Принцип действия субъективного фотометра

В ходе проведения химических, биологических и медицинских исследований часто требуется определить молекулярный состав вещества или установить уровень его концентрации в растворе. Для этого используются различные приборы, например, фотометры. Эти устройства бывают объективными и субъективными, использующими особенности человеческого зрения.

Метод сравнительной визуальной колориметрии

Свет, проходя сквозь какой-либо раствор, теряет часть своей яркости. Интенсивность поглощения при этом прямо пропорциональна уровню концентрации вещества, придающего жидкости окраску, и величине расстояния, пройденного лучами в этой среде. У любого фотометра, например, у "В 1200", исходная величина силы света известна заранее. Измерив этот же параметр после прохождения лучей сквозь раствор, можно определить уровень концентрации красящего вещества.

Человеческий глаз, разумеется, не может определить точное значение силы света, но у него есть способность к сравнению яркостей. Это свойство зрения используется субъективными фотометрами. В их конструкцию входит так называемый эталонный источник. Его сила света известна заранее.

Поместив с одной стороны трёхгранной призмы кювету с исследуемым раствором, а с другой – эталонный источник, можно создать перед глазом наблюдателя картинку из двух половинок разной яркости. Сила света, как уже отмечалось, зависит от пройденного лучами расстояния. Отодвигая или приближая к призме эталонный источник, можно добиться того, что картинка перед глазом наблюдателя сольётся в сплошное поле с одинаковой яркостью. Как только это произошло, можно, точно зная все необходимые параметры (длина пробега лучей, исходная сила света источника и ширина кюветы), определить значение уровня концентрации вещества в растворе.

Метод гашения

При выполнении визуальной колориметрии можно обойтись и без эталонного источника. При этом используется еще одно свойство человеческого зрения. Существует определенный нижний порог яркости, после преодоления которого свет уже не воспринимается глазом наблюдателя. Поэтому можно кратно ослаблять яркость лучей, проходящих через исследуемый раствор, вплоть до наступления момента, когда исследователь не увидит ничего, кроме темноты.

При использовании этого метода следует заранее определить пороговую чувствительность глаз, поскольку её значение индивидуально. Это потребует дополнительных манипуляций, но зато последующая оценка будет более точной, чем при сравнительной субъективной фотометрии.