Den aktinometer (fra den gamle græske Aktinos "stråle", og -METER "foranstaltning") er et instrument, der måler energiintensitet de stråling, der udsendes af solen eller mere generelt af en anden lyskilde. Enheden, opfundet i 1825 af John Herschel , bruges i forskellige discipliner, herunder astronomi , fotografering og meteorologi .
Det er et radiometer, der fra jordens overflade evaluerer komponenterne i strålingsbalancen i det synlige og nær infrarøde spektrum såvel som de af stråling, der udsendes i det infrarøde af Jorden og dens atmosfære. Et aktinometer med en optager kaldes en aktinograf . Det producerer en graf kaldet et aktinogram, og undersøgelsen af disse data er actinometri , en særlig gren af radiometri .
Actinometeret, der generelt blev brugt i England i slutningen af 1870'erne, var Herschel- termometeret . Den består af en kviksølv termometer , den sfæriske reservoir hvoraf sværtet med røg og indesluttet i et glasrør kvældet ved sin ende i en lille ballon. Der dannes et vakuum i konvolutten omkring termometeret, og midten af kolben falder sammen med midten af reservoiret. Instrumentet ligger normalt på overfladen af åbent græs og væk fra ethvert husly. Opvarmningen på grund af solstreg er proportional med mængden af stråling.
Jules Violle , en fransk fysiker kendt for sit arbejde med fotometri , stråling og kalorimetri , offentliggjorde adskillige artikler om bestemmelse af den effektive temperatur på solens overflade takket være målinger taget under adskillige eksperimenter på toppen af Mont Blanc fra 1871 til 1875, ved hjælp af et eget aktinometer. Han var også i stand til at bestemme en solkonstant meget tæt på den reelle værdi (1771 sammenlignet med 1368 w / m 2 ).
Enheden består af to koncentriske kugler, hvoraf den indre holdes ved en konstant temperatur. Dette er muligt ved at lægge is eller føre en strøm af varmt eller koldt vand eller endda vanddamp mellem de to kugler (ved t og t 'i billedet). De to kuverter har også to åbninger på den samme akse, der tillader solstrålerne at passere gennem enheden, og et termometer placeres i midten af den indre kugle gennem en åbning, der er beregnet til dette formål (T '). Den korrekte placering af sidstnævnte kan kontrolleres ved hjælp af et spejl fastgjort på aktinometerets understøtning ved solstrålens udgangsåbning (i M).
Ændringen i temperatur på termometeret er proportional med lysstrømmen, som kan kalibreres med en kendt kilde, inden der foretages målinger. Violle brugte Dulong og Petits empiriske formel , der gik forud for Plancks lov , for derefter at beregne temperaturen på soloverfladen.
Kemiske aktinometre tilvejebringer energistrøm ved at måle mængden af et bundfald opnået ved reaktionen af kemiske forbindelser udsat for sollys. Det er derfor vigtigt at vide på forhånd i dette tilfælde forholdet mellem produktionen af bundfaldet og den indfaldende energi.
Kaliumferrioxalat er den mest almindelige forbindelse i et kemisk actinometer, fordi det er let at bruge og følsomt over en bred vifte af bølgelængder (254 til 500 nm ). Andre forbindelser som grønne leukocyanider, vanadium (V) -fer (III) oxalater og monochloreddikesyre anvendes undertiden, men de udgør problemet med at reagere selv i fravær af lys. Organiske forbindelser, såsom butyrophenon , anvendes undertiden og analyseres ved gaskromatografi . Visse forbindelser anvendes i sidste ende til specifikke bølgelængder. F.eks. Anvendes meso-diphenylhelianthren til det synlige spektrum (400 til 700 nm ).
De modtagende overflader af actinometers i meteorologi er beskyttet af kopper, hvis materiale kun fungerer som et gennemsigtigt filter i de ønskede bølgelængdeområder: ca. mellem 0,3 og 3 µm for pyrheliometre og pyranometre, mellem 0,3 og ca. 100 µm for pyrradiometre. Hvad angår strålingssensorer, der anvendes i disse instrumenter, bruger de ofte kombinationer af termoelementer, der er i stand til at producere en elektromotorisk kraft, der varierer med den modtagne belysning.
Der er fire hovedtyper:
De opnåede strålingsdata (i joule pr. Kvadratmeter) bruges i forskellige meteorologiske anvendelser såsom beregning af potentiel fordampning og skovvækstbudget.
Den actinograph er en optagelse aktinometer, en anordning til registrering af energien i solstråling modtaget på Jorden, og den actinogram er den grafiske udgang på en actinograph.
De ældste aktinografier var cylindre monteret på en vandret akse, hvis rotation blev sikret af en urmekanisme og omgivet af en anden fast cylinder, hvori der var en slids. Et fotografisk papir sad fast på den roterende cylinder og blev mørkere, da det passerede spalten, hvilket efterlod et spor, hvis intensitet afhang af isolationen. En sådan enhed blev beskrevet af fysikeren Robert Hunt, sekretær for Royal Cornwall Polytechnic Society i 1845 som en forbedring af TB Jordan heliografen (1839).
I 1911 udviklede Arthur William Clayden fra Royal Meteorological Society og rektor ved Royal Albert Memorial University College i Exeter (England) en version til meteorologer til at observere daglig solstreg. Hans enhed brugte to fjedre, den ene sorte og udsat for solen, mens den anden var hvid og skjult, forbundet med hinanden. Den ene eksponerede ekspanderede mere end den anden på grund af dens opvarmning kunne punktet på en stylus placeret ved deres mødested trække en streg på et papir placeret på en roterende tromle og således notere intensiteten af strålingen versus tiden.
I 1926 udviklede Robitzsch en aktinograf ved hjælp af den vinklede afbøjning af en sorte bimetalstrimmel fra et pyrheliometer . Strimlen er dannet af to forskellige metaller svejset til hinanden, og hvis ene ende holdes på et fast punkt. Når helheden udsættes for solens direkte stråler, stiger dens temperatur, men da de to metaller har forskellige ekspansionshastigheder, strækker båndet sig ikke i længderetningen, men snarere en kurve. Ved at placere en stylus i båndets frie ende kan afbøjningen optages på et roterende papir på en tromle. Variationer af sidstnævnte type med elektroniske optageenheder er stadig i drift.