Гэрийн Фурье спектрометр. Гар утаснаас спектрометрийг хэрхэн яаж хийх вэ? Өөрийнхөө гараар дифракцийн тор хийх энгийн жор байдаг

Заавар

Найзууд баасан гарагийн орой ойртож байна, энэ бол сэтгэл татам бүрэнхий бүрхсэн дор спектрометртээ хүрч, ургах нарны анхны туяа хүртэл улайсдаг чийдэнгийн спектрийг хэмжиж, нар мандахаас өмнө түүний спектрийг хэмжих.
Яаж өөрийн гэсэн спектрометргүй хэвээр байна вэ? Ямар ч хамаагүй, муурны доор орж, энэ үл ойлголцлыг засъя.
Анхаар! Энэ нийтлэл нь бүрэн хэмжээний заавар биш боловч үүнийг уншсанаас хойш 20 минутын дотор та анхны цацрагийн спектрээ өргөжүүлэх болно.

Хүн ба спектроскоп

Би өөрөө бүх шат дамжлагыг дарааллаар нь хэлье, хамгийн муугаас сайн хүртэл хэлж болно. Хэрэв хэн нэгэн нэн даруй илүү их эсвэл бага ноцтой үр дүнд хүрэхийг зорьж байгаа бол нийтлэлийн хагасыг аюулгүйгээр алгасаж болно. За яахав, муруй гартай (минийх шиг) зүгээр л сониуч зантай хүмүүст бол миний зовлон зүдгүүрийг эхнээс нь уншихад сонирхолтой байх болно.
Интернетээр алхаж байна хангалттайхаягдал материалаас өөрийн гараар спектрометр / спектроскоп хэрхэн угсрах талаархи материалууд.
Гэртээ спектроскоп авахын тулд маш энгийн тохиолдолтийм ч их шаардлагагүй - CD / DVD хоосон, хайрцаг.
Энэ материал намайг спектрийг судлах анхны туршилтууд болох Спектроскопи хийхэд түлхэц өгсөн

Үнэндээ зохиогчийн хөгжүүлэлтийн ачаар би анхны спектроскопоо дамжуулалтын дифракцийн торноос угсарсан. DVD дискболон цаасан хайрцагЦайны доороос, тэр ч байтугай үүнээс өмнө DVD дискний үүр, дамжуулагч сараалжтай зузаан картон хэсэг надад хангалттай байсан.
Үр дүн нь гайхалтай байсан гэж би хэлж чадахгүй байна, гэхдээ анхны спектрүүд бүрэн гарч ирсэн бөгөөд спойлер дор үйл явцын гайхамшигт хадгалагдсан зургуудыг олж авсан.

Спектроскоп ба спектрийн зураг

Картон цаасны хамгийн эхний сонголт

Цайны хайрцагтай хоёр дахь сонголт

Мөн баригдсан спектр

Зөвхөн надад тав тухтай байлгах үүднээс тэр өөрчилсөн энэ загвар USB видео камер нь дараах байдалтай болсон.

фото спектрометр

Энэхүү өөрчлөлт нь намайг камер ашиглах хэрэгцээнээс аварсан гэдгийг би шууд хэлэх ёстой. гар утас, гэхдээ камерыг Spectral Worckbench үйлчилгээний тохиргоонд тохируулж чадаагүй нэг сул тал байсан (үүнийг доор авч үзэх болно). Тиймээс би спектрийг бодит цаг хугацаанд нь авч чадаагүй ч аль хэдийн цуглуулсан гэрэл зургуудыг таних бүрэн боломжтой байсан.

Тэгэхээр та дээрх зааврын дагуу спектроскоп худалдаж авсан эсвэл угсарсан гэж бодъё.
Үүний дараа PublicLab.org төсөл дээр бүртгэл үүсгээд SpectralWorkbench.org үйлчилгээний хуудас руу орно.Дараа нь би та бүхэнд өөрийнхөө хэрэглэж байсан спектр таних техникийг тайлбарлах болно.
Эхлэхийн тулд бид спектрометрээ тохируулах шаардлагатай болно. Үүнийг хийхийн тулд та флюресцент чийдэнгийн спектрийн агшин зуурын зургийг авах хэрэгтэй, илүү тохиромжтой таазны том чийдэн, гэхдээ эрчим хүчний хэмнэлттэй чийдэн бас тохиромжтой.
1) Спектрүүдийг авах товчийг дарна уу
2) Зураг байршуулах
3) Талбаруудыг бөглөж, файлыг сонго, шинэ тохируулгыг сонго, төхөөрөмжөө сонго (та мини спектроскоп эсвэл зүгээр л захиалгаар сонгож болно), босоо эсвэл хэвтээ спектрийг сонгох, ингэснээр өмнөх дэлгэцийн зураг дээрх спектрүүд харагдах болно. хөтөлбөр нь тодорхой - хэвтээ
4) График бүхий цонх нээгдэнэ.
5) Таны спектр хэрхэн эргэхийг шалгана уу. Зүүн талд нь цэнхэр, баруун талд нь улаан байх ёстой. Хэрэв тийм биш бол товчлуурыг илүү олон хэрэгслийг сонгоорой - хэвтээ байдлаар эргүүлээрэй, үүний дараа бид зураг эргэлдэж байгаа боловч график нь эргэлдэж байгааг харж болно, тиймээс илүү олон хэрэгслийг дарна уу - фото зургаас дахин гаргаж авбал бүх оргилууд нь жинхэнэ хэмжээтэй тохирч байна. оргилууд.

6) Калибровк хийх товчийг дарж, Эхлэх дээр дарж, диаграм дээрх цэнхэр оргилыг шууд сонго (дэлгэцийн зургийг харна уу), LMB дээр товшоод гарч ирэх цонх дахин нээгдэнэ, одоо бид дуусгахыг товшоод хэт ногоон оргилыг сонгох хэрэгтэй. хуудас шинэчлэгдэх бөгөөд бид долгионы уртаар тохируулсан зургийг авах болно.
Одоо та бусад судлагдсан спектрүүдийг бөглөж болно, шалгалт тохируулга хийх хүсэлт гаргахдаа өмнө нь тохируулсан графикийг зааж өгөх хэрэгтэй.

Дэлгэцийн агшин

Тохируулсан програмын төрөл

Анхаар! Шалгалт тохируулга нь ирээдүйд зургийн нарийвчлалын аппаратын өөрчлөлтийг тохируулсан ижил төхөөрөмжөөр зураг авах болно гэж үздэг бөгөөд тохируулсан жишээн дээрх байрлалтай харьцуулахад гэрэл зургийн спектрийн хүчтэй шилжилт нь хэмжилтийн үр дүнг гажуудуулж болзошгүй юм.
Үнэнийг хэлэхэд, би редактор дээр зургуудаа бага зэрэг зассан. Хэрэв дэгдэлт гарч, хүрээлэн буй орчныг харанхуйлж, заримдаа тэгш өнцөгт дүрсийг авахын тулд спектрийг бага зэрэг эргүүлж байсан бол файлын хэмжээ болон спектрийн байрлалыг зургийн төвтэй харьцуулахад дахин давтахгүй байх нь дээр. өөрчлөх.
Макро, автомат эсвэл гараар гэрэлтүүлгийн тохируулга гэх мэт бусад функцүүдийн хувьд би үүнийг өөрөө олж мэдэхийг санал болгож байна, миний бодлоор эдгээр нь тийм ч чухал биш юм.
Дараа нь үүссэн графикуудыг CSV рүү хялбархан шилжүүлж болох бөгөөд эхний тоо нь бутархай (магадгүй бутархай) долгионы урт байх ба цацрагийн эрчмийн дундаж харьцангуй утгыг таслалаар тусгаарлана. Хүлээн авсан утгууд нь жишээ нь Scilab дээр бүтээгдсэн график хэлбэрээр сайхан харагдаж байна

SpectralWorkbench.org нь ухаалаг гар утасны програмуудтай. Би тэдгээрийг ашиглаагүй. Тиймээс би үнэлж чадахгүй байна.

Солонгын өнгө аястай нэгэн өдрийг өнгөлөг өнгөрүүлээрэй найзуудаа.

Хүн ба спектроскоп

Би өөрөө бүх шат дамжлагыг дарааллаар нь хэлье, хамгийн муугаас сайн хүртэл хэлж болно. Хэрэв хэн нэгэн нэн даруй илүү их эсвэл бага ноцтой үр дүнд хүрэхийг зорьж байгаа бол нийтлэлийн хагасыг аюулгүйгээр алгасаж болно. За яахав, муруй гартай хүмүүс (минийх шиг), зүгээр л сониуч хүмүүс миний зовлон зүдгүүрийг эхнээс нь унших сонирхолтой байх болно.
Интернетэд хаягдал материалаас өөрийн гараар спектрометр / спектроскопыг хэрхэн угсрах талаар хангалттай материалууд байдаг.
Гэртээ спектроскоп авахын тулд хамгийн энгийн тохиолдолд танд тийм ч их зүйл хэрэггүй болно - CD / DVD хоосон, хайрцаг.
Энэ материал намайг спектрийг судлах анхны туршилтууд болох Спектроскопи хийхэд түлхэц өгсөн

Үнэн хэрэгтээ зохиогчийн бүтээн байгуулалтын ачаар би анхны спектроскопоо DVD дискний дамжуулагч дифракцийн тор, цайны цаасан хайрцаг, үүнээс өмнө DVD-ээс оролттой өтгөн картон цаас, дамжуулагч сараалжаас угсарсан. диск надад хангалттай байсан.
Үр дүн нь гайхалтай байсан гэж би хэлж чадахгүй байна, гэхдээ анхны спектрүүд бүрэн гарч ирсэн бөгөөд спойлер дор үйл явцын гайхамшигт хадгалагдсан зургуудыг олж авсан.

Спектроскоп ба спектрийн зураг

Картон цаасны хамгийн эхний сонголт

Цайны хайрцагтай хоёр дахь сонголт

Мөн баригдсан спектр

Миний тав тухыг хангах цорын ганц зүйл бол тэрээр энэ загварыг USB видео камераар өөрчилсөн нь дараах байдалтай болсон.

фото спектрометр

Энэхүү өөрчлөлт нь надад гар утасны камер ашиглах хэрэгцээг аварсан гэдгийг би шууд хэлэх ёстой, гэхдээ камерыг Spectral Worckbench үйлчилгээний тохиргоонд тохируулж чадахгүй байсан нэг сул тал байсан (үүнийг доор авч үзэх болно). Тиймээс би спектрийг бодит цаг хугацаанд нь авч чадаагүй ч аль хэдийн цуглуулсан гэрэл зургуудыг таних бүрэн боломжтой байсан.

Тэгэхээр та дээрх зааврын дагуу спектроскоп худалдаж авсан эсвэл угсарсан гэж бодъё.
Үүний дараа PublicLab.org төсөл дээр бүртгэл үүсгээд SpectralWorkbench.org үйлчилгээний хуудас руу орно.Дараа нь би та бүхэнд өөрийнхөө хэрэглэж байсан спектр таних техникийг тайлбарлах болно.
Эхлэхийн тулд бид спектрометрээ тохируулах шаардлагатай болно. Үүнийг хийхийн тулд та флюресцент чийдэнгийн спектрийн агшин зуурын зургийг авах хэрэгтэй, илүү тохиромжтой таазны том чийдэн, гэхдээ эрчим хүчний хэмнэлттэй чийдэн бас тохиромжтой.
1) Спектрүүдийг авах товчийг дарна уу
2) Зураг байршуулах
3) Талбаруудыг бөглөж, файлыг сонго, шинэ тохируулгыг сонго, төхөөрөмжөө сонго (та мини спектроскоп эсвэл зүгээр л захиалгаар сонгож болно), босоо эсвэл хэвтээ спектрийг сонгох, ингэснээр өмнөх дэлгэц дээрх спектрүүд харагдах болно. хөтөлбөр нь тодорхой - хэвтээ
4) График бүхий цонх нээгдэнэ.
5) Таны спектр хэрхэн эргэхийг шалгана уу. Зүүн талд нь цэнхэр, баруун талд нь улаан байх ёстой. Хэрэв тийм биш бол товчлуурыг илүү олон хэрэгслийг сонгоорой - хэвтээ байдлаар эргүүлээрэй, үүний дараа бид зураг эргэлдэж байгаа боловч график нь эргэлдэж байгааг харж болно, тиймээс илүү олон хэрэгслийг дарна уу - фото зургаас дахин гаргаж авбал бүх оргилууд нь жинхэнэ хэмжээтэй тохирч байна. оргилууд.

Дэлгэцийн агшин

Тохируулсан програмын төрөл

SpectralWorkbench.org нь ухаалаг гар утасны програмуудтай. Би тэдгээрийг ашиглаагүй. Тиймээс би үнэлж чадахгүй байна.

Солонгын өнгө аястай нэгэн өдрийг өнгөлөг өнгөрүүлээрэй найзуудаа.

Өмнөх нийтлэлүүдэд би янз бүрийн ургамлын LED-ийг хэрхэн туршиж үзсэнээ тайлбарласан. Спектрийг шинжлэхийн тулд би физикийн багшийн найзаас авсан.

Гэхдээ ийм төхөөрөмж ашиглах хэрэгцээ үе үе гарч ирдэг бөгөөд спектроскоп, бүр илүү дээр нь спектрометрийг гартаа байлгахыг хүсдэг.

Миний сонголт бол дифракцийн сараалжтай үнэт эдлэлийн спектроскоп юм

Нэгэн цагт үнэт эдлэлийн үнэт эдлэлийн цуглуулгад "арьсан" гэр багтсан байв

Спектроскопын хэмжээсүүд бага байна

Дэлгүүрийн тайлбараас өөр юу тодорхой байсан
Бүх зүйл нягт угсарсан тул задлах зүйл байхгүй.
Хоолойн нэг талд линз-объектив, нөгөө талд дифракцийн тор, хамгаалалтын шил байгаа гэдэгт бас итгэцгээе.

Мөн дотор нь үзэсгэлэнтэй солонго байдаг. Үүнийг сэтгэл хангалуун биширч, би спектрээс юу үзэхээ хайж эхлэв.
Харамсалтай нь спектроскопыг зориулалтын дагуу ашиглах боломжгүй байсан, учир нь миний бүхэл бүтэн алмаз, эрдэнийн цуглуулга үнэт чулуунуудхязгаарлагдмал хуримын бөгж, бүрэн тунгалаг бөгөөд ямар ч спектр өгдөггүй. За, шатаагчны дөлөөс бусад нь))).
Гэхдээ мөнгөн усны флюресцент чийдэн нь үнэнчээр маш олон сайхан судлууд өгсөн. Төрөл бүрийн гэрлийн эх үүсвэрийг сэтгэлийнхээ хэмжээгээр биширч байхдаа би зургийг ямар нэгэн байдлаар засч, спектрийг хэмжих хэрэгтэй гэсэн асуултанд гайхширсан.

Бага зэрэг DIY

Камерын хавсралтын зураг миний толгойд удаан хугацаанд эргэлдэж байсан бөгөөд ширээний доор хамгийн сүүлийн шинэчлэлт хийгээгүй боловч PVC хуванцарыг амжилттай даван туулсан зураг байв.

Дизайн нь тийм ч үзэсгэлэнтэй биш юм. Гэсэн хэдий ч, X, Y-ийн сөрөг хариуг би бүрэн ялж чадаагүй байна. Бөмбөгний шураг аль хэдийн угсарч байгаа бөгөөд шугаман төмөр зам ирэхийг хүлээж байна.

Гэхдээ функц нь нэлээд хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц болсон тул солонго нь удаан хугацааны турш сул зогсож байсан хуучин Canon дээр харагдаж байв.

Үнэн, энд би сэтгэл дундуур байсан. Сайхан солонго нь салангид болж байв.

Бүх алдаа нь ямар ч камер, камерын RGB матриц юм. Тэнцвэрийн тохиргоотой тоглосны дараа цагаанболон буудлагын горимууд, Би зураг өөрөө огцорсон.
Эцсийн эцэст, гэрлийн хугарал нь зургийг ямар өнгөөр засахаас хамаардаггүй. Спектрийн шинжилгээнд хэмжсэн бүхэл бүтэн өргөнд хамгийн жигд мэдрэмжтэй хар цагаан камер тохиромжтой.

Спектрийн шинжилгээний техник.

Туршилт, алдааны үр дүнд ийм техникийг зурсан
1. Үзэгдэх гэрлийн хүрээний (400-720нм) масштабын зургийг зурж, түүн дээр шалгалт тохируулга хийх мөнгөн усны үндсэн шугамыг зааж өгсөн болно.

2. Хэд хэдэн спектрийг авч, үргэлж лавлагаа мөнгөн устай. Цуврал судалгааны явцад спектрийн шилжилтийг хэвтээ зурагнаас хасахын тулд линз дээрх спектрийн байрлалыг засах шаардлагатай.

3. График засварлагчийн хувьд хуваарийг мөнгөн усны спектрт тохируулж, бусад бүх спектрийг засварлагч дээр хэвтээ шилжилтгүйгээр хуваадаг. Энэ нь иймэрхүү зүйл болж байна

4. За, дараа нь бүх зүйл энэ нийтлэлээс гар утасны спектрометрийн анализаторын програм руу хөтлөгдөнө

Бид долгионы урт нь мэдэгдэж байгаа ногоон лазераар техникийг шалгадаг - 532 нм

Алдаа нь ойролцоогоор 1% болсон нь мөнгөн усны шугамыг холбох, масштабыг гараар зурах гарын авлагын техникт маш сайн байдаг.
Замдаа би ногоон лазер нь улаан, цэнхэр гэх мэт шууд цацраг биш, харин хоёрдогч цацраг бүхий хатуу төлөвт диодын шахуурга (DPSS) ашигладаг болохыг олж мэдсэн. Амьд, суралц!

Улаан лазерын долгионы уртыг хэмжих нь мөн аргын зөв болохыг баталсан.

Сонирхуулахын тулд би лааны спектрийг хэмжсэн

мөн байгалийн хий шатаах

Одоо та LED-ийн спектрийг хэмжиж болно, жишээлбэл, ургамлын хувьд "бүрэн спектр"

Спектрометр бэлэн бөгөөд ажиллаж байна. Одоо би үүнийг дараах тоймыг бэлтгэхэд ашиглах болно - өөр өөр үйлдвэрлэгчдийн LED-ийн шинж чанаруудын харьцуулалт, Хятадууд биднийг хуурч байгаа эсэх, хэрхэн зөв сонголт хийх талаар.

Товчхондоо би үр дүндээ сэтгэл хангалуун байна. Магадгүй энэ төслийнх шиг спектрийг тасралтгүй хэмжихийн тулд спектроскопыг вэб камерт холбох нь утга учиртай байж магадгүй юм

Миний туслахын спектрометрийн туршилт

Одоо бид дифракцийн спектроскопын хоёр хувилбарыг өөрийн гараар угсарна. Спектроскоп нь тодорхой тэнхлэгийн дагуу спектрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шингэлэх замаар гэрлийн спектрийг судлах боломжийг олгодог төхөөрөмж юм. Дисперсийн үзэгдлээр эсвэл дифракцаар гэрлийг монохромат долгион болгон хуваах боломжтой. Энэ тохиолдолд бид дифракцыг ашиглах болно, учир нь бидний гарт маш сайн дифракцийн тор байдаг - компакт диск!

Бидэнд жижиг картон хайрцаг, CD, цавуу, тунгалаг бус нүдний шил хэрэгтэй.

Хайрцагт тохирох CD-н хэсгийг хайчаар хайчилж ав.

Нүдний шилийг зөв суурилуулахын тулд хайрцгийг тэмдэглэе. Туслах өнцөг нь тусгалын өнцөгтэй тэнцүү гэдгийг бид оптикоос мэднэ. Гэхдээ ийм байдлаар бид дифракцийн максимум биш харин гэрэл дамжих цонхыг харах тул ирээдүйн цонхны шугамын баруун талд байр үлдээх болно.

Дараа нь хайрцгийг хаасны дараа бид гэрэл оруулах тохиромжтой газрыг сонгоно. Үүнийг хийхийн тулд бид сайтар цоолж, нүдний шилээр ажиглана. Хэрэв бид нүдний шилний шууд туссан гэрлийг харвал нүхийг нааж, шинийг нь бага зэрэг цоолно. Нүдний шил нь шугамын дагуу эгнүүлсэн олон өнгийн цэгүүдийг харуулах хүртэл үргэлжилнэ. Дараа нь бид цонхоор таслав:

Бид цонхон дээр хоёр сахлын хутганаас хөнгөн хутгыг суурилуулж, хамгийн нарийхан гэрлийн туяа хайрцагт орох болно - ингэснээр бид хамгийн тод зургийг харах болно.

Хэрэв бүх зүйл амжилттай болсон бол бид нүдний шилний шингэрүүлсэн спектрийг харах болно. Хэрэв спектр тасралтгүй биш бол (жишээлбэл, LDS эсвэл хий ялгаруулах чийдэнгээс) бид шугамын багцыг харах болно. Мөр бүр нь монохромат бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Зурган дээр хамгийн дээд шугам нь гүн юм. нил ягаан, камер зүгээр л өнгийг гажуудуулсан.

Хоёр дахь сонголт

Дамжуулсан гэрэлд ажилладаг бяцхан спектроскоп хийцгээе. Үүнийг хийхийн тулд бид эхний хувилбар шиг CD-г хайчилж авав.