Den actinometer (fra den gamle greske Aktinos "stråle" og -meter "måle") er et instrument som måler energien intensiteten av stråling som utsendes av solen, eller mer generelt ved en annen lyskilde. Enheten, oppfunnet i 1825 av John Herschel , brukes i ulike fagområder, inkludert astronomi , fotografering og meteorologi .
Det er et radiometer som evaluerer fra jordoverflaten komponentene i strålingsbalansen i det synlige og nær infrarøde spekteret, så vel som de av stråling som sendes ut i det infrarøde av jorden og dens atmosfære. Et aktinometer med en opptaker kalles en aktinograf . Den produserer en graf som kalles aktinogram, og studien av disse dataene er aktinometri , en spesiell gren av radiometri .
Aktinometeret som vanligvis ble brukt i England på slutten av 1870-tallet, var Herschel- termometeret . Den består av et kvikksølvtermometer som har sfærisk reservoaret er svertet for røyk og innesluttet i et glassrør svellet ved sin ende i en liten ballong. Et vakuum opprettes i konvolutten rundt termometeret, og midten av kolben faller sammen med sentrum av reservoaret. Instrumentet ligger vanligvis på overflaten av åpent gress og borte fra noe ly. Oppvarmingen på grunn av solstikk er proporsjonal med mengden stråling.
Jules Violle , en fransk fysiker kjent for sitt arbeid med fotometri , stråling og kalorimetri , publiserte en rekke artikler om bestemmelse av den effektive temperaturen på solens overflate takket være målinger tatt under flere eksperimenter på toppen av Mont Blanc , fra 1871 til 1875, ved hjelp av et eget aktinometer. Han var også i stand til å bestemme en solkonstant veldig nær den virkelige verdien (1771 sammenlignet med 1368 w / m 2 ).
Enheten består av to konsentriske kuler, hvorav den indre holdes på en konstant temperatur. Dette er mulig ved å legge is eller føre en strøm av varmt eller kaldt vann, eller til og med vanndamp, mellom de to kulene (ved t og t 'i bildet). De to konvoluttene har også to åpninger på samme akse som tillater solstrålene å passere gjennom enheten, og et termometer er plassert i midten av den indre sfæren gjennom en åpning tilveiebragt for dette formålet (T '). Den korrekte plasseringen av sistnevnte kan kontrolleres ved hjelp av et speil festet på støtten til aktinometeret ved utgangsåpningen til solstrålen (i M).
Endringen i temperatur på termometeret er proporsjonal med lysstrømmen, som kan kalibreres med en kjent kilde før du tar noen målinger. Violle brukte Dulong og Petits empiriske formel , som gikk forut for Plancks lov , for deretter å beregne temperaturen på soloverflaten .
Kjemiske aktinometre gir energistrøm ved å måle mengden av et bunnfall som er oppnådd fra reaksjonen av kjemiske forbindelser utsatt for sollys. Det er derfor viktig å vite på forhånd i dette tilfellet forholdet mellom produksjonen av bunnfallet og den innfallende energien.
Kaliumferrioxalat er den vanligste forbindelsen i et kjemisk aktinometer fordi det er enkelt å bruke og følsomt over et bredt spekter av bølgelengder (254 til 500 nm ). Andre forbindelser som grønne leukocyanider, vanadium (V) -fer (III) oksalater og monokloreddiksyre brukes noen ganger, men de presenterer problemet med å reagere selv i fravær av lys. Organiske forbindelser, som butyrofenon , brukes noen ganger og analyseres ved gasskromatografi . Visse forbindelser blir til slutt brukt for spesifikke bølgelengder. For eksempel brukes meso-difenylhelianthrene for det synlige spekteret (400 til 700 nm ).
Mottaksflatene til aktinometre i meteorologi er beskyttet av kopper, hvis materiale kun fungerer som et gjennomsiktig filter for de ønskede bølgelengdeområdene: omtrent mellom 0,3 og 3 um for pyrheliometre og pyranometre, mellom 0,3 og omtrent 100 um for pyrradiometre. Når det gjelder strålingssensorene som brukes i disse instrumentene, bruker de ofte kombinasjoner av termoelementer som er i stand til å produsere en elektromotorisk kraft som varierer med mottatt belysning.
Det er fire hovedtyper:
Strålingsdataene (i joule per kvadratmeter) som er oppnådd, brukes i forskjellige meteorologiske applikasjoner, for eksempel beregning av potensiell fordampning og skogvekstbudsjett .
Den actinograph er en innspilling actinometer, en anordning for registrering av den energi av solstråling mottatt på jorden, og det actinogram er den grafiske utgang fra en actinograph.
De eldste aktinografiene var sylindere montert på en horisontal akse, hvis rotasjon ble sikret av en klokkemekanisme, og omgitt av en annen fast sylinder der det var et spor. Et fotografisk papir ble sittende fast på den roterende sylinderen og mørknet da det passerte spalten, og etterlot et spor hvis intensitet avhenger av isolasjonen. En slik innretning ble beskrevet av fysikeren Robert Hunt, sekretær for Royal Cornwall Polytechnic Society i 1845, som en forbedring av TB Jordan heliografen (1839).
I 1911 utviklet Arthur William Clayden, fra Royal Meteorological Society og rektor ved Royal Albert Memorial University College i Exeter (England), en versjon for meteorologer for å observere daglig solstikk. Enheten hans brukte to fjærer, den ene svertet og utsatt for solen mens den andre var hvit og skjult, koblet til hverandre. Den eksponerte ekspanderer mer enn den andre på grunn av oppvarmingen, kan punktet til en penn plassert på møtepunktet trekke en strek på et papir plassert på en roterende trommel og dermed notere intensiteten av strålingen mot tiden.
I 1926 utviklet Robitzsch en aktinograf ved hjelp av vinkelavbøyningen til en svertet bimetallstrimmel fra et pyrheliometer . Stripen er laget av to forskjellige metaller sveiset til hverandre, og den ene enden holdes på et fast punkt. Når helheten er utsatt for solens direkte stråler, øker temperaturen, men siden de to metallene har en annen ekspansjonshastighet, strekker stripen seg ikke i lengderetningen, men lager heller en kurve. Ved å plassere en penn i båndets frie ende, kan avbøyningen registreres på et roterende papir på en trommel. Variasjoner av sistnevnte type med elektroniske opptaksenheter er fortsatt i drift.