アクチノメーター

アクチノメーターは、放射線の加熱能力を測定できる機器です。気象学では、日射計、直達日射計、正味放射計として、日射量を測定するためにアクチノメーターが使用されます。

光子計とは、光線中の光子数を積分値または単位時間当たりで測定する化学システムまたは物理装置のことです。この名称は、紫外線および可視光線の波長域で使用される装置によく用いられます。例えば、シュウ酸鉄(III)溶液は化学光子計として使用できますが、ボロメータ、サーモパイル、フォトダイオードなどは、検出された光子数と相関関係のある測定値を示す物理装置です。

スイスの物理学者ホレス＝ベネディクト・ド・ソシュールは、 18世紀後半にその初期型を発明した。彼の設計では、黒く塗られた温度計をガラス球の中に収めて太陽放射を測定するもので、彼はこれを「太陽温度計」と呼んだ。この装置は、太陽の強度を体系的に測定するための最初のツールの1つと考えられている。

ジョン・ハーシェルは19世紀にアクチノメーターをさらに発展させ、光化学反応を利用して太陽光の強度を測定する設計を取り入れ、これは大きな進歩となった。ハーシェルのアクチノメーターは、太陽光の下での化学反応の速度を観察することで、太陽エネルギーをより正確に定量化することを可能にした。ハーシェルのアクチノメーターは影響力があり、太陽エネルギーの測定の標準化に貢献した。ハーシェルは「アクチノメーター」という用語を導入し、科学機器、効果、プロセスに接頭辞「アクチン」を初めて用いた。^{[ 1 ]}

アクチノグラフは、写真撮影用照明のアクチニックパワーを推定するための関連装置である。

化学光量測定法は、化学反応の収率を通して放射束を測定する手法である。この手法には、量子収率が既知の化学物質と、容易に分析できる反応生成物が必要となる。

相対光量測定法（比較光量測定法とも呼ばれる）は、既知の参照化合物との比較を用いて三重項励起状態の生成量子収率を決定するためによく用いられる手法である。^{[ 8 ]}参照化合物（例えば[Ru(bpy) ₃ ] ²⁺）^{[ 9 ]}と目的化合物は、実験に選択した励起波長においてそれぞれ同じ吸光度を持つように、同一のキュベットに別々に調製する必要がある。これは、実験条件が同一であれば、励起時に同じ数の分子が励起状態に励起されることを意味する。参照化合物は、生成量子収率とモル吸光係数が十分に特性評価された光生成物を形成する。これにより、目的化合物の光生成物の生成量子収率またはモル吸光係数を計算することができる。例えば、過渡吸収分光法を用いる場合、生成量子収率を計算することができる。${\displaystyle \Phi _{x}}$ある化合物の光生成物のモル吸光係数の差によって特徴付けられる${\displaystyle \Delta \varepsilon _{x}(\lambda _{1})}$:

${\displaystyle \Phi _{x}=\Phi _{ref}\cdot {\frac {\Delta A_{x}(\lambda _{1})}{\Delta \varepsilon _{x}(\lambda _{1})}}\cdot {\frac {\Delta \varepsilon _{ref}(\lambda _{2})}{\Delta A_{ref}(\lambda _{2})}}\cdot {\frac {1-10^{-A_{ref}(\lambda _{ex})}}{1-10^{-A_{x}(\lambda _{ex})}}}}$

一般的に${\displaystyle \Delta \varepsilon }$これは、励起前と励起後に寄与するモル吸光係数の差を意味し、${\displaystyle \Delta \varepsilon =\varepsilon _{after}-\varepsilon _{before}}$。${\displaystyle \Delta A_{x}(\lambda _{1})}$そして${\displaystyle \Delta A_{ref}(\lambda _{2})}$は、それぞれの波長における対象化合物と参照化合物の吸光度の差である。${\displaystyle \Phi _{ref}}$モル吸光係数の差も同様に${\displaystyle \Delta \varepsilon _{ref}(\lambda _{2})}$参照化合物に関連する値は、実験前に把握しておく必要があります。式の最後の項は、調製した溶液の定常吸光度が完全に一致しない場合の補正として機能しますが、1から大きく離れてはいけません。励起エネルギーは、多光子吸収などの非線形効果を避けるのに十分低い必要があります。この手法では、測定の不完全性が対象化合物と参照化合物で同じように影響するため、効果的に補正されるという事実を利用して、吸収された光子の数を明示的に計算することなく、特定の光生成物を特性評価できます。

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