Bolometre ne demektir? Nasıl bir aygıttır? Bolometre ne işe yarar, nasıl çalışır? Bolometre hakkında bilgi. Bolometre aygıtı neyi ölçer?
Kaynak: wikipedia.org
Bolometre; metallerin elektrik akımına karşı gösterdikleri direncin, ısı etkisiyle değişmesinden yararlanarak ışık şiddetlerini ölçen aygıttır.
Gözün duyarlılık alanı dışında kalan zayıf ışınımların ayırt edilmesinde ve ölçülmesinde, kızılötesi ışınların araştırılmasında kullanılır. Metallerin dirençleri sıcaklıkla çok yavaş değiştiğinden, bolometreler genellikle bir Wheatstone köprüsüyle birlikte kullanılır. Böylece aygıtın duyarlılığı ve doğruluğu yükseltilir. Langley’in yaptığı ilk bolometre, bu biçimde çalışıyordu. Işınımın şiddeti, köprü devresine bağlanan bir galvanometreyle ölçülen elektrik akımından saptanır. Galvanometre göstergesinin sapma oranı, ışınım şiddetiyle orantılıdır. Bolometrenin ışınımlara olan duyarlılığı direnç olarak kullanılan metalin cinsine yakından bağlıdır. Bu amaçla direnç sıcaklık katsayısı daha yüksek olan saf metaller seçilir.
Metal alaşımları, dirençleri sıcaklıkla çok daha yavaş değiştiğinden bu iş için uygun değildir. Özel yöntemlerle çok ince tel ya da şerit biçimine*getiri-len metal (genellikle platin), bir mika, haç ya da çubuk üzerine sarılır. Birtakım bolometre tiplerinde metal bir kuvars cam içine eritilerek yerleştirilir. G. Leimbach’ın yaptığı bolometrede platin şeridin genişliği 25 mikron, kalınlığıysa 0.28 mikrondu. Başka bir tip bolometredeyse, bir yüzü isli ince metal levha kullanılır. Ölçülecek olan ışınım, levhanın isli yüzüne düşürülür. İs, metalin çok zayıf olan ışınımı tümüyle soğurmasını sağlar. Güneş ve yıldızlardan yerküreye ulaşan zayıf ışınımların araştırılmasında da kullanılan bolometreler, kimi zaman çalışma ilkesine bağlı olarak “dirençli termometre” olarak da anılır.
Bolometrenin Tarihçesi
Bolometrelerin icadından önce gelen radyasyonu ölçmek için, daha zayıf kaynakları ölçmek için uygun olmayan termoelektrik hücreler kullanıldı. Thomas Edison, 1878’de bunu düzeltmek için bir araç yaratmaya çalıştı, ancak sonunda başarısız oldu.
1877’de Edison’la yeni bir enstrümanın gerekliliği konusunda yazışmış olan Samuel Pierpont Langley, hayal kırıklığına uğradı ve elini kendi enstrümanını yapmak için denemeye karar verdi. Başlangıçta Edison tarafından reddedilen bir fikirden yola çıkarak, bolometre adını verdiği ve zamanın termopillerinden on beş kat daha hassas olan bir prototipi bir araya getirmeyi başardı. Langley tarafından inşa edilen bolometre, bir galvanometreye bağlı bir Wheatstone köprüsü oluşturan iki kurum kaplı platin telden oluşuyordu . Radyasyon şeritlerden birine çarptığında direncini değiştirdi. Pek çok gelişmeden sonra, 1898’de Langley, aletinin ilk prototipten 400 kat daha hassas olduğunu iddia etti.
Başarılarına rağmen, radyometrelerde (Nichols radyometresi) ve termoelektrik hücrelerde iyileştirmeler yapıldığından, gelen radyasyon araştırmalarında kullanılan tek araç bolometre değildi . Dezavantajları, tellerin düzensiz ısınması ve akımın neden olduğu havanın ısınması ve hatalara neden olmasıydı. Ancak bolometrelerin tepki süresi çok daha hızlıydı.
1940’larda araştırmacılar platin yerine başka seçenekler aramaya başladılar. Bell Labs , nikel, manganez ve kobalt oksit elementlerinin kombinasyonlarıyla yapılan termistör kullanma fikrini ortaya attı . Bir diğer önemli gelişme detektörlerin çok düşük sıcaklıklara soğutulması ve böylece süper iletkenlerin kullanılmasıyla gerçekleşti. Şu anda bolometreler, soğutulmuş yarı iletkenler veya süper iletkenler kullanılarak yapılmaktadır.
