Co to jest Bolometr?
Bolometr to przyrząd służący do wykrywania i pomiaru niewielkich ilości promieniowania elektromagnetycznego. Bolometry, zwane także wagami aktynicznymi, mierzą promieniowanie elektromagnetyczne w jego różnych postaciach, od fal radiowych po promieniowanie ultrafioletowe i promieniowanie gamma. Zasada działania bolometru została również dostosowana do zastosowania w fizyce i wykrywaniu cząstek.
Wynaleziony przez amerykańskiego astronoma Samuela Pierponta Langleya pod koniec XIX wieku, pierwszy bolometr był używany w połączeniu z teleskopem do pomiaru promieniowania podczerwonego na obiektach astronomicznych, mianowicie na Księżycu. Prototyp miał podstawową konstrukcję. Składał się z dwóch komór wyposażonych w platynowe paski, które tworzyły mostek z pszenicy połączony z galwanometrem i baterią. Paski pokryte sadzą, tworzące mostek, ułożono tak, aby jeden był odsłonięty, a drugi osłonięty przed promieniowaniem. Temperatura odsłoniętej taśmy wzrośnie, gdy wejdzie w kontakt z promieniowaniem elektromagnetycznym, zmieniając jej oporność elektryczną i zasadniczo tworząc czujnik temperatury.
Bolometr zimnego elektronu (CEB) jest bardzo czułym urządzeniem, które wykrywa promieniowanie kosmologiczne. Metalowe złącze tunelowe nadprzewodnik-izolator-normalny (SIN) bolometra wyróżnia go spośród innych bolometrów, ponieważ jego utrata energii służy do chłodzenia absorbera. Bolometr gorących elektronów (HEB) jest urządzeniem służącym do pomiaru promieniowania submilimetrowego i dalekiej podczerwieni, którego nie można zmierzyć za pomocą bolometru zimnego elektronu.
Mikrobolometr jest rodzajem bolometru przystosowanego do działania jako wykrywacz podczerwieni w kamerze termicznej, powszechnie znanej jako kamera na podczerwień do przodu (FLIR). Ten typ kamery działa na tej samej zasadzie co tradycyjny bolometr i mierzy promieniowanie podczerwone o długości fali od 8 do 13 mikronów. Rezystancja elektryczna zarejestrowana przez kamerę jest przekształcana na temperatury, które są wykorzystywane do utworzenia obrazu.
Istnieją dwie główne wady związane z bolometrem i obie wiążą się z resztkową energią. Brak właściwości dyskryminujących powoduje, że urządzenie nie rozróżnia cząstek zjonizowanych i niejonizowanych. Bolometr stosowany jako detektor termiczny nie rozprasza bezpośrednio energii zebranej przez absorber, a zatem nie resetuje się natychmiast.
Gałąź fizyki znana jako fizyka cząstek, która bada podstawowe elementy promieniowania, używa terminu bolometr w odniesieniu do przyrządu znanego jako detektor cząstek. Detektor cząstek działa na tej samej zasadzie co bolometr Langleya i służy do identyfikacji cząstek wysokoenergetycznych. Kalorymetry, liczniki scyntylacyjne i detektory cząstek typu jonizacji gazowej są zwykle używane do pomiaru energii związanej z promieniowaniem i charakterystyką cząstek.