Spektrometr to instrument, który rozkłada światło na składowe długości fali.. Za pomocą spektrometru można przeprowadzać niezliczone eksperymenty, które podkreślają naturę promieniowania elektromagnetycznego, obserwując w praktyce efekty kwantowe, które determinują fizykę wielkości atomów i cząsteczek.
Można na przykład zaobserwować różnicę między ciągłym promieniowaniem emitowanym przez źródło „termiczne”, takie jak stara żarówka lub promieniowanie słoneczne, a źródłami kwantowymi, takimi jak lasery i diody LED (Dioda LEDORAZ).
Zasada działania polega na rozpraszaniu światła przez siatkę dyfrakcyjną. Chociaż mechanizm fizyczny jest zupełnie inny, z praktycznego punktu widzenia możemy myśleć o siatce jak o pryzmacie, który rozdziela światło na składowe koloru.
Faktycznie, pierwszą rzeczą, której uczysz się za pomocą spektrometru, jest to, że każdy kolor odpowiada długości fali (lub alternatywnie z częstotliwością, ponieważ dla fal elektromagnetycznych długość fali i częstotliwość są odwrotnie proporcjonalne do siebie, prędkość światła jest stałą proporcjonalności).
zrobić spektrometr
Aby praktycznie wykonać spektrometr, potrzebujesz:
- pudełko po butach, a w każdym razie dowolne pudełko kartonowe (wymiary nie są ważne), w którym zmieszczą się dwa podstawowe elementy spektrometru,
- w rzeczywistości siatka dyfrakcyjna
- mała kamera internetowa do rejestrowania światła uginanego przez siatkę.
Siatka będzie wykorzystywana w transmisji (światło przejdzie przez siatkę i zostanie rozbite na jej składowe). Powłoka DVD może być użyta jako siatka dyfrakcyjna dziewiczy, ale o wiele bardziej praktyczne jest kupienie gotowej kraty, którą można kupić online za kilka euro (unikaj „dydaktycznych” sprzedawców narzędzi, którzy często stosują upiorne oznaczenia tylko dla przymiotnika „dydaktyka”) i sprawdza się świetnie dla naszych cele.
Ważne, aby pudełko w środku było ciemnelub w każdym przypadku koloru czarnego, aby uniknąć niepożądanych odbić światła.
Pośrodku jednej strony wykonano pionowe cięcie ostrym nożem, z którego wejdzie światło, które chcemy analizować spektralnie.. Im cieńsza szczelina, tym lepsza rozdzielczość widmowa. Szczelinę można zacisnąć, łącząc ze sobą dwa ostre ostrza (uważaj, aby się nie skaleczyć).
Wewnątrz pudełka zostanie ułożona krata i kamera internetowa, pod kątem około 45 stopni do kierunku padania światła. Siatka celownicza zostanie umieszczona około 1 centymetra od obiektywu kamery internetowej.
Jeśli kamera internetowa na to pozwala, wskazane jest usunięcie filtra podczerwieni za obiektywem, aby uzyskać czułość w widmie rozproszonym od 350 nanometrów (UV) do około 900 nanometrów (IR).
Wszystko naprawiliśmy taśmą maskującą i plasteliną. Schemat blokowy pokazano na poniższym rysunku.F.
Do rejestracji widma użyjemy darmowego, ale bardzo wydajnego oprogramowania o nazwie Theremino Spectrometer, które można pobrać z tego linku
Theremino praktycznie pozyskuje światło ugięte w siatce i przekształca je w widmo.
Oprogramowanie posiada obszerną i obszerną dokumentację (na stronie producenta, ale także na YouTube) i dostępna jest wersja włoska. Własnoręcznie zbudowany spektrometr z tym oprogramowaniem może osiągnąć wydajność porównywalną z profesjonalnym oprzyrządowaniem przy bardzo wysokich kosztach.