Optiske måleinstrumenter: Typer, anvendelser og principper

Der findes mange typer optiske instrumenter. Den ene fælles træk ved disse instrumenter er, at de måler en egenskab af lys. Optiske instrumenter kan bruges til at måle afstande, identificere ukendte stoffer og hjælpe med at diagnosticere synsproblemer. Det er fordi lys ændrer sig i forskellige miljøer, og disse ændringer kan måles ved hjælp af optiske instrumenter.

Fotometer

• Et fotometer bruges til at måle lysintensiteten af en ukendt kilde. Lysintensiteten af den ukendte kilde sammenlignes med en kendt kilde eller standard lyskilde. Det første fotometer blev udviklet i 1800'erne, og den standard kilde, der blev brugt, var en stearinlys lavet af hvaletran. Fotometeret bruger den inverse kvadrat-lov til at beregne lysintensiteten. Det udsager, at intensiteten af lyset på en specifik afstand relaterer til intensiteten af lys fra den standard lyskilde på samme afstand.

Autokollimator

• Autokollimatoren bruges til at måle meget små vinkler. Dette optiske instrument har meget høj følsomhed og bruges til at detektere vinkel-bevægelse, præcisions-justering, vinkel-overvågning over tid og verifikation af standard vinkler. Der findes både digitale og visuelle autokollimatorer. Digitale versioner indeholder en elektronisk foto-detektor, der måler vinklen fra en reflekteret lysstråle. En visuell autokollimator er afhængig af sin operatørs øje for at fungere som foto-detektoren. Digitale modeller er mere præcise, da målingerne fra en visuell model varierer afhængigt af operatøren.

Refraktometer

• Et refraktometer måler, hvor meget lys vil bugne, når det bevæger sig fra luft ind i et prøve-stof. Dette refraktions-indeks bruges til at identificere en væske-prøve ved at sammenligne det med kendte refraktions-indekser for at bestemme prøvens renhed, og for at bestemme koncentrationen af en opløsning ved at sammenligne refraktions-indekset med en standard kurve. Refraktometeret virker på teorien om, at når lys bevæger sig forskellige stoffer, ændrer dets hastighed. Derfor, når lyshastigheden ændres, ændres også retningen, som lyset bevæger sig i.

Vertometer

• Et vertometer måler styrken af glas-linser og kontaktlinser. Andre navne for et vertometer er fokimeter eller lensmeter. Linsen spændes på plads, og derefter ses et retikul, eller gitter-mønster, gennem lensen. Målet på retiklet indeholder flere parallelle linjer og en enkelt linje, der er vinkelret på de parallelle linjer. Strøm-drejet drejes, indtil målet på retiklet er fokuseret. Dette er en mere præcis måde at måle linse-styrke på end hånd-neutralisering, en simplere teknik.

Interferometer

• Et interferometer måler interferensen mellem to forskellige lyskilder. Denne type optisk instrument bruges til at måle billeder og afstande i rummet, da det kan producere meget præcise afstands-målinger. Maskinen virker ved at splitte en lysstråle. De to resulterende stråler opvarmer to spejle, ét fast og ét flytbart. De reflekterede stråler kombineres derefter igen, hvilket resulterer i et interferens-mønster.