طیف سنج از تلفن همراه. چگونه از تلفن همراه یک طیف سنج بسازیم؟ یک دستور العمل ساده وجود دارد. طیف سنجی کاغذی

دوستان نزدیک به عصر جمعه است، این یک زمان صمیمی فوق العاده است که در زیر پوشش یک گرگ و میش فریبنده، می توانید به طیف سنج خود برسید و طیف یک لامپ رشته ای را تا اولین پرتوهای طلوع خورشید اندازه گیری کنید، و زمانی که خورشید طلوع می کند، طیف آن را اندازه گیری کنید
چگونه هنوز طیف سنج خود را ندارید؟ مهم نیست بریم زیر گربه و این سوء تفاهم را درست کنیم.
توجه! این مقاله ادعا نمی کند که یک آموزش کامل است، اما شاید در عرض 20 دقیقه پس از خواندن آن، اولین طیف تابش خود را گسترش دهید.

انسان و طیف سنجی

من به ترتیبی که خودم تمام مراحل را طی کردم به شما می گویم، شاید بتوان گفت از بدترین به بهترین. اگر کسی فوراً به یک نتیجه کم و بیش جدی می پردازد، می توان نیمی از مقاله را با خیال راحت نادیده گرفت. خب، افراد با دست های کج (مثل من) و افراد کنجکاو از همان ابتدا علاقه مند به خواندن در مورد مصائب من خواهند بود.
در اینترنت قدم می زند کافیمواد در مورد نحوه جمع آوری یک طیف سنج / طیف سنج با دستان خود از مواد ضایعات.
به منظور به دست آوردن یک طیف سنجی در خانه، در بسیار مورد سادهچیز زیادی مورد نیاز نیست - یک سی دی / دی وی دی خالی و یک جعبه.
این مواد من را به اولین آزمایشات خود در مطالعه طیف - طیف سنجی - برانگیخت

در واقع، به لطف پیشرفت های نویسنده، من اولین طیف سنجی خود را از یک شبکه پراش انتقالی یک دیسک دی وی دی مونتاژ کردم و جعبه مقواییاز زیر چای، و حتی قبل از آن، یک تکه مقوای ضخیم با یک شکاف و یک توری انتقال دهنده از یک دیسک DVD برای من کافی بود.
نمی توانم بگویم که نتایج خیره کننده بود، اما اولین طیف به طور کامل به دست آمد، به طور معجزه آسایی عکس هایی از این فرآیند در زیر اسپویلر ذخیره شد.

عکس طیف و طیف

اولین گزینه با یک تکه مقوا

گزینه دوم با جعبه چای

و طیف گرفته شده

فقط برای راحتی من، او اصلاح کرد این طرحدوربین فیلمبرداری USB، اینطور معلوم شد:

طیف سنج عکس

فوراً باید بگویم که این اصلاح من را از نیاز به استفاده از دوربین تلفن همراه نجات داد ، اما یک اشکال وجود داشت که دوربین را نمی توان با تنظیمات سرویس Spectral Worckbench کالیبره کرد (که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت). بنابراین، من موفق به گرفتن طیف در زمان واقعی نشدم، اما تشخیص عکس های قبلاً جمع آوری شده کاملاً ممکن بود.

بنابراین فرض کنید یک طیف سنجی را طبق دستورالعمل بالا خریداری یا مونتاژ کرده اید.
پس از آن یک حساب کاربری در پروژه PublicLab.org ایجاد کنید و به صفحه خدمات SpectralWorkbench.org بروید.بعد تکنیک تشخیص طیف را که خودم استفاده کردم را برای شما شرح خواهم داد.
برای شروع، باید طیف‌سنج خود را کالیبره کنیم. برای انجام این کار، باید یک عکس فوری از طیف یک لامپ فلورسنت، ترجیحاً یک لامپ سقفی بزرگ، بگیرید، اما یک لامپ کم مصرف نیز مناسب است.
1) دکمه Capture spectra را فشار دهید
2) آپلود تصویر
3) فیلدها را پر کنید، یک فایل را انتخاب کنید، کالیبراسیون جدید را انتخاب کنید، یک دستگاه را انتخاب کنید (می توانید یک طیف سنجی کوچک یا فقط سفارشی انتخاب کنید)، طیفی را که دارید، عمودی یا افقی، انتخاب کنید تا طیف های روی صفحه نمایش قبلی برنامه واضح است - افقی
4) پنجره ای با نمودار باز می شود.
5) بررسی کنید که طیف شما چگونه می چرخد. باید یک محدوده آبی در سمت چپ، قرمز در سمت راست وجود داشته باشد. اگر اینطور نیست، دکمه more tools را انتخاب کنید - به صورت افقی بچرخانید، پس از آن می بینیم که تصویر چرخیده است اما نمودار چرخیده نیست، بنابراین ابزارهای بیشتری را فشار دهید - دوباره از عکس استخراج کنید، همه قله ها دوباره مطابق با واقعی هستند. قله ها

6) روی دکمه Calibrate کلیک کنید، روی start کلیک کنید، قله آبی را مستقیماً در نمودار انتخاب کنید (نگاه کنید به اسکرین شات)، LMB را کلیک کنید و پنجره پاپ آپ دوباره باز می شود، اکنون باید روی finish کلیک کرده و قله سبز شدید را انتخاب کنید، پس از آن صفحه تازه می شود و تصویر کالیبره شده با طول موج را دریافت می کنیم.
اکنون می توانید سایر طیف های بررسی شده را پر کنید، هنگام درخواست کالیبراسیون، باید نموداری را که قبلاً توسط ما کالیبره شده است را نشان دهید.

اسکرین شات

نوع برنامه پیکربندی شده

توجه! کالیبراسیون فرض می‌کند که در آینده با همان دستگاهی که تغییر در دستگاه وضوح تصویر را کالیبره کرده است، عکس می‌گیرید، تغییر شدید طیف در عکس نسبت به موقعیت در نمونه کالیبره‌شده می‌تواند نتایج اندازه‌گیری را مخدوش کند.
راستش من تصاویرم را در ویرایشگر کمی تصحیح کرده ام. اگر شعله ای وجود داشت، محیط را تاریک می کرد، گاهی اوقات طیف را کمی می چرخاند تا یک تصویر مستطیل شکل بگیرد، اما یک بار دیگر اندازه فایل و موقعیت خود طیف را نسبت به مرکز تصویر تکرار می کنم، بهتر است اینطور نباشد. تغییر دادن.
با بقیه توابع مانند ماکرو، خودکار یا تنظیم روشنایی دستی، پیشنهاد می کنم خودتان آن را بفهمید، به نظر من آنقدرها مهم نیستند.
سپس نمودارهای به دست آمده را می‌توان به راحتی به CSV منتقل کرد، در حالی که عدد اول یک طول موج کسری (احتمالاً کسری) خواهد بود و میانگین مقدار نسبی شدت تابش با کاما از هم جدا می‌شود. مقادیر به دست آمده در قالب نمودارهای ساخته شده، به عنوان مثال، در Scilab زیبا به نظر می رسند

SpectralWorkbench.org دارای برنامه های تلفن هوشمند است. من از آنها استفاده نکردم بنابراین من نمی توانم ارزیابی کنم.

روزی رنگارنگ به تمام رنگ های رنگین کمانی دوستان داشته باشید.

استاد شیمی الکساندر شیلین از دانشگاه ایلینویز یک طیف سنج از تلفن همراه ساخت تا دانشجویان را با شیمی تحلیلی مجذوب خود کند.

استاد ابزار علمی پایه یک شیمیدان را از مواد ارزان قیمتو یک دوربین دیجیتال اسپکتروفتومترییکی از پرکاربردترین ابزارها برای شناسایی و کمی سازی مواد است. به عنوان مثال، اگر شما نیاز به اندازه گیری میزان پروتئین در گوشت، آب در غلات یا آهن در خون دارید، باید طیف سنج.

اگر دانش آموزی از "جعبه" اسرارآمیز طیف سنج آزمایشگاهی استفاده کند، نمی تواند عملکرد اسپکتروفتومتری را ارزیابی کند. الکساندر شیلین توضیح می دهد که او متوجه نمی شود که در داخل چه اتفاقی می افتد و فقط نمونه ها را تغییر می دهد و نتایج را ثبت می کند. - به روند آموزشی کمکی نمی کند. اگر می‌خواهید به کسی بیاموزید که از ابزار خلاقانه استفاده کند و آن را بهبود بخشد، به چیزی ساده‌تر و واضح‌تر نیاز دارید."

برنج. 1. این تمام چیزی است که برای ساخت یک طیف سنج نیاز دارید.

الکساندر شیلین توضیح می دهد که اگر می خواهید به کاستی های ساز توجه کنید، زمانی که این کاستی ها بسیار زیاد باشد و با پیچیدگی دستگاه ها و تنظیمات جبران نشود، بسیار آسان تر است.

در یک طیف سنج، نور سفید از نمونه ای از ماده عبور می کند که طول موج های خاصی از نور را جذب می کند. سپس توری پراشنور را به رنگ ها تجزیه می کند و شیمیدان ها می توانند طیف را تجزیه و تحلیل کنند و خواص نمونه را تعیین کنند.

برنج. 2. طیف سنج مونتاژ شده. LED از طریق کووت دقیقاً در مقابل رنده می تابد که با نوار شفاف محکم شده است.

پروفسور Shchilin به عنوان منبع نور از آن استفاده کرد دیود ساطع نوربا باتری 3 ولتی تغذیه می شود. خرید یک توری پراش و نمونه کووت در ایالات متحده کار سختی نیست و در نهایت تمام تجهیزات کمتر از 3 دلار قیمت دارند. باید یک دوربین دیجیتال مناسب پیدا کرد و سپس دانشمند به یاد آورد که هر دانش آموز و دانش آموزی یک تلفن همراه. پس از آن، تنها حل مشکل پردازش داده ها باقی می ماند. برای انجام این کار، استاد برنامه ای برای تجزیه و تحلیل طیف های عکس ها با فرمت jpeg نوشت و آن را به همراه کدهای منبع در اینترنت قرار داد.

برای اولین بار، الکساندر شیلین اختراع خود را در حین کار بر روی یک برنامه تبادل در هانوی (ویتنام) به نمایش گذاشت. دانش‌آموزان ویتنامی هیچ تجربه‌ای با ابزارهای علمی نداشتند، اما مشتاقانه شروع به آزمایش با یک طیف‌سنج تلفن همراه کردند.

برنج. 3. تلفن همراهدر جدی جایگزین نخواهد شد تحقیق علمییک طیف سنج دقیق، اما هر دانش آموزی 3000 دلار پول در جیب برای سرگرمی ندارد.

در ایالات متحده، یک پروفسور در طول درس از یک طیف سنج خانگی استفاده کرد دبیرستان... در پایان درس 45 دقیقه‌ای، دانش‌آموزان چیزهایی یاد گرفته‌اند که بیشتر دانش‌آموزان کتاب درسی از آنها دوری می‌کنند. برای مثال، یکی از دانش‌آموزان درباره تأثیر نور پراکنده بر حساسیت و توانایی دوربین در خواندن طیف سؤال کرد.

الکساندر شیلین می گوید، دانش آموز ارشدی که تقریباً چیزی در مورد اسپکتروفتومتری نمی دانست، ساعتی پیش مشکل اصلی همه طیف سنج ها را کشف کرد. - از زمانی که تدریس را شروع کردم سعی کردم مفهوم تأثیر نور پراکنده بر روی طیف سنج و تأثیر این مشکل بر عملکرد تجهیزات را برای دانش آموزانم توضیح دهم. و ناگهان دیدم که خود دانش آموز چگونه اصل این مشکل را فهمید و سؤال درستی از من پرسید!

این دانشمند خوشحال است که اختراع خود را در سمینارهای مختلف و از طریق اینترنت با معلمان مدارس و اساتید دانشگاه به اشتراک می گذارد. او امیدوار است که اختراع او بهبود یابد، به عنوان مثال، یک برنامه پردازش تصویر برای تلفن های هوشمند بنویسد، که نیاز به استفاده از رایانه را از بین می برد. یک طیف سنج تلفن همراه می تواند افراد زیادی را با شیمی تجزیه جذب کند که به نظر بسیاری علم پیچیده و غیرقابل درک است. با این حال، اختراع الکساندر شیلین نشان می دهد که کنجکاوی ذاتی یک فرد به راحتی بیدار می شود - کافی است آزمایش های خلاقانه ساده، قابل درک و جذاب ارائه شود.

انتخاب رتبه ضعیف زیر متوسط ​​نسبتا خوب عالی

ویدیو را در کانال ها حتما ببینید (لیست های پخش موضوعی وجود دارد):

https://www.youtube.com/channel/UCn5qLf1n8NS-kd7MAatofHw

https://www.youtube.com/channel/UCoE9-mQgO6uRPBQ9lsPZXxA

لطفا کمک کنید تا در کانال اول 1000 مشترک و حداقل 4000 ساعت بازدید داشته باشید. سال گذشتهدر هر یک از آنها، برای این، حداقل یک ویدیو را به طور کامل تماشا کنید!

این عکس زیبا عکسی از نور و طیف مادون قرمز ساطع شده توسط لامپ سدیم فشار بالاНЛВД نوع ДНаТ(قوس سدیم لوله ای). برای مشاهده و عکاسی از طیف های مختلف کافی است که داشته باشید دوربین دیجیتالو یک CD-R یا DVD-R مخصوص تهیه شده. دومی روشنایی، به خصوص رنگ قرمز را دست کم می گیرد. CD-R روشنایی رنگ آبی را کاهش می دهد و وضوح کمتری تولید می کند. اولین عکس از طریق DVD-R گرفته شده است.

دو خط زرد دوتایی سدیم با طول موج های 588.995 و 589.5924 نانومتر هستند. دوتایی دوم مادون قرمز 818.3 و 819.4 نانومتر است.

نمودار طیف.

حالا چند کلمه در مورد آماده سازی دیسک ها. باید قسمتی را از دیسک جدا کنید که به شما امکان می دهد لنز را کاملاً بپوشانید.

در عکس DVD-R بنفش است. نیاز داریم توری پراش شفافبنابراین، روی CD-R یک نوار چسب پهن را از کنار کتیبه ها می چسبانیم. آن را پاره می کنیم و همراه با نوار چسب پوشش دیسک را جدا می کنیم. با DVD-R حتی ساده تر است، قطعه برش به راحتی به دو قسمت تقسیم می شود که یکی از آنها نیاز داریم.

حالا با استفاده از نوار چسب دو طرفه، مانند عکس زیر باید توری پراش را به لنز بچسبانید. شما باید روی طرف مقابل آن که لایه از آن پاره شده است بچسبانید، زیرا سطح زیر لایه به راحتی توسط لنز آلوده می شود و پس از تمیز کردن کیفیت تصویر طیف بدتر می شود.

نتیجه ساده ترین طیف سنجی است که برای مطالعه منابع نور از فاصله معینی مناسب است.

اگر بخواهیم نه تنها طیف مرئی، بلکه مادون قرمز و در برخی موارد ماوراء بنفش را نیز مطالعه کنیم، لازم است فیلتری را از دوربین که اشعه های IR را مسدود می کند حذف کنیم. لازم به ذکر است که بخشی از طیف IR و UV با چشم قابل مشاهده استبا شدت تابش به اندازه کافی بالا (نقاط لیزری 780 و 808 نانومتر، یک کریستال LED 940 نانومتری در تاریکی). اگر لازم است حس بصری یکسانی برای طول موج های 760 نانومتر و 555 نانومتر ایجاد شود، شار تابش برای 760 نانومتر باید 20000 برابر قوی تر باشد. و برای 365 نانومتر یک میلیون برابر قدرتمندتر است.

بیایید به فیلتری به نام Hot Mirror برگردیم که در جلوی ماتریس قرار دارد. شما باید بدنه دوربین را باز کنید، پیچ هایی را که ماتریس را به لنز متصل می کند باز کنید، فیلتر را بیرون بکشید، دوربین را به ترتیب معکوس مونتاژ کنید. Hot Mirror شبیه این است:

2 فیلتر سمت چپ از دوربین. درخشندگی صورتی دارند و فیروزهاز زاویه ای متفاوت ظاهر می شود. علاوه بر IR، آنها هنوز هم می توانند تا حدی یا به طور کامل تاخیر داشته باشند پرتو های فرابنفش... بنابراین، حذف آنها نه تنها فرصت هایی را برای عکاسی مادون قرمز، بلکه همچنین فرصت هایی را باز می کند ماوراء بنفش، اگر اپتیک و ماتریس دوربین اجازه دهد. برای عکاسی UV از فیلترهای UV-pass برای جلوگیری از نور مرئی استفاده می شود.

اکنون به فرآیند عکاسی از طیف ها می پردازیم. اتاق باید تاریک باشد، علاوه بر این، می توانید از یک صفحه سیاه در نزدیکی دوربین، منبع نور نقطه ای یا شکافی استفاده کنید که اتاق را به حداقل می رساند. با روشن کردن دوربین، این تصویر را با استفاده از نمونه لیزر 405 نانومتری مشاهده خواهیم کرد که از طریق شکاف باریکی بین دو تیغه می درخشد:

نقطه مرکزی خود لیزر است. دو خط طیف آن است. شما می توانید از هر یک از آنها استفاده کنید. برای این کار باید دوربین را بچرخانید و بزرگنمایی کنید. اگر به حرکت دوربین ادامه دهیم، چندین خط دیگر از دوم، سوم و غیره را خواهیم دید. دستورات طیف در برخی موارد، آنها تداخل ایجاد می کنند، به عنوان مثال، خط سبز مرتبه دوم بر روی خط مادون قرمز 1064 نانومتر قرار می گیرد. این در طیف لیزر سبز رخ می دهد، مگر اینکه فیلتر برش IR نصب شده باشد. در سمت راست پایین در عکس فیلتر است. برای حذف همپوشانی از فیلتر قرمز استفاده کردم. عکس این مثال با طول موج های علامت دار:

همانطور که می بینید، خط سبز مرتبه دوم به طور کامل خط 1064 نانومتری را پوشانده است. آ عکس بعدیبا چراغ سبز مسدود شده، که در آن تنها دو خط IR در 808 نانومتر و 1064 نانومتر باقی مانده است. از اون موقع امضا نکردم موقعیت مکانی مشابه عکس قبلی است

از روی تصویر، جایی که یک منبع تابش، یک طول موج شناخته شده و چندین ناشناخته وجود دارد، به راحتی می توان آنها را شناسایی کرد. به عنوان مثال، یک عکس را با زیرنویس در فتوشاپ باز کنید. با استفاده از ابزار خط کشفاصله لیزر تا خط 532 را اندازه می گیریم. برابر با 1876 پیکسل است. فاصله لیزر تا خطی که طول موج آن را می خواهیم بدانیم تا 808 اندازه گیری می کنیم. فاصله 2815 p. 532 * 2815/1876 = 798 نانومتر را در نظر بگیرید. عدم دقت به دلیل اعوجاج اپتیک لنز رخ می دهد. در حداکثر تقریب نوری، خطا کاهش می یابد. همچنین مشاهده شده است که لیزر 808 نانومتر طول موج کوتاه تری، حدود 802 نانومتر منتشر می کند و با کاهش جریان عرضه، طول موج آن کاهش می یابد.

و بدون منبع تشعشع، عکس را می توان با دانستن دو طول موج دیگر تعیین کرد. ما طول را از خط 532 تا 1064 اندازه می گیریم، 1901 صفحه وجود دارد. از 532 تا 808، 939 p می گیریم. ما (1064-532) / 1901 * 939 + 532 = 795 نانومتر را در نظر می گیریم.

​

اما ساده ترین راه مقایسه یک عکس با دو خط معروف است مقیاس... در این مورد، هیچ چیز نیازی به شمارش نیست

به علاوه طیف لامپ رشته ای، که بسیار شبیه به طیف خورشید است، اما شامل نمی شود خطوط فراونهوفر... جالب اینجاست که دوربین تابش مادون قرمز تا 800 نانومتر را به رنگ نارنجی نمایش می دهد و بیش از 800 نانومتر به نظر می رسد. رنگ بنفش.

طیف LED سفیدهمچنین پیوسته، اما دارای یک شیب در جلوی ناحیه سبز و یک اوج در ناحیه آبی 450-460 نانومتر است که ناشی از استفاده از LED آبی مربوطه پوشیده شده با فسفر زرد است. هر چه دمای رنگ LED بیشتر باشد، پیک آبی بالاتر است. فاقد اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز است که در طیف یک لامپ رشته ای وجود دارد.

و اینجا طیف لامپ کاتد سرداز نور پس زمینه مانیتور خطی است و دقیقا تکرار می شود طیف لامپ فلورسنت... بخش IR از طیف از CFL گرفته می شود تا به دست آید بهترین کیفیتتصاویر.

حالا بیایید به ادامه مطلب برویم لامپ ماوراء بنفش مشکی، یا همانطور که به آن لامپ وود نیز می گویند. نور فرابنفش نرم و با طول موج بلند ساطع می کند. عکس اینطوری شد:

طیف مادون قرمزبرای لامپ های فلورسنت، CCFL، چوب تقریباً یکسان است. فقط خط دوم فاقد چندین خط است که نزدیکترین آنها به محدوده قابل مشاهده است. پرتوهای مادون قرمز شدیدتر از قسمت هایی از لامپ ها که رشته ها در آن قرار دارند منتشر می شود. عکس از طریق یک طیف سنجی کاغذی گرفته شده است که در ادامه به آن می پردازیم.

طیف سنجی کاغذی

چنین طیف سنجی برای مشاهده طیف با چشم مناسب است. همچنین می توان از آن با دوربین های مختلف مانند تلفن استفاده کرد. دو نوع وجود دارد.

1. در انتقال از طریق یک توری پراش کار می کند. برای آن، همانطور که در بالا توضیح داده شد، باید دیسک ها را آماده کنید. فایلشامل یک نقاشی است که باید روی چاپگر چاپ شود، برش داده شود، تا شود و چسب شود. می توانید تصاویر مونتاژ را مشاهده کنید.

2. بر روی انعکاس از یک توری پراش کار می کند. این امکان وجود دارد که دیسک ها را لایه بندی نکنید، اما پس از آن، به دلیل بازتاب مجدد داخل دیسک، که نباید در طیف باشد، در کنار خطوط روشن لیزرها، تکرارهای ضعیف ظاهر می شوند. انتقال لایه سی دی براق به سطح دیگری برای صاف نگه داشتن آن بسیار دشوار است. بنابراین، باید از سی دی استفاده کنید که سطح رنگین کمانی یکسانی در دو طرف داشته باشد. از طرفی که روی دیسک های معمولی کتیبه هایی وجود دارد، باید لایه شفاف را با نوار چسب جدا کنید. مهم است که لایه براق روی دیسک باقی بماند. من موفق شدم این کار را با نیمی از دیسک (از لبه به مرکز) انجام دهم، این برای طیف سنجی کافی بود. اگر لایه شفاف را جدا نکنید، طیف یکنواخت ناپیوسته با نوارهای تیره متناوب ظاهر می شود.

فایل برای چاپ... کمک به مونتاژ

به طیف سنجی چسبانده شده است حلقه اضافی، که با آن روی لنز دوربین نگه داشته می شود. پیشنهاد می شود بین منبع نور و طیف سنجی قرار گیرد فیلم مات یا منشوربا دو لبه مات همانطور که برای توزیع بهتر نور نشان داده شده است. قسمت داخلییک طیف سنجی ساخته شده از کاغذ سیاه بدون زرق و برق، لایه دوم فویل، و در بالای آن کاغذ معمولی است که نقاشی روی آن چاپ شده است. سمتی که نور وارد می شود را می توان سیاه رنگ کرد تا اشعه ماوراء بنفش و ماوراء بنفش باعث سفید شدن کاغذ نشود و تصویر را مخدوش کند.

با کمک این طیف سنجی، عکاسی واضح و واضح امکان پذیر شد طیف نور نشانگر نئون... از آنها برای روشن کردن سوئیچ ها، در نشانگرهای عملکرد کتری، اجاق گاز و سایر دستگاه ها استفاده می شود.

نه تنها لیزرها یک خط نازک از طیف را تولید می کنند. اگر سیم را در محلول نمک طعام آغشته کرده و سپس در آتش توربو مشعل یا فندک گازی قرار دهید، درخشش زرد با طول موج 588.995 و 589.5924 نانومتر.

برخی از فندک های توربو دارای صفحه ای حاوی لیتیوم هستند. شعله را رنگ می کند قرمز با خط 670.78 نانومتر.

در زیر عکسی از این خطوط طیفی به همراه خطوط لیزری وجود دارد: سبز 532 نانومتر، قرمز 663 نانومتر، مادون قرمز 780 نانومتر و 808 نانومتر.

استفاده از نور زرد فوق راحت است تعیین دوره توری پراشدر صورت عدم وجود لیزر، و محاسبه طول موج منابع نور... ساده ترین وسیله در شکل زیر از دو خط کش تشکیل شده است که روی یکی از آنها یک توری پراش ثابت است و یک شکاف باریک از دو تیغه از روی دیگری بالا می رود. فواصل برحسب میلی متر از توری پراش تا صفحه (خط کش) با شکاف و از شکاف (حداکثر مرتبه صفر) تا حداکثر مرتبه اول استفاده می شود. در شکل اول، باید از طریق یک توری پراش به منبع نوری با طول موج مشخص نگاه کنید. بنابراین، می توانید دوره توری پراش را با فرمول زیر این تصویر محاسبه کنید و سپس به همین ترتیب، طول موج را تعیین کنید، اما با استفاده از فرمول زیر شکل دوم. تعیین طول موج لیزر را به روشی کمی متفاوت نشان می دهد: لیزر از طریق یک توری پراش به یک خط کش می تابد. در این مورد، شکاف مورد نیاز نیست. من از یک توری پراش از پیوست Starry Sky که همراه بود استفاده کردم اشاره گر لیزری... دو تا رنده هست ولی نازل جدا شد و یک رنده بیرون کشیده شد. توری پراش سی دی اصلا مناسب نبود، زیرا داد اشتباه بزرگدر 100 نانومتر

عکس بعدی از یک منبع نور کمیاب رعد و برق است. این طیف به محدوده UV تا حدود 373 نانومتر می رسد که این محدودیت برای این دوربین است.

طیف یک لامپ تخلیه سفید که زمین فوتبال را روشن می کند.

عکاسی طیفی UV LED 365nm 3W KW-UV-3WS-B KonWin.

یک LED با طول موج 365 نانومتر دارای کریستال زیر است:

نور فرابنفش را همراه با نور سفید ساطع می کند. اگر نور سیاهی را به LED خاموش بتابانید، کریستال با همان نور سفید قمری مانند زمانی که خود LED کار می کند، اما با روشنایی کمتر شروع به فلورسانس می کند. به نظر می رسد که با توجه به این اثر، نمی توان یک LED با انتشار خالص 365 نانومتر - 370 نانومتر ساخت.

سلام به همه! شما در حال تماشای Fire TV هستید! امروز انجام خواهیم داد طیف سنج!

احتمالاً همه قبلاً شنیده اند که برای سلامتی بسیار مهم است که منابع نور در آپارتمان و محل کار دارای طیف کامل نور باشند.

اما چگونه می توان فهمید که لامپ شما چه طیفی دارد؟

یک طیف سنج مورد نیاز است. موارد خریداری شده بسیار گران هستند و ساخت خانگی آن بسیار آسان است و برای ساخت آن نیاز به دقت خاصی نیست.
حتی اگر به جای دست دو پا و هر دو پای چپ داشته باشید، باز هم می توانید این چیز را جمع کنید و کار می کند!

برای شروع، بدنه ای از کاغذ یا مقوا ضخیم می سازیم. من قبلاً چند گزینه را بررسی کرده ام و به طور تجربی انتخاب کرده ام ابعاد مورد نیاز... اگر ناگهان تصمیم گرفتید همان قطعه را مونتاژ کنید، من نقاشی کردم طرح آماده، که می توان آن را از وب سایت من دانلود کرد، بر روی یک برگه معمولی چاپ و برش داد و چسب زد.

سطح داخلی نباید نور را منعکس کند، در غیر این صورت تصویر منفجر می شود.
نشانگر کار را به خوبی انجام خواهد داد. تمام قسمت‌هایی از مقوا را که می‌توانند نور بگیرند، نقاشی کردم.

اکنون به یک توری پراش نیاز دارید. این اوست که پرتو نور را به یک طیف می شکند.

می توانید آن را از هر سی دی، دی وی دی یا دیسک بلوری دریافت کنید

ساختار دیسک های نوری به گونه ای است که دارای بی نظمی های کوچکی است که باعث پراش نور می شود.

دیسک های مهر شده دارای بی نظمی هایی به شکل خطوط کوچک هستند و دیسک های خالی قابل بازنویسی در ابتدا دارای شیارهای یکنواخت هستند.

در اصل، مهم نیست که از کدام دیسک استفاده شود، اما مطلوب است که این شیارها یا بی نظمی ها تا حد امکان زیاد باشد. دیسک های DVDبهترین گزینه است

حالا بیایید یک آزمایش ساده انجام دهیم. نور لامپ روی دیسک می افتد و مقداری از آن به شکل یک رنگین کمان کوچک منعکس می شود، این طیف منبع نور خواهد بود.

برای گرفتن کل طیف، باید دوربین را خیلی نزدیک کنید.

این همان چیزی است که طیف نور از آن به نظر می رسد لامپ ال ای دی.

و اینگونه است که طیف یک لامپ کم مصرف به نظر می رسد، تفاوت بسیار زیاد است.

اما طیف یک لامپ رشته ای معمولی، می توان مشاهده کرد که مقدار زیادی جزء قرمز در طیف آن وجود دارد.

این طیف نور مرئی است. لامپ ماوراء بنفشمشاهده می شود که علاوه بر رنگ بنفش دارای رنگ سبز نیز می باشد.

حالا بیایید سه جای خالی مختلف را با هم مقایسه کنیم:

در اینجا می بینیم که سی دی بدترین نتیجه را دارد، رنگ ها بیش از حد شسته شده اند.

تقسیم نور به یک طیف قابل مشاهده است اگر چراغ قوه را در مرکز دیسک بتابانید یا دیسک را پشت یک شمع سوزان قرار دهید، جلوه بسیار زیبایی خواهید داشت.

بازگشت به طیف سنج ما!

یک تکه مستطیلی با اندازه مناسب ببرید.

هنگامی که دیسک از همه طرف بریده شد، به راحتی می توان آن را به دو قسمت آینه ای و شفاف تقسیم کرد.

ما به یک قطعه شفاف نیاز داریم. به مقوا می چسبم.

حالا بدنه را با دقت چسب می زنم.

خوب شد ولی مثل همیشه روی مهمترین قسمتش چسب چکیدم.
اصولاً ساده ترین ابزار برای مشاهده طیف نور آماده است.

فقط باید آن را به سمت هر منبع نوری بگیرید و به صفحه پلاستیکی نگاه کنید.

اگر جعبه به دست آمده را به دوربین گوشی هوشمند تکیه دهید، می توانید عکس بگیرید و از آنها برای تجزیه و تحلیل طیف استفاده کنید، بعداً نحوه انجام این کار را به شما نشان خواهم داد.

همانطور که می بینید، از طریق چنین دستگاهی، طیف با وضوح بیشتری دیده می شود، این به ویژه هنگام نگاه کردن به یک لامپ فلورسنت قابل توجه است. همه قله ها واضح تر دیده می شوند.

گرفتن عکس خیلی راحت نیست، تجزیه و تحلیل منبع نور در زمان واقعی بسیار راحت تر است!

برای انجام این کار، فقط باید وب کم را مستقیماً به صفحه پلاستیکی تکیه دهید.

امکان ساخت پایه مقوایی نیز وجود داشت، اما تصمیم گرفتم نسخه بادوام تری از دستگاه را از پلاستیک ساختگی بسازم. این پلاستیک فوم پی وی سی یکی از مواد مورد علاقه من است، برش آن آسان است و با چسب فوق العاده به راحتی می چسبد. شما می توانید از آن هر چیزی بسازید، من اغلب از آن استفاده می کنم و از من پرسیدند که نام آن چیست و از کجا می توان آن را تهیه کرد. کافی است عبارت «فوم پی وی سی» یا «پلاستیک ساختگی» را جستجو کنید و مطمئناً آنچه را که نیاز دارید پیدا خواهید کرد.

در طیف سنج پلاستیکی یک دریچه کشویی درست کردم تا میزان نور ورودی به دستگاه قابل کنترل باشد.

برای دوربین، بدنه کوچکی ساختم که قبلاً به صورت دستی فوکوس آن را روی اجسامی که در یک متری لنز آن قرار دارند تنظیم کرده بودم.

محفظه را با دوربین به قسمت اصلی دستگاه وصل می کنم به گونه ای که یک شکاف کوچک وجود دارد که می توانید یک تکه از دیسک را به داخل آن فشار دهید، در صورت لزوم می توانم آنها را تغییر دهم.
من یک کلاه شکافی در پشت می چسبانم تا بتوانید تکه ای از دیسک را برای تعویض از کیس خارج کنید.

برای اینکه دستگاه با اطمینان بایستد و به وضوح تنظیم شود، پاها را به آن وصل کردم و آنها را روی یک تکه تخته سه لا ثابت کردم. اکنون می توان طیف سنج را به سمت منبع نور گرفت و اندازه گیری ها را با اطمینان انجام داد.

کارهای بیشتر در اینجا در این سایت انجام خواهد شد، همچنین پیوندی به آن در توضیحات پیدا خواهید کرد.
دکمه "گرفتن طیف" را فشار دهید.

دستگاه را طوری حرکت می دهیم که نور را بهتر بگیرد، شاتر را برای تنظیم روشنایی تنظیم می کنیم و روی مرکز رنگین کمان خود کلیک می کنیم تا نوار زرد تا حد امکان از کل طیف عبور کند. مقادیر زیر این نوار از دوربین خوانده می شود.

دکمه آبی "شروع" را فشار دهید

ما می بینیم که چگونه نمودار در زمان واقعی ظاهر می شود، اما مقادیر نانومتر کاملاً صحیح نیستند، کالیبراسیون مورد نیاز است.

در صفحه ای که باز می شود، روی دکمه "کالیبره" کلیک کنید.

حالا باید رنگ آبی و را بالا بکشید رنگ های سبزبه طوری که مقادیر پیک تقریباً با طیف شما مطابقت دارند. به هر حال، شما باید فقط با نور لامپ های فلورسنت کم مصرف کالیبره کنید، آنها بیشترین طیف ناپیوسته را دارند و می توانید مقادیر اوج را مشاهده کنید.

پس از اینکه رنگ‌های آبی و سبز به جای خود منتقل شدند، دوباره دکمه «گرفتن طیف» را فشار می‌دهیم و طیف را با مقادیر کالیبره شده دریافت می‌کنیم.

اگر شاتر را حرکت دهید، می توانید ببینید که چگونه روشنایی تغییر می کند.

یه لامپ رشته ای گذاشتم دیدم طیفش زیاده از رنگ آبی، اما این نمی تواند باشد، برای لامپ های رشته ای، رنگ قرمز در طیف غالب است.

یادم آمد تکه دیسک دی وی دی شفاف نبود و کمی بنفش بود. این کافی بود تا به شدت طیف را به سمت سمت آبی سوق دهد. مجبور شدم دیسک دیگری را برش دهم و پیدا کنم پلاستیک شفاف، که باعث ایجاد اعوجاج رنگ نمی شود.
پس از تعویض و کالیبراسیون، همه چیز به حالت عادی بازگشت، در طیف لامپ رشته ای اکنون مقدار زیادی قرمز و کمی آبی وجود دارد.
طیف یک لامپ LED بسیار شبیه به یک لامپ رشته ای است.

و حالا نشانگر لیزری!
بدست آوردن آن برای بدست آوردن یک مقدار پایدار دشوار است، اما همچنان می توانید ببینید که قله اصلی در حدود 650 نانومتر می افتد.
این مربوط به ویژگی های اعلام شده نشان داده شده بر روی برچسب است. 650 مثبت یا منفی 10 نانومتر.

و یک بار دیگر، بیایید نگاهی به لامپ UV بیندازیم.

دوربین فقط طیف مرئی نور را می گیرد و فقط آبی، بنفش و کمی سبز را می بیند.

ما به نوعی متوجه ضبط ویدیوی طیف شدیم، اما با عکس های گرفته شده با تلفن چه کنیم؟

من عکس های به دست آمده را در یک ویرایشگر گرافیکی باز می کنم، زیباترین قسمت طیف را انتخاب می کنم و آن را در ارتفاع می کشم. مهم است که قسمت آبی طیف به سمت چپ یا بالا باشد، این برای تجزیه و تحلیل ضروری است.

سپس آن را در سایت آپلود می کنم و مانند قبل کالیبره می کنم.
طیف یک لامپ فلورسنت به راحتی کالیبره می شود، اما با طیف های لامپ های دیگر باید تلاش کنید.
در اصل، اگر گوشی را تعمیر کنید و ابتدا از لامپ فلورسنت و سپس از منابع نوری دیگر بدون حرکت دادن گوشی عکس بگیرید تا چیزی گم نشود، می توانید طیف آنها را نیز کاملاً دقیق مطالعه کنید.

استفاده از سایت برای تجزیه و تحلیل طیف خیلی راحت نیست، اما گزینه های دیگری پیدا نکردم. اگر ایده هایی در مورد نحوه تجزیه و تحلیل طیف به روش راحت تر دارید، حتما آنها را در نظرات بنویسید.
این همه برای من است، دوباره می بینمت، خداحافظ!