigen, dat het met die van het licht der ster overeenkomt.

Het bedrag van dat verdraaijen kan men voorts op een cirkelboog aflezen. Daar de draaijing van het eerste prisma alleen de kleur van het in den kijker gevormde beeld van het kunstlicht wijzigt, zoo kan men met dezen toestel ook de kleur der sterren bepalen. — Tot het meten en vergelijken van de sterkte van gekleurd licht bedient Vierordt zich van den spectroscoop. Het licht van eene petroleumlamp valt door eene met eene verplaatsbare spleet voorziene buis op het achtervlak van het prisma en wordt vanhier in de buis van den waarnemer teruggekaatst. Het licht der spleet wordt alsdan door berookte glazen zoodanig verflaauwd, totdat de plaatsen van het gezigtsveld, door zuivere spectraalkleuren verlicht, niet langer onderscheiden kunnen worden van de streep, tegelijk verlicht door het verzwakte wit en de spectraalkleuren. Uit de bekende graden van verduistering, waarbij zulks geschiedt, bepaalt men de intensiteitsverhouding der spectraalkleuren.

Eene methode, om de scheikundige werking van het licht te bepalen, is aangewezen door Bunsen en Roscoe en doet dienst bij de geregelde waarnemingen in de metereologische observatoria. zij rust op de stelling, dat binnen zeer ruime grenzen gelijke producten van lichtsterkte en insolatie dáár overeenkomen met gelijke zwarte plekken op chloorzilverpapier van dezelfde gevoeligheid. De toestel bestaat uit een slinger, die bij schommelingen van ¾de seconde een blaadje zwart gemaakt glimmer (mica) over eene horizontale, van chloorzilver doortrokkene strook papier zoodanig heen en weer schuift, dat het blaadje bij afwisseling het papier bedekt en ontbloot. De duur der blootstelling aan het licht moet voor elk punt van het papier worden berekend, en de min of meer zwarte kleur bepaalt het bedrag der scheikundige werking. Deze bepaling geschiedt bij natriumlicht, hetwelk geene chemische stralen bevat. Roscoe heeft een toestel bedacht, die eenvoudiger en in vele opzichten beter is, welke desgelijks berust op de werking van het licht op daarvoor gevoelig gemaakt papier. Eindelijk vermelden wij den photometer van Siemens, welke berust op de eigenschap van selenium, dat zijn geleidend vermogen voor electriteit door het licht verhoogd wordt in eene verhouding, die overeenkomt met de vierkantswortels uit de lichtsterkten. Het selenium, met geleidingsdraden verbonden, bevindt zich in eene soort van camera obscura, wier lens de stralen eener lichtbron op het selenium werpt. Uit het bedrag van den tegenstand, dien een galvanische stroom daarbij ondervindt, besluit men tot de intensiteit der lichtbron.

< >