Photometrie

Photometrie (auch Lichtmessung), allgemeine Bezeichnung für die Messung von photometrischen Größen, die beispielsweise die Grundlage für das Sehen (siehe Gesichtssinn) und für die Lichttechnik darstellen. Bei den photometrischen Größen handelt es sich z. B. um Lichtstärke, Lichtstrom, Leuchtdichte, Lichtmenge und Beleuchtungsstärke (siehe internationales Einheitensystem). Das Grundprinzip der Photometrie besteht z. B. darin, die Lichtstärke einer Lichtquelle mit der bekannten Stärke einer so genannten Normallichtquelle zu vergleichen. Je nach Methode unterscheidet man beispielsweise in visuelle oder physikalische Photometrie. Nach Anwendungsgebiet kennt man u. a. auch die Astrophotometrie und die chemisch-analytische Photometrie.

Basis für die Photometrie ist die Lichtempfindung des menschlichen Auges. Diese wird je nach Verfahren direkt oder indirekt über entsprechende technische Hilfsmittel (z. B. Photozellen) als Entscheidungskriterium herangezogen. Die Geräte zum Messen der photometrischen Größen nennt man Photometer.

Bei der visuellen Photometrie dient das Auge des Messbeobachters als Empfänger. Der Beobachter vergleicht praktisch zwei Leuchtdichten miteinander. Die eine Dichte stammt von der Referenzquelle, die andere von der zu bestimmenden Quelle. Um eine bessere Entscheidung zu erhalten, lässt sich eine Leuchtdichte messbar abschwächen oder verstärken. Beide Leuchtdichten werden dem Beobachter im so genannten Sichtfeld (manchmal auch Gesichtsfeld) gezeigt, einem kreisförmigen, technisch-optischen Hilfsinstrument. Je nach Art unterscheidet man in Direkt- oder Filterverfahren. Außerdem kennt man bei der visuellen Photometrie eine Einteilung nach den Vergleichskriterien (Gleichheits-, Kontrast- und Flimmerprinzip).

Bei der physikalischen Photometrie verwendet man lichtelektrische Empfänger, wie z. B. Photoelemente bzw. Photozellen. Mit diesem Photometrieverfahren vergleicht man häufig Licht mit unterschiedlicher spektraler Energieverteilung. Die Verfahren der physikalischen Photometrie entsprechen im Wesentlichen auch den Verfahren der chemisch-analytischen Photometrie (siehe unten). Von photographischer Photometrie spricht man, wenn z. B. eine photographische Platte oder ein Film als Empfänger eingesetzt wurde.

In der Astrophotometrie beschäftigt man sich mit der Helligkeitsbestimmung von Sternen. Durch geeignete optisch-technische Filtermethoden lassen sich dabei Spektralgebiete eingrenzen, und so genauere Messergebnisse erzielen (siehe Größenklasse; Astrophysik; Galaxien).

In der Chemie handelt es sich bei der Photometrie um ein Analyseverfahren, meist zur Bestimmung von Konzentrationen. Diese Methode beruht auf dem Vergleich von Lichtintensitäten. Darunter versteht man die Strahlungsleistung des Lichtes pro Flächeneinheit (siehe Lumen). Im Prinzip wird bei dieser Analysemethode das Licht einer geeigneten Lichtquelle in zwei optische Wege aufgeteilt und durch zwei Küvetten geleitet. Dabei handelt es sich um speziell angefertigte Glasbehältnisse. Die zu untersuchende Probe befindet sich nur in einer Küvette, während die andere Küvette lediglich Lösungsmittel bzw. entsprechende Substanzen enthält, mit denen die Probe vorbereitet wurde – die zweite Küvette ist also probenfrei. Die durchgehenden Lichtstrahlen werden unterschiedlich von den Messlösungen in ihrer Intensität verändert. Nach dem Durchlauf durch die Küvetten gelangen die Strahlen weiter in den Registrierteil des Photometers und werden dort ausgewertet – bei modernen Geräten geschieht dies mit hochleistungsfähigen Computern.