Mobilné telefóny a gadgety

Mobilné telefóny a gadgety

» DIY spektroskop z hranola. Urob si sám. Testovanie spektrometra mojím asistentom

DIY spektroskop z hranola. Urob si sám. Testovanie spektrometra mojím asistentom

Ahojte všetci! Pozeráte Fire TV! Dnes to urobíme spektrometer!

Asi každý už počul, že pre zdravie je veľmi dôležité, aby svetelné zdroje v byte aj v práci mali plné spektrum svetla.

Ako však viete, aké spektrum má vaša žiarovka?

Budete potrebovať spektrometer. Kupované v obchode sú veľmi drahé, ale domáce sa dajú vyrobiť veľmi jednoducho a ich výroba si nevyžaduje zvláštnu presnosť.
Aj keď máte namiesto rúk dve nohy a obe vám zostali, stále môžete túto vec zostaviť a bude to fungovať!

Najprv si vyrobme puzdro z hrubého papiera alebo lepenky. Už som skontroloval niekoľko možností a empiricky som vybral požadované veľkosti. Ak sa zrazu rozhodnete zostaviť to isté, nakreslil som hotový diagram, ktorý si môžete stiahnuť na mojej webovej stránke, vytlačiť na obyčajný list papiera, vystrihnúť a nalepiť.

Vnútorný povrch by nemal odrážať svetlo, inak bude obrázok preexponovaný.
Fixka túto úlohu zvládne dokonale. Maľoval som všetky plochy kartónu, ktoré mohli byť vystavené svetlu.

Teraz potrebujete difrakčnú mriežku. Je to ona, kto rozbije svetelný lúč na spektrum.

Môžete ho získať z akéhokoľvek disku CD, DVD alebo Blu-ray

Štruktúra optických diskov je navrhnutá tak, že majú malé nepravidelnosti, ktoré spôsobujú difrakciu svetla.

Vyrazené disky majú nepravidelnosti vo forme malých čiar a prepisovateľné prázdne disky majú spočiatku hladké drážky.

V zásade nezáleží na tom, aké disky používate, ale je žiaduce, aby tieto drážky alebo nepravidelnosti boli čo najčastejšie;

Teraz urobme jednoduchý experiment. Svetlo zo žiarovky bude dopadať na kotúč a jeho časť sa bude odrážať v podobe malej dúhy, to bude spektrum svetelného zdroja.

Ak chcete zachytiť celé spektrum, musíte fotoaparát priblížiť.

Takto vyzerá spektrum svetla vychádzajúce z LED lampy.

A takto vyzerá spektrum energeticky úspornej žiarovky, rozdiel je obrovský.

Ale spektrum bežnej žiarovky ukazuje, že v jej spektre je veľa červenej zložky.

Ale to je spektrum viditeľného svetla z ultrafialovej lampy, je jasné, že okrem fialovej obsahuje aj zelenú.

Teraz porovnajme tri rôzne polotovary:

Tu vidíme, že CD má najhorší výsledok, farby sú príliš vyblednuté.

Rozdelenie svetla do spektra je možné vidieť, ak zasvietite baterkou do stredu disku alebo umiestnite disk za horiacu sviečku, získate veľmi krásny efekt.

Vráťme sa k nášmu spektrometru!

Vystrihnite obdĺžnikový kus vhodnej veľkosti.

Po rozrezaní disku zo všetkých strán sa dá veľmi jednoducho rozdeliť na dve časti, zrkadlovú a priehľadnú.

Potrebujeme priehľadnú časť. Prilepím na kartón.

Teraz korpus opatrne zlepím.

Dopadlo to dobre, ale ako vždy, na najdôležitejšiu časť som vypustil lepidlo.
V princípe je pripravený najjednoduchší prístroj na pozorovanie spektra svetla.

Jednoducho ho nasmerujte na akýkoľvek zdroj svetla a pozrite sa na plastovú platňu.

Ak výslednú škatuľu opriete o fotoaparát svojho smartfónu, môžete z nich fotografovať a analyzovať spektrum, neskôr vám ukážem, ako to urobiť.

Ako vidíte, cez takéto zariadenie je spektrum viditeľné jasnejšie, čo je obzvlášť viditeľné pri pohľade na žiarivku. Všetky maximálne hodnoty sú zreteľnejšie viditeľné.

Fotografovanie nie je príliš pohodlné, je oveľa pohodlnejšie analyzovať zdroj svetla v reálnom čase!

Na to stačí webovú kameru oprieť priamo o plastovú platňu.

Dalo sa vymyslieť aj uchytenie z kartónu, no ja som sa rozhodol vyrobiť odolnejšiu verziu zariadenia z makety plastu. Toto je penový PVC plast, jeden z mojich obľúbených materiálov, ľahko sa strihá a ľahko sa lepí superlepidlom. Dá sa z toho urobiť čokoľvek, používam to často a ľudia sa ma pýtali, ako sa to volá a kde to zohnať. Stačí vyhľadať „PVC pena“ alebo „figurína plastu“ a určite nájdete, čo potrebujete.

V plastovom spektrometri som vyrobil výsuvnú uzávierku, aby som mohol regulovať množstvo svetla vstupujúceho do zariadenia.

Malé telo fotoaparátu som vyrobil po manuálnom zaostrení na objekty vzdialené približne jeden meter od objektívu.

Telo s kamerou prikladám k hlavnej časti zariadenia tak, aby vznikla malá medzera, do ktorej sa dá zasunúť kúsok disku, v prípade potreby ich môžem vymeniť.
Na zadnú stranu prilepím záslepku so štrbinou, aby ste mohli vytlačiť kúsok disku z puzdra na výmenu.

Aby zariadenie spoľahlivo stálo a dalo sa jasne nastaviť, pripevnil som k nemu nohy a pripevnil ich na kus preglejky. Teraz možno spektrometer nasmerovať na zdroj svetla a pokojne vykonávať merania.

Na tejto stránke budú prebiehať ďalšie práce, v popise nájdete aj odkaz na ňu.
Kliknite na tlačidlo „zachytenie spektra“.

Zariadenie posunieme tak, aby lepšie zachytávalo svetlo, nastavíme spúšť na nastavenie jasu a klikneme na stred našej dúhy, aby žltý pás prešiel čo najviac cez celé spektrum. Hodnoty pod týmto pásikom sa načítajú z fotoaparátu.

Kliknite na modré tlačidlo „Štart“.

Vidíme, ako sa graf zobrazuje v reálnom čase, ale hodnoty v nanometroch nie sú úplne správne, je potrebná kalibrácia.

Na stránke, ktorá sa otvorí, kliknite na tlačidlo „kalibrovať“.

Teraz musíte sprísniť modrú a zelenú farbu, aby sa maximálne hodnoty približne zhodovali s vaším spektrom. Mimochodom, stačí kalibrovať pomocou svetla energeticky úsporných žiariviek, ktoré majú najprerušovanejšie spektrum a sú viditeľné maximálne hodnoty.

Po presunutí modrej a zelenej farby na miesto znova stlačíme tlačidlo „spectrum capture“ a získame spektrum s kalibrovanými hodnotami.

Ak pohnete spúšťou, uvidíte, ako sa mení jas.

Nainštaloval som žiarovku a videl som, že v jej spektre je príliš veľa modrej, ale to sa nemôže stať, že žiarovky majú v spektre prevládajúcu červenú farbu.

Spomenul som si, že kúsok DVD disku nebol priehľadný, ale mierne fialový. To stačilo na výrazné posunutie spektra do modrej. Musel som odrezať ďalší disk a nájsť priehľadný plast, ktorý by nevytváral skreslenie farieb.
Po výmene a kalibrácii sa všetko vrátilo do normálu v spektre žiarovky je teraz veľa červenej a málo modrej.
Spektrum LED žiarovky je veľmi podobné žiarovke.

A teraz laserové ukazovátko!
Je ťažké získať stabilnú hodnotu, ale stále môžete vidieť, že hlavný vrchol je asi 650 nanometrov.
To zodpovedá deklarovaným vlastnostiam uvedeným na etikete. 650 plus mínus 10 nanometrov.

A opäť sa pozrime na ultrafialovú lampu.

Kamera zaznamenáva iba viditeľné spektrum svetla a vidí iba modrú, fialovú a trochu zelenú.

Zdá sa, že sme vybavili videozáznam spektra, ale čo robiť s fotografiami nasnímanými telefónom?

Výsledné fotografie otvorím v grafickom editore, vyberiem najkrajšiu časť spektra a natiahnem do výšky. Je dôležité, aby modrá časť spektra bola vľavo alebo hore, čo je potrebné na analýzu.

Potom to nahrám na webovú stránku a nakalibrujem ako predtým.
Spektrum žiarivky sa dá ľahko kalibrovať, ale so spektrami z iných lámp to budete musieť vyskúšať.
V zásade platí, že ak telefón opravíte a odfotíte najskôr žiarivku a potom ďalšie svetelné zdroje bez toho, aby ste telefónom pohli tak, aby sa nič nestratilo, potom môžete celkom presne študovať aj ich spektrum.

Použitie stránky na analýzu spektra nie je príliš pohodlné, ale nenašiel som žiadne ďalšie možnosti, ak máte nápady, ako analyzovať spektrum pomocou vhodnejšej metódy, určite ich napíšte do komentárov.
To je odo mňa všetko, uvidíme sa znova, ahoj!

Profesor chémie Alexander Scheeline z University of Illinois vyrobil spektrometer z mobilného telefónu, aby zapojil školákov do analytickej chémie.

Profesor zostavil základný vedecký prístroj chemika z lacných materiálov a digitálneho fotoaparátu. Spektrofotometria je jedným z najpoužívanejších nástrojov na identifikáciu a kvantifikáciu materiálov. Ak napríklad potrebujete zmerať množstvo bielkovín v mäse, vody v obilí alebo železa v krvi, potrebujete spektrometer.

Študent nemôže hodnotiť výkon spektrofotometrie, ak používa záhadnú „skrinku“ laboratórneho spektrometra. Nerozumie tomu, čo sa deje vo vnútri a jednoducho mení vzorky a zapisuje výsledky,“ vysvetľuje Alexander Shchilin. – To nepomáha procesu učenia. Ak chcete niekoho naučiť kreatívne používať nástroj a vylepšiť ho, potrebujete niečo jednoduchšie a prehľadnejšie.“

Ryža. 1. To je všetko, čo potrebujete na výrobu spektrometra.

Ak chcete venovať pozornosť nedostatkom nástroja, je to oveľa jednoduchšie, keď sú tieto nedostatky veľmi veľké a nie sú kompenzované zložitosťou zariadení a nastavení,“ vysvetľuje Alexander Shchilin.

V spektrometri prechádza biele svetlo cez vzorku materiálu, ktorý absorbuje špecifické vlnové dĺžky svetla. Difrakčná mriežka potom rozdelí svetlo na farby a chemici môžu analyzovať spektrum, aby určili vlastnosti vzorky.

Ryža. 2. Zostavený spektrometer. LED dióda osvetľuje kyvetu priamo oproti mriežke, ktorá je zaistená priehľadnou páskou.

Profesor Shchilin jeden použil ako zdroj svetla Dióda vyžarujúca svetlo, napájaný 3-voltovou batériou. Kúpiť v USA difrakčnú mriežku a kyvety na vzorky nie je ťažké a nakoniec všetko vybavenie stojí menej ako 3 doláre, už len nájsť vhodný digitálny fotoaparát a potom si vedec spomenul, že každý školák a študent má mobilný telefón. Potom už zostáva len vyriešiť problém so spracovaním údajov. Na tento účel profesor napísal program na analýzu spektier z fotografií vo formáte jpeg a zverejnil ho spolu so zdrojovými kódmi na voľný prístup na internet.

Prvýkrát Alexander Shchilin predviedol svoj vynález pri práci na výmennom programe v Hanoji (Vietnam). Vietnamskí študenti nemali žiadne skúsenosti s vedeckými prístrojmi, no s nadšením začali experimentovať so spektrometrom mobilného telefónu.

Ryža. 3. Mobilný telefón pri serióznom vedeckom výskume nenahradí presný spektrometer, no nie každý študent má 3000 dolárov vreckového na hobby.

V Spojených štátoch jeden profesor na strednej škole použil podomácky vyrobený spektrometer. Na konci 45-minútovej hodiny sa študenti naučili veci, ktoré unikajú väčšine študentov, ktorí používajú iba učebnice. Jeden študent sa napríklad pýtal na vplyv rozptýleného svetla na citlivosť fotoaparátu a jeho schopnosť čítať spektrum.

Stredoškolák, ktorý ešte pred hodinou nevedel o spektrofotometrii takmer nič, objavil hlavný problém všetkých spektrometrov, raduje sa Alexander Shchilin. „Odkedy som začal učiť, snažil som sa svojim študentom vysvetliť koncept rozptýleného svetla ovplyvňujúceho spektrometer a ako tento problém ovplyvňuje výkon zariadenia. A zrazu som videl, ako sám školák pochopil podstatu tohto problému a položil mi správnu otázku!“

Vedec sa s radosťou delí o svoj vynález s učiteľmi škôl a univerzitnými profesormi na rôznych seminároch a cez internet. Dúfa, že sa jeho vynález podarí vylepšiť napríklad napísaním programu na spracovanie obrazu pre smartfóny, čím odpadne nutnosť používať počítač. Spektrometer mobilného telefónu dokáže zaujať mnoho ľudí o analytickej chémii, ktorá sa mnohým zdá ako zložitá a nepochopiteľná veda. Vynález Alexandra Shchilina však dokazuje, že je ľahké prebudiť v človeku vrodenú zvedavosť - stačí ponúknuť jednoduché, zrozumiteľné a vzrušujúce tvorivé experimenty.

Vybrať hodnotenie Slabý Podpriemerný Normálny Dobrý Výborný

Priatelia, blíži sa piatok večer, toto je nádherný intímny čas, keď pod rúškom lákavého súmraku môžete vytiahnuť spektrometer a celú noc merať spektrum žiarovky, až do prvých lúčov vychádzajúceho slnka a keď vyjde slnko, zmerajte jeho spektrum.
Ako to, že stále nemáš vlastný spektrometer? Nevadí, poďme pod rez a opravme toto nedorozumenie.
Pozor! Tento článok sa netvári ako plnohodnotný návod, no možno do 20 minút od jeho prečítania budete mať rozložené svoje prvé spektrum žiarenia.

Človek a spektroskop
Poviem vám to v poradí, v akom som sám prešiel všetkými fázami, dalo by sa povedať od najhoršieho po najlepšie. Ak sa niekto okamžite sústredí na viac či menej vážny výsledok, tak polovicu článku možno pokojne preskočiť. No, ľudí s krivými rukami (ako ja) a jednoducho zvedavcov bude zaujímať čítanie o mojich trápeniach už od začiatku.
Na internete pláva dostatočné množstvo materiálu o tom, ako zostaviť spektrometer/spektroskop vlastnými rukami z odpadových materiálov.
Na to, aby ste si doma zaobstarali spektroskop, v najjednoduchšom prípade nebudete potrebovať vôbec veľa - prázdne CD/DVD a krabicu.
Moje prvé experimenty pri štúdiu spektra boli inšpirované týmto materiálom – Spektroskopiou

Vlastne vďaka práci autora som svoj prvý spektroskop zostavil z prenosovej difrakčnej mriežky DVD disku a kartónovej škatuľky od čaju a ešte skôr mi stačil hrubý kus kartónu so štrbinou a prenosovou mriežkou z DVD disku. pre mňa.
Nemôžem povedať, že výsledky boli ohromujúce, ale bolo celkom možné získať prvé spektrá procesu, ktoré boli zázračne uložené pod spojlerom

Fotografie spektroskopov a spektra

Úplne prvá možnosť s kusom kartónu

Druhá možnosť s krabičkou na čaj

A zachytené spektrum

Jediná vec pre moje pohodlie, upravil tento dizajn pomocou USB videokamery, dopadlo to takto:

fotografia spektrometra



Hneď poviem, že táto úprava ma oslobodila od potreby používať fotoaparát mobilného telefónu, ale mala jednu nevýhodu: fotoaparát sa nedal kalibrovať na nastavenia služby Spectral Worckbench (o čom sa bude diskutovať nižšie). Spektrum sa mi preto nepodarilo zachytiť v reálnom čase, ale už nazbierané fotografie som dokázal celkom dobre rozoznať.

Povedzme teda, že ste si kúpili alebo zostavili spektroskop podľa vyššie uvedených pokynov.
Potom si vytvorte účet v projekte PublicLab.org a prejdite na stránku služby SpectralWorkbench.org Ďalej vám opíšem techniku ​​​​rozpoznania spektra, ktorú som sám použil.
Najprv budeme musieť kalibrovať náš spektrometer, aby ste to urobili, budete musieť získať snímku spektra žiarivky, najlepšie veľkej stropnej lampy, ale postačí aj úsporná lampa.
1) Kliknite na tlačidlo Zachytiť spektrum
2) Nahrajte obrázok
3) Vyplňte polia, vyberte súbor, vyberte novú kalibráciu, vyberte zariadenie (môžete si vybrať mini spektroskop alebo len vlastný), vyberte, či je vaše spektrum vertikálne alebo horizontálne, aby bolo jasné, že spektrá na snímke obrazovky predchádzajúceho programu sú horizontálne
4) Otvorí sa okno s grafmi.
5) Skontrolujte, ako je vaše spektrum otočené. Vľavo by mal byť modrý rozsah, vpravo červený. Ak to tak nie je, vyberte viac nástrojov – tlačidlo preklopiť vodorovne, po ktorom vidíme, že sa obrázok otočil, ale graf nie, kliknite na ďalšie nástroje – znova extrahujte z fotografie, všetky vrcholy opäť zodpovedajú skutočným vrcholom.

6) Stlačte tlačidlo Kalibrovať, stlačte začať, vyberte modrý vrchol priamo na grafe (pozri snímku obrazovky), stlačte LMB a znova sa otvorí vyskakovacie okno, teraz musíme stlačiť dokončiť a vybrať najvzdialenejší zelený vrchol, po ktorom sa stránka sa obnoví a získame obrázok s kalibrovanými vlnovými dĺžkami.
Teraz môžete vyplniť ďalšie skúmané spektrá, keď požadujete kalibráciu, musíte uviesť graf, ktorý sme už kalibrovali.

Snímka obrazovky

Typ nakonfigurovaného programu


Pozor! Kalibrácia predpokladá, že budete následne fotografovať rovnakým zariadením, ktoré ste kalibrovali. Zmenou rozlíšenia obrázkov v zariadení môže silný posun spektra na fotografii vzhľadom na polohu v kalibrovanom príklade skresliť výsledky merania.
Úprimne, svoje obrázky som trochu upravil v editore. Ak bolo niekde svetlo, stmavil som okolie, občas trochu pootočil spektrum, aby som získal obdĺžnikový obraz, ale opäť je lepšie nemeniť veľkosť súboru a umiestnenie vzhľadom k stredu obrazu samotného spektra. .
Navrhujem, aby ste si zvyšné funkcie, ako sú makrá, automatické alebo manuálne nastavenie jasu, podľa môjho názoru nezobrali do úvahy.
Výsledné grafy je potom vhodné preniesť do CSV, v ktorom prvé číslo bude zlomková (pravdepodobne zlomková) vlnová dĺžka a čiarkou oddelená priemerná relatívna hodnota intenzity žiarenia. Získané hodnoty vyzerajú krásne vo forme grafov, zostavených napríklad v Scilabe

SpectralWorkbench.org má aplikácie pre smartfóny. Nepoužil som ich. tak to neviem posúdiť.

Majte pestrý deň vo všetkých farbách dúhy, priatelia.

UPD: Na žiadosť DrZugrika dodatočne napíšem, že opcia s výbavou SpectralWorckbench je jedna z najvýhodnejších, môže stáť 500 večne konvenčných jednotiek.

V predchádzajúcich článkoch som opísal, ako som testoval rôzne LED diódy pre rastliny. Aby som analyzoval spektrum, zobral som nejaké od kamarátovho učiteľa fyziky.

Potreba takéhoto zariadenia sa však objavuje pravidelne a bolo by žiaduce mať po ruke spektroskop alebo ešte lepšie spektrometer.

Mojou voľbou je šperkársky spektroskop s difrakčnou mriežkou

Keďže tovar bol pre klenotníkov, bol dodávaný s „koženým“ puzdrom

Spektroskop má malú veľkosť



Čo ešte bolo jasné z popisu obchodu
Všetko je pevne zmontované, takže nedôjde k roztrhnutiu.
Verme tiež, že na jednej strane tubusu je šošovka objektívu, na druhej difrakčná mriežka a ochranné sklo.

A vo vnútri je krásna dúha. Keď som to do sýtosti obdivoval, začal som v spektre hľadať niečo, na čo by som sa mohol pozrieť.
Bohužiaľ nebolo možné použiť spektroskop na určený účel, pretože celá moja zbierka diamantov a drahých kameňov bola obmedzená na snubný prsteň, ktorý bol úplne nepriehľadný a neposkytoval žiadne spektrum. No, možno v plameni horáka))).
Ale ortuťová žiarivka poctivo vyrábala veľa krásnych prúžkov. Po tom, čo som do sýtosti obdivoval rôzne zdroje svetla, bol som zmätený otázkou, že potrebujem nejakým spôsobom zachytiť obrázok a zmerať spektrum.

Trochu DIY

V hlave sa mi už dlhšie krútil obrázok kamerového nástavca a pod stolom stála kamera, ktorá ešte neprešla najnovšou modernizáciou, no celkom úspešne si poradila s PVC plastom.



Dizajn sa ukázal ako nie príliš krásny. Napriek tomu som úplne neprekonal spätné reakcie v X a Y. Nič, guľôčkové skrutky sú už zmontované a čakajú na príchod nosných lineárnych koľajníc.


Funkčnosť sa ale ukázala ako celkom prijateľná, takže dúha by sa zobrazovala na starom Canone, ktorý dlho ležal ladom.




Pravdaže, tu ma čakalo sklamanie. Krásna dúha sa stala akosi diskrétnou.

Za všetko môže RGB matica akéhokoľvek fotoaparátu. Po pohraní sa s nastavením vyváženia bielej a režimami snímania som sa s obrázkom zmieril.
Lom svetla totiž nezávisí od toho, v akej farbe je obraz zachytený. Pre spektrálnu analýzu by bola vhodná čiernobiela kamera s najrovnomernejšou citlivosťou v celej šírke meraného rozsahu.

Technika spektrálnej analýzy.

Metóda pokusov a omylov bola vyvinutá
1. Nakreslí sa obrázok stupnice rozsahu viditeľného svetla (400-720 nm) a na ňom sú vyznačené hlavné ortuťové čiary na kalibráciu.

2. Odoberie sa niekoľko spektier, vždy s referenčnou ortuťou. V sérii fotografií je potrebné fixovať polohu spektroskopu na šošovke, aby sa vylúčil horizontálny posun spektra zo série fotografií.

3. V grafickom editore sa mierka nastaví na ortuťové spektrum a všetky ostatné spektrá sa upravia bez horizontálneho posunu v editore. Ukazuje sa niečo také

4. Potom sa všetko vloží do programu analyzátora spektrometra mobilného telefónu z tohto článku

Metódu testujeme na zelenom laseri, ktorého vlnová dĺžka je známa – 532 nm

Chyba sa ukázala byť asi 1%, čo je veľmi dobré pri manuálnom spôsobe úpravy ortuťových čiar a kreslení stupnice takmer ručne.
Cestou som sa dozvedel, že zelené lasery nie sú priame žiarenie, ako červené alebo modré, ale využívajú pumpovanie diód v pevnej fáze (DPSS) s kopou sekundárneho žiarenia. Žiť a učiť sa!

Správnosť techniky potvrdilo aj meranie vlnovej dĺžky červeného lasera

Len pre zaujímavosť som zmeral spektrum sviečky

a spaľovanie zemného plynu

Teraz môžete merať spektrum LED diód, napríklad „celé spektrum“ pre rastliny

Spektrometer je pripravený a funkčný. Teraz ho použijem na prípravu ďalšej recenzie – porovnanie vlastností LED od rôznych výrobcov, či nás Číňania neklamú a ako si správne vybrať.

Skrátka, s výsledkom som spokojný. Môže mať zmysel pripojiť spektroskop k webovej kamere na kontinuálne meranie spektra, ako v tomto projekte

Testovanie spektrometra mojím asistentom




Priatelia, blíži sa piatok večer, toto je nádherný intímny čas, keď pod rúškom lákavého súmraku môžete vytiahnuť spektrometer a celú noc merať spektrum žiarovky, až do prvých lúčov vychádzajúceho slnka a keď vyjde slnko, zmerajte jeho spektrum.
Ako to, že stále nemáš vlastný spektrometer? Nevadí, poďme pod rez a opravme toto nedorozumenie.
Pozor! Tento článok sa netvári ako plnohodnotný návod, no možno do 20 minút od jeho prečítania budete mať rozložené svoje prvé spektrum žiarenia.

Človek a spektroskop
Poviem vám to v poradí, v akom som sám prešiel všetkými fázami, dalo by sa povedať od najhoršieho po najlepšie. Ak sa niekto okamžite sústredí na viac či menej vážny výsledok, tak polovicu článku možno pokojne preskočiť. No, ľudí s krivými rukami (ako ja) a jednoducho zvedavcov bude zaujímať čítanie o mojich trápeniach už od začiatku.
Na internete pláva dostatočné množstvo materiálu o tom, ako zostaviť spektrometer/spektroskop vlastnými rukami z odpadových materiálov.
Na to, aby ste si doma zaobstarali spektroskop, v najjednoduchšom prípade nebudete potrebovať vôbec veľa - prázdne CD/DVD a krabicu.
Moje prvé experimenty pri štúdiu spektra boli inšpirované týmto materiálom – Spektroskopiou

Vlastne vďaka práci autora som svoj prvý spektroskop zostavil z prenosovej difrakčnej mriežky DVD disku a kartónovej škatuľky od čaju a ešte skôr mi stačil hrubý kus kartónu so štrbinou a prenosovou mriežkou z DVD disku. pre mňa.
Nemôžem povedať, že výsledky boli ohromujúce, ale bolo celkom možné získať prvé spektrá procesu, ktoré boli zázračne uložené pod spojlerom

Fotografie spektroskopov a spektra

Úplne prvá možnosť s kusom kartónu

Druhá možnosť s krabičkou na čaj

A zachytené spektrum

Jediná vec pre moje pohodlie, upravil tento dizajn pomocou USB videokamery, dopadlo to takto:

fotografia spektrometra



Hneď poviem, že táto úprava ma oslobodila od potreby používať fotoaparát mobilného telefónu, ale mala jednu nevýhodu: fotoaparát sa nedal kalibrovať na nastavenia služby Spectral Worckbench (o čom sa bude diskutovať nižšie). Spektrum sa mi preto nepodarilo zachytiť v reálnom čase, ale už nazbierané fotografie som dokázal celkom dobre rozoznať.

Povedzme teda, že ste si kúpili alebo zostavili spektroskop podľa vyššie uvedených pokynov.
Potom si vytvorte účet v projekte PublicLab.org a prejdite na stránku služby SpectralWorkbench.org Ďalej vám opíšem techniku ​​​​rozpoznania spektra, ktorú som sám použil.
Najprv budeme musieť kalibrovať náš spektrometer, aby ste to urobili, budete musieť získať snímku spektra žiarivky, najlepšie veľkej stropnej lampy, ale postačí aj úsporná lampa.
1) Kliknite na tlačidlo Zachytiť spektrum
2) Nahrajte obrázok
3) Vyplňte polia, vyberte súbor, vyberte novú kalibráciu, vyberte zariadenie (môžete si vybrať mini spektroskop alebo len vlastný), vyberte, či je vaše spektrum vertikálne alebo horizontálne, aby bolo jasné, že spektrá na snímke obrazovky predchádzajúceho programu sú horizontálne
4) Otvorí sa okno s grafmi.
5) Skontrolujte, ako je vaše spektrum otočené. Vľavo by mal byť modrý rozsah, vpravo červený. Ak to tak nie je, vyberte viac nástrojov – tlačidlo preklopiť vodorovne, po ktorom vidíme, že sa obrázok otočil, ale graf nie, kliknite na ďalšie nástroje – znova extrahujte z fotografie, všetky vrcholy opäť zodpovedajú skutočným vrcholom.

6) Stlačte tlačidlo Kalibrovať, stlačte začať, vyberte modrý vrchol priamo na grafe (pozri snímku obrazovky), stlačte LMB a znova sa otvorí vyskakovacie okno, teraz musíme stlačiť dokončiť a vybrať najvzdialenejší zelený vrchol, po ktorom sa stránka sa obnoví a získame obrázok s kalibrovanými vlnovými dĺžkami.
Teraz môžete vyplniť ďalšie skúmané spektrá, keď požadujete kalibráciu, musíte uviesť graf, ktorý sme už kalibrovali.

Snímka obrazovky

Typ nakonfigurovaného programu


Pozor! Kalibrácia predpokladá, že budete následne fotografovať rovnakým zariadením, ktoré ste kalibrovali. Zmenou rozlíšenia obrázkov v zariadení môže silný posun spektra na fotografii vzhľadom na polohu v kalibrovanom príklade skresliť výsledky merania.
Úprimne, svoje obrázky som trochu upravil v editore. Ak bolo niekde svetlo, stmavil som okolie, občas trochu pootočil spektrum, aby som získal obdĺžnikový obraz, ale opäť je lepšie nemeniť veľkosť súboru a umiestnenie vzhľadom k stredu obrazu samotného spektra. .
Navrhujem, aby ste si zvyšné funkcie, ako sú makrá, automatické alebo manuálne nastavenie jasu, podľa môjho názoru nezobrali do úvahy.
Výsledné grafy je potom vhodné preniesť do CSV, v ktorom prvé číslo bude zlomková (pravdepodobne zlomková) vlnová dĺžka a čiarkou oddelená priemerná relatívna hodnota intenzity žiarenia. Získané hodnoty vyzerajú krásne vo forme grafov, zostavených napríklad v Scilabe

SpectralWorkbench.org má aplikácie pre smartfóny. Nepoužil som ich. tak to neviem posúdiť.

Majte pestrý deň vo všetkých farbách dúhy, priatelia.

UPD: Na požiadanie dodatočne napíšem, že opcia s výbavou SpectralWorckbench je jedna z najvýhodnejších, môže stáť 500 večne konvenčných jednotiek.