Спектрален анализ у дома. Домашен спектрометър от бижутериен спектроскоп Спектрометър от телефон
Не пропускайте да гледате видеото в каналите (има тематични плейлисти):
https://www.youtube.com/channel/UCn5qLf1n8NS-kd7MAatofHw
https://www.youtube.com/channel/UCoE9-mQgO6uRPBQ9lsPZXxA
Моля, помогнете ми да спечеля 1000 абоната на първия канал и поне 4000 часа гледания през последната година на всеки от тях, за да направите това, изгледайте поне едно видео изцяло!
Тази красива снимка е снимка на светлината и инфрачервения спектър, излъчвани от натриева лампа с високо налягане NLVD тип DNAT(Arc Sodium Tubular). За да видите и заснемете различни спектри, е достатъчно да имате цифров фотоапарат и специално подготвен CD-R или DVD-R. Последното намалява яркостта, особено на червеното. CD-R намалява яркостта на синьото и дава по-ниска резолюция. Първата снимка е направена чрез DVD-R.
Двете жълти линии са натриевият дублет с дължини на вълните 588,995 и 589,5924 nm. Вторият дублет е инфрачервен 818.3 и 819.4 nm.
Графика на спектъра.
Сега няколко думи за подготовката на дисковете. Трябва да изрежете част от диска, която ви позволява напълно да покриете обектива.
DVD-R е лилаво на снимката. Имаме нужда от прозрачна дифракционна решетка, така че залепваме широка лента върху CD-R от страната на надписите. Откъсваме го и премахваме покритието на диска заедно с лентата. С DVD-R е още по-лесно, изрязаното парче може лесно да се раздели на две части, едната от които е това, което ни трябва.
Сега, като използвате двустранна лента, трябва да залепите дифракционната решетка към лещата, както е на снимката по-долу. Трябва да го залепите от страната, противоположна на тази, от която е откъснат слоя, защото... повърхността под слоя лесно ще се замърси от лещата и след почистване качеството на спектралното изображение ще бъде по-лошо.
Резултатът беше прост спектроскоп, най-подходящ за изследване на източници на светлина от определено разстояние.
Ако искаме да изследваме не само видимия спектър, но и инфрачервения, а в някои случаи и ултравиолетовия, тогава е необходимо да премахнем филтъра, който блокира инфрачервените лъчи от камерата. Заслужава да се отбележи, че част от IR и UV спектъра е видима за окотопри достатъчно висок интензитет на излъчване (лазерни точки 780 и 808 nm, LED кристал 940 nm на тъмно). Ако е необходимо да се осигури едно и също зрително усещане за дължини на вълните 760 nm и 555 nm, тогава радиационният поток за 760 nm трябва да бъде 20 000 пъти по-мощен. А за 365 nm е милион пъти по-мощен.
Да се върнем на филтъра, който се нарича Hot Mirror и се намира пред матрицата. Трябва да отворите корпуса на камерата, да развиете винтовете, закрепващи матрицата към обектива, да премахнете филтъра и да сглобите камерата в обратен ред. Hot Mirror изглежда така:
2 леви филтъра от камери. Имат розов блясък, а тюркоазеният цвят излиза от различен ъгъл. В допълнение към IR, те могат също частично или напълно да блокират ултравиолетовите лъчи. Следователно премахването им отваря възможностите не само на инфрачервената фотография, но и ултравиолетов, ако оптиката и матрицата на камерата позволяват. За UV фотография се използват UV-пропускащи филтри за блокиране на видимата светлина.
Сега нека да преминем към процеса на фотографиране на спектрите. Стаята трябва да е тъмна, освен това можете да използвате черен екран близо до камерата, точков или прорезен източник на светлина, който минимално осветява стаята. Включвайки камерата, ще видим това изображение, използвайки примера на 405 nm лазер, светещ през тесен процеп между две остриета:
Централната точка е самият лазер. Две линии са неговият спектър. Можете да използвате всеки от тях. За да направите това, трябва да завъртите камерата и да я увеличите. Ако продължим да движим камерата, ще видим няколко други линии от втора, трета и т.н. порядъци на спектъра. В някои случаи те ще се намесват, например зелената линия от втори ред ще припокрива инфрачервената линия от 1064 nm. Това се случва в спектъра на зеления лазер, ако той няма филтър, който прекъсва инфрачервеното лъчение. Долу вдясно е на филтърната снимка. За да премахна наслагването, използвах червен филтър. Снимка на този пример с обозначени дължини на вълната:
Както може да се види, зелената линия от втори ред напълно покрива линията от 1064 nm. И следващата снимка е с блокирана зелена светлина, където остават само две инфрачервени линии: 808 nm и 1064 nm. Не подписах, защото... Местоположението е идентично с предишната снимка.
От изображение, където има източник на радиация, една известна дължина на вълната и няколко неизвестни, те могат лесно да бъдат идентифицирани. Например, отворете снимка с надписи във Photoshop. Като се използва инструмент за линийкаизмерваме разстоянието от лазера до линия 532. То е равно на 1876 пиксела. Измерваме разстоянието от лазера до линията, чиято дължина на вълната искаме да знаем, до 808. Разстоянието е 2815 nm Изчисляваме 532 * 2815/1876 = 798 nm. Неточността възниква поради изкривяване на оптиката на лещата. При максимално оптично увеличение грешката намалява. Също така е наблюдавано, че 808 nm лазер излъчва по-къса дължина на вълната, около 802 nm, и има по-къса дължина на вълната, когато захранващият ток намалява.
И без източник на радиация на снимката, можете да го определите, като знаете другите две дължини на вълната. Измерваме дължината от линия 532 до 1064, има 1901 стр. От 532 до 808 се оказва 939 стр. Броим (1064-532)/1901*939+532=795 nm.
Но най-лесният начин е да сравните снимка с две известни линии мащаб. В случая нищо няма нужда да броим.
По-нататък спектър на лампа с нажежаема жичка, който е много подобен на спектъра на Слънцето, но не съдържа Фраунхоферови линии. Интересното е, че камерата показва инфрачервеното лъчение до 800 nm като оранжево, а над 800 nm се появява като виолетово.
Бял LED спектърсъщо непрекъснат, но има спад пред зелената област и пик в синята област от 450-460nm, което се дължи на използването на съответен син светодиод, покрит с жълт фосфор. Колкото по-висока е цветната температура на светодиода, толкова по-висок е синият пик. Липсват ултравиолетови и инфрачервени лъчи, които присъстваха в спектъра на лампа с нажежаема жичка.
И тук спектър на лампа със студен катодот подсветката на монитора. Прави се и се повтаря точно спектър на флуоресцентна лампа. IR частта от спектъра е взета от CFL, за да се получи по-добро качество на изображението.
Сега нека да преминем към лампа с ултравиолетова черна светлина, или, както се нарича още, лампата на Ууд. Излъчва мека ултравиолетова светлина с дълги вълни. Снимката се оказа така:
Инфрачервен спектърлуминесцентни лампи, CCFL, Wood са почти същите. Само на последния липсват няколко линии, най-близки до видимия диапазон. IR лъчите се излъчват най-интензивно от тези части на лампите, където са разположени нишките. Снимката е направена през хартиен спектроскоп, повече за което по-долу.
Спектроскоп от хартия.
Този спектроскоп е много подходящ за гледане на спектъра с око. Може да се използва и с различни камери, като телефонни камери. Има две разновидности.
2. Работи върху отражение от дифракционна решетка. Не е нужно да разслоявате дисковете, но тогава бледи дублиращи се ще се появят до ярките линии от лазерите, поради преотражения вътре в диска, които не трябва да съществуват в спектъра. Много е трудно да пренесете лъскавия слой на CD върху друга повърхност, така че да остане същата гладка. Следователно трябва да използвате компактдиск, който има еднаква преливаща повърхност от двете страни. От страната, където има надписи на обикновени дискове, трябва да откъснете прозрачния слой с помощта на лента. Важно е блестящият слой да остане върху диска. Успях да направя това с половината диск (от ръба към центъра), това беше достатъчно за спектроскопа. Ако не откъснете прозрачния слой, равномерният спектър ще изглежда прекъснат с редуващи се тъмни ивици.
Залепен върху спектроскопа допълнителен пръстен, с който се държи върху обектива на камерата. Препоръчително е да се постави между източника на светлина и спектроскопа матов филм или призмас два матови канта, като на снимката, за по-добро разпределение на светлината. Вътрешността на спектроскопа е от черна хартия без блясък, вторият слой е от фолио, а отгоре е обикновена хартия, върху която е отпечатан чертежът. Страната, където влиза светлината, може да бъде боядисана в черно, така че UV и виолетовото лъчение да не карат хартията да свети в бяло, изкривявайки картината.
С помощта на този спектроскоп беше възможно да се снима ясно и ярко светлинен спектър на неонов индикатор. Използват се за осветяване на ключове, в индикатори за работа на чайници, печки и други уреди.
Не само лазерите осигуряват една тънка линия от спектъра. Ако жицата се потопи в разтвор на NaCl сол и след това се постави в огъня на газова турбо горелка или запалка, ще изглежда жълто сияние с дължини на вълните 588.995 и 589.5924 nm.
Някои турбо запалки имат пластина, съдържаща литий. Оцветява пламъците червен цвят с линия 670.78 nm.
По-долу има снимка на тези спектрални линии заедно с лазерните линии: зелено 532 nm, червено 663 nm, инфрачервено 780 nm и 808 nm.
Удобно е да използвате описаната по-горе жълта светлина определяне на периода на дифракционна решеткапри липса на лазер и изчисляване на дължината на вълната на светлинните източници. Най-простото устройство на фигурата по-долу се състои от две линийки, върху едната от които е прикрепена дифракционна решетка, а над втората има тесен процеп от две остриета. Използват се разстоянията в милиметри от дифракционната решетка до екрана (линийката) с процепа и от процепа (нулев порядък максимум) до първи порядък максимум. На първата снимка гледате през дифракционна решетка източник на светлина с известна дължина на вълната. Така можете да изчислите периода на дифракционната решетка, като използвате формулата под това изображение и след това, като използвате същия метод, можете да определите дължината на вълната, но като използвате формулата от втората фигура. Той показва определяне на дължината на лазерната вълна по малко по-различен начин: лазерът свети през дифракционна решетка върху линийка. В този случай празнина не е необходима. Използвах дифракционната решетка от приставката Starry Sky, която беше доставена с лазерната показалка. Решетките са две, но дюзата е разглобена и едната решетка е извадена. CD дифракционната решетка изобщо не беше подходяща, защото... даде огромна грешка от 100 nm.
Следващата снимка е на рядък източник на светлина - мълния. Спектърът се простира в UV обхвата до приблизително 373 nm, което е границата за тази камера.
Спектърът на бяла газоразрядна лампа, която осветява футболно игрище.
Приятели, наближава петък вечер, това е прекрасно интимно време, когато под прикритието на примамлив здрач можете да извадите своя спектрометър и да измервате спектъра на лампа с нажежаема жичка цяла нощ, до първите лъчи на изгряващото слънце и когато слънцето изгрява, измерете спектъра му.
Защо все още нямате собствен спектрометър? Няма значение, нека отидем под разреза и да коригираме това недоразумение.
внимание! Тази статия не претендира да бъде пълноправен урок, но може би в рамките на 20 минути след като сте я прочели, ще сте разложили първия си радиационен спектър.
Човек и спектроскоп
Ще ви разкажа в реда, в който самият аз преминах през всички етапи, може да се каже от най-лошия към най-добрия. Ако някой веднага се фокусира върху повече или по-малко сериозен резултат, тогава половината от статията може безопасно да бъде пропусната. Е, хора с криви ръце (като мен) и просто любопитни хора ще се интересуват да прочетат за моите изпитания от самото начало.В интернет има достатъчно материал за това как да сглобите спектрометър/спектроскоп със собствените си ръце от скрап материали.
За да се сдобиете със спектроскоп у дома, в най-простия случай няма да ви трябват кой знае какво - CD/DVD заготовка и кутия.
Първите ми експерименти в изучаването на спектъра бяха вдъхновени от този материал - Спектроскопия
Всъщност, благодарение на работата на автора, сглобих първия си спектроскоп от предавателна дифракционна решетка на DVD диск и картонена кутия за чай, а още по-рано беше достатъчно дебело парче картон със слот и предавателна решетка от DVD диск за мен.
Не мога да кажа, че резултатите бяха зашеметяващи, но беше напълно възможно да се получат първите спектри; снимки на процеса бяха спасени по чудо под спойлера
Снимки на спектроскопи и спектър
Първият вариант с парче картон 
Втори вариант с кутия за чай 
И заснетия спектър
Единственото нещо за мое удобство, той модифицира този дизайн с USB видеокамера, оказа се така:
снимка на спектрометъра
Веднага ще кажа, че тази модификация ме освободи от необходимостта да използвам камера на мобилен телефон, но имаше един недостатък: камерата не можеше да бъде калибрирана към настройките на услугата Spectral Worckbench (която ще бъде обсъдена по-долу). Поради това не успях да заснема спектъра в реално време, но беше напълно възможно да разпозная вече събрани снимки.
Да приемем, че сте закупили или сглобили спектроскоп съгласно инструкциите по-горе.
След това създайте акаунт в проекта PublicLab.org и отидете на страницата на услугата SpectralWorkbench.org След това ще ви опиша техниката за разпознаване на спектъра, която използвах аз.
Първо, ще трябва да калибрираме нашия спектрометър. За да направите това, ще трябва да получите моментна снимка на спектъра на флуоресцентна лампа, за предпочитане голяма таванна лампа, но енергоспестяваща лампа също ще свърши работа.
1) Щракнете върху бутона Заснемане на спектри
2) Качете изображение
3) Попълнете полетата, изберете файла, изберете ново калибриране, изберете устройството (можете да изберете миниспектроскоп или просто персонализиран), изберете дали вашият спектър е вертикален или хоризонтален, така че да е ясно, че спектрите в екранната снимка на предходната програма са хоризонтални
4) Ще се отвори прозорец с графики.
5) Проверете как се върти вашият спектър. Трябва да има син диапазон отляво, червен отдясно. Ако това не е така, изберете още инструменти – бутон за обръщане хоризонтално, след което виждаме, че изображението се е завъртяло, но графиката не, така че щракнете върху още инструменти – повторно извличане от снимка, всички пикове отново отговарят на реални пикове.
6) Натиснете бутона Calibrate, натиснете start, изберете синия пик директно на графиката (вижте екранната снимка), натиснете LMB и изскачащият прозорец се отваря отново, сега трябва да натиснете Finish и да изберете най-външния зелен пик, след което страницата ще се обнови и ще получим изображение с калибрирана дължина на вълната.
Сега можете да попълните други изследвани спектри; когато заявите калибриране, трябва да посочите графиката, която вече сме калибрирали по-рано.
Екранна снимка
Тип на конфигурираната програма 
внимание! Калибрирането предполага, че впоследствие ще правите снимки със същото устройство, което сте калибрирали.Промяната на разделителната способност на изображенията в устройството, силното изместване на спектъра в снимката спрямо позицията в калибрирания пример може да изкриви резултатите от измерването.
Честно казано, редактирах малко снимките си в редактора. Ако някъде имаше светлина, затъмних околностите, понякога завъртях малко спектъра, за да получа правоъгълно изображение, но отново е по-добре да не променяте размера на файла и местоположението спрямо центъра на изображението на самия спектър .
Предлагам ви сами да разберете останалите функции като макроси, автоматично или ръчно регулиране на яркостта; според мен те не са толкова критични.
След това е удобно да прехвърлите получените графики в CSV, в които първото число ще бъде дробна (вероятно дробна) дължина на вълната, а разделени със запетая ще бъде средната относителна стойност на интензитета на радиация. Получените стойности изглеждат красиви под формата на графики, изградени например в Scilab
SpectralWorkbench.org има приложения за смартфони. Не ги ползвах. така че не мога да го оценя.
Пъстър ден във всички цветове на дъгата, приятели.
UPD: По молба допълнително ще напиша, че опцията с оборудване SpectralWorckbench е една от най-бюджетните, може да струва 500 вечно конвенционални единици.
Приятели, наближава петък вечер, това е прекрасно интимно време, когато под прикритието на примамлив здрач можете да извадите своя спектрометър и да измервате спектъра на лампа с нажежаема жичка цяла нощ, до първите лъчи на изгряващото слънце и когато слънцето изгрява, измерете спектъра му.
Защо все още нямате собствен спектрометър? Няма значение, нека отидем под разреза и да коригираме това недоразумение.
внимание! Тази статия не претендира да бъде пълноправен урок, но може би в рамките на 20 минути след като сте я прочели, ще сте разложили първия си радиационен спектър.
Човек и спектроскоп
Ще ви разкажа в реда, в който самият аз преминах през всички етапи, може да се каже от най-лошия към най-добрия. Ако някой веднага се фокусира върху повече или по-малко сериозен резултат, тогава половината от статията може безопасно да бъде пропусната. Е, хора с криви ръце (като мен) и просто любопитни хора ще се интересуват да прочетат за моите изпитания от самото начало.В интернет има достатъчно материал за това как да сглобите спектрометър/спектроскоп със собствените си ръце от скрап материали.
За да се сдобиете със спектроскоп у дома, в най-простия случай няма да ви трябват кой знае какво - CD/DVD заготовка и кутия.
Първите ми експерименти в изучаването на спектъра бяха вдъхновени от този материал - Спектроскопия
Всъщност, благодарение на работата на автора, сглобих първия си спектроскоп от предавателна дифракционна решетка на DVD диск и картонена кутия за чай, а още по-рано беше достатъчно дебело парче картон със слот и предавателна решетка от DVD диск за мен.
Не мога да кажа, че резултатите бяха зашеметяващи, но беше напълно възможно да се получат първите спектри; снимки на процеса бяха спасени по чудо под спойлера
Снимки на спектроскопи и спектър
Първият вариант с парче картон
Втори вариант с кутия за чай
И заснетия спектър
Единственото нещо за мое удобство, той модифицира този дизайн с USB видеокамера, оказа се така:
снимка на спектрометъра
Веднага ще кажа, че тази модификация ме освободи от необходимостта да използвам камера на мобилен телефон, но имаше един недостатък: камерата не можеше да бъде калибрирана към настройките на услугата Spectral Worckbench (която ще бъде обсъдена по-долу). Поради това не успях да заснема спектъра в реално време, но беше напълно възможно да разпозная вече събрани снимки.
Да приемем, че сте закупили или сглобили спектроскоп съгласно инструкциите по-горе.
След това създайте акаунт в проекта PublicLab.org и отидете на страницата на услугата SpectralWorkbench.org След това ще ви опиша техниката за разпознаване на спектъра, която използвах аз.
Първо, ще трябва да калибрираме нашия спектрометър. За да направите това, ще трябва да получите моментна снимка на спектъра на флуоресцентна лампа, за предпочитане голяма таванна лампа, но енергоспестяваща лампа също ще свърши работа.
1) Щракнете върху бутона Заснемане на спектри
2) Качете изображение
3) Попълнете полетата, изберете файла, изберете ново калибриране, изберете устройството (можете да изберете миниспектроскоп или просто персонализиран), изберете дали вашият спектър е вертикален или хоризонтален, така че да е ясно, че спектрите в екранната снимка на предходната програма са хоризонтални
4) Ще се отвори прозорец с графики.
5) Проверете как се върти вашият спектър. Трябва да има син диапазон отляво, червен отдясно. Ако това не е така, изберете още инструменти – бутон за обръщане хоризонтално, след което виждаме, че изображението се е завъртяло, но графиката не, така че щракнете върху още инструменти – повторно извличане от снимка, всички пикове отново отговарят на реални пикове.
6) Натиснете бутона Calibrate, натиснете start, изберете синия пик директно на графиката (вижте екранната снимка), натиснете LMB и изскачащият прозорец се отваря отново, сега трябва да натиснете Finish и да изберете най-външния зелен пик, след което страницата ще се обнови и ще получим изображение с калибрирана дължина на вълната.
Сега можете да попълните други изследвани спектри; когато заявите калибриране, трябва да посочите графиката, която вече сме калибрирали по-рано.
Екранна снимка
Тип на конфигурираната програма
внимание! Калибрирането предполага, че впоследствие ще правите снимки със същото устройство, което сте калибрирали.Промяната на разделителната способност на изображенията в устройството, силното изместване на спектъра в снимката спрямо позицията в калибрирания пример може да изкриви резултатите от измерването.
Честно казано, редактирах малко снимките си в редактора. Ако някъде имаше светлина, затъмних околностите, понякога завъртях малко спектъра, за да получа правоъгълно изображение, но отново е по-добре да не променяте размера на файла и местоположението спрямо центъра на изображението на самия спектър .
Предлагам ви сами да разберете останалите функции като макроси, автоматично или ръчно регулиране на яркостта; според мен те не са толкова критични.
След това е удобно да прехвърлите получените графики в CSV, в които първото число ще бъде дробна (вероятно дробна) дължина на вълната, а разделени със запетая ще бъде средната относителна стойност на интензитета на радиация. Получените стойности изглеждат красиви под формата на графики, изградени например в Scilab
SpectralWorkbench.org има приложения за смартфони. Не ги ползвах. така че не мога да го оценя.
Пъстър ден във всички цветове на дъгата, приятели.
UPD: По молба на DrZugrik ще напиша допълнително, че вариантът с оборудване SpectralWorckbench е един от най-бюджетните, може да струва 500 вечно конвенционални единици.
Приятели, наближава петък вечер, това е прекрасно интимно време, когато под прикритието на примамлив здрач можете да извадите своя спектрометър и да измервате спектъра на лампа с нажежаема жичка цяла нощ, до първите лъчи на изгряващото слънце и когато слънцето изгрява, измерете спектъра му.
Защо все още нямате собствен спектрометър? Няма значение, нека отидем под разреза и да коригираме това недоразумение.
внимание! Тази статия не претендира да бъде пълноправен урок, но може би в рамките на 20 минути след като сте я прочели, ще сте разложили първия си радиационен спектър.
Човек и спектроскоп
Ще ви разкажа в реда, в който самият аз преминах през всички етапи, може да се каже от най-лошия към най-добрия. Ако някой веднага се фокусира върху повече или по-малко сериозен резултат, тогава половината от статията може безопасно да бъде пропусната. Е, хора с криви ръце (като мен) и просто любопитни хора ще се интересуват да прочетат за моите изпитания от самото начало.
В интернет има достатъчно материал за това как да сглобите спектрометър/спектроскоп със собствените си ръце от скрап материали.
За да се сдобиете със спектроскоп у дома, в най-простия случай няма да ви трябват кой знае какво - CD/DVD заготовка и кутия.
Първите ми експерименти в изучаването на спектъра бяха вдъхновени от този материал - Спектроскопия
Всъщност, благодарение на работата на автора, сглобих първия си спектроскоп от предавателна дифракционна решетка на DVD диск и картонена кутия за чай, а още по-рано беше достатъчно дебело парче картон със слот и предавателна решетка от DVD диск за мен.
Не мога да кажа, че резултатите бяха зашеметяващи, но беше напълно възможно да се получат първите спектри; снимки на процеса бяха спасени по чудо под спойлера
Снимки на спектроскопи и спектър
Първият вариант с парче картон
Втори вариант с кутия за чай
И заснетия спектър
Единственото нещо за мое удобство, той модифицира този дизайн с USB видеокамера, оказа се така:
снимка на спектрометъра
Веднага ще кажа, че тази модификация ме освободи от необходимостта да използвам камера на мобилен телефон, но имаше един недостатък: камерата не можеше да бъде калибрирана към настройките на услугата Spectral Worckbench (която ще бъде обсъдена по-долу). Поради това не успях да заснема спектъра в реално време, но беше напълно възможно да разпозная вече събрани снимки.
Да приемем, че сте закупили или сглобили спектроскоп съгласно инструкциите по-горе.
След това създайте акаунт в проекта PublicLab.org и отидете на страницата на услугата SpectralWorkbench.org След това ще ви опиша техниката за разпознаване на спектъра, която използвах аз.
Първо, ще трябва да калибрираме нашия спектрометър. За да направите това, ще трябва да получите моментна снимка на спектъра на флуоресцентна лампа, за предпочитане голяма таванна лампа, но енергоспестяваща лампа също ще свърши работа.
1) Щракнете върху бутона Заснемане на спектри
2) Качете изображение
3) Попълнете полетата, изберете файла, изберете ново калибриране, изберете устройството (можете да изберете миниспектроскоп или просто персонализиран), изберете дали вашият спектър е вертикален или хоризонтален, така че да е ясно, че спектрите в екранната снимка на предходната програма са хоризонтални
4) Ще се отвори прозорец с графики.
5) Проверете как се върти вашият спектър. Трябва да има син диапазон отляво, червен отдясно. Ако това не е така, изберете още инструменти – бутон за обръщане хоризонтално, след което виждаме, че изображението се е завъртяло, но графиката не, така че щракнете върху още инструменти – повторно извличане от снимка, всички пикове отново отговарят на реални пикове.
6) Натиснете бутона Calibrate, натиснете start, изберете синия пик директно на графиката (вижте екранната снимка), натиснете LMB и изскачащият прозорец се отваря отново, сега трябва да натиснете Finish и да изберете най-външния зелен пик, след което страницата ще се обнови и ще получим изображение с калибрирана дължина на вълната.
Сега можете да попълните други изследвани спектри; когато заявите калибриране, трябва да посочите графиката, която вече сме калибрирали по-рано.
Екранна снимка
Тип на конфигурираната програма
внимание! Калибрирането предполага, че впоследствие ще правите снимки със същото устройство, което е било калибрирано.Промяна на разделителната способност на изображенията в устройството; силно изместване на спектъра на снимката спрямо позицията в калибрирания пример може да изкриви резултатите от измерването.
Честно казано, редактирах малко снимките си в редактора. Ако някъде имаше светлина, затъмних околностите, понякога завъртях малко спектъра, за да получа правоъгълно изображение, но отново е по-добре да не променяте размера на файла и местоположението спрямо центъра на изображението на самия спектър .
Предлагам ви сами да разберете останалите функции като макроси, автоматично или ръчно регулиране на яркостта; според мен те не са толкова критични.
След това е удобно да прехвърлите получените графики в CSV, в които първото число ще бъде дробна (вероятно дробна) дължина на вълната, а разделени със запетая ще бъде средната относителна стойност на интензитета на радиация. Получените стойности изглеждат красиви под формата на графики, изградени например в Scilab
SpectralWorkbench.org има приложения за смартфони. Не ги ползвах. така че не мога да го оценя.
Пъстър ден във всички цветове на дъгата, приятели.
Здравейте всички! Гледате Fire TV! Днес ще направим спектрометър!
Вероятно всеки вече е чувал, че е много важно за здравето източниците на светлина в апартамента и на работното място да имат пълен спектър на светлина.
Но как да разберете какъв спектър има вашата крушка?
Ще ви трябва спектрометър. Купените от магазина са много скъпи, но домашните се правят много лесно и не изискват особена прецизност за изработка.
Дори ако имате два крака вместо ръце и двата са останали, пак можете да сглобите това нещо и то ще работи!
Първо, нека направим калъф от дебела хартия или картон. Вече проверих няколко опции и емпирично избрах необходимите размери. Ако изведнъж решите да сглобите едно и също нещо, начертах готова диаграма, която може да бъде изтеглена на моя уебсайт, отпечатана на обикновен лист хартия, изрязана и залепена.
Вътрешната повърхност не трябва да отразява светлината, в противен случай картината ще бъде преекспонирана.
Маркер ще свърши идеална работа. Нарисувах всички области на картона, които могат да бъдат изложени на светлина.
Сега имате нужда от дифракционна решетка. Тя е тази, която разделя светлинния лъч на спектър.
Можете да го получите от всеки CD, DVD или Blu-ray диск
Структурата на оптичните дискове е проектирана по такъв начин, че те имат малки неравности, които причиняват дифракция на светлината.
Щампованите дискове имат неравности под формата на малки линии, а презаписваемите празни дискове първоначално имат гладки канали.
По принцип няма значение какви дискове използвате, но е желателно тези бразди или неравности да са възможно най-често, DVD дисковете са най-добрият вариант.
Сега нека проведем прост експеримент. Светлината от електрическата крушка ще падне върху диска и част от нея ще се отрази под формата на малка дъга, това ще бъде спектърът на източника на светлина.
За да заснемете целия спектър, трябва да преместите камерата много близо.
Ето как изглежда спектърът на светлината, излъчвана от LED лампа.
А ето как изглежда спектъра на една енергоспестяваща лампа, разликата е огромна.
Но спектърът на обикновена лампа с нажежаема жичка показва, че в нейния спектър има много червен компонент.
Но това е спектърът на видимата светлина от ултравиолетова лампа, ясно е, че освен виолетово съдържа и зелено.
Сега нека сравним три различни заготовки:
Тук виждаме, че компактдискът има най-лош резултат, цветовете са твърде измити.
Разделянето на светлината в спектър може да се види, ако осветите фенерче в центъра на диска или поставите диска зад горяща свещ; получава се много красив ефект.
Да се върнем към нашия спектрометър!
Изрежете правоъгълно парче с подходящ размер.
След като дискът се изреже от всички страни, много лесно може да се раздели на две части огледална и прозрачна.
Трябва ни прозрачната част. Залепвам го за картона.
Сега внимателно залепвам тялото заедно.
Получи се добре, но както винаги капнах лепило върху най-важната част.
По принцип най-простото устройство за наблюдение на спектъра на светлината е готово.
Просто го насочете към всеки източник на светлина и погледнете пластмасовата плоча.
Ако облегнете получената кутия на камерата на вашия смартфон, можете да правите снимки и да анализирате спектъра от тях; по-късно ще ви покажа как да направите това.
Както можете да видите, чрез такова устройство спектърът се вижда по-ясно, това е особено забележимо при гледане на флуоресцентна лампа. Всички пикови стойности са по-ясно видими.
Правенето на снимки не е много удобно, много по-удобно е да анализирате източника на светлина в реално време!
За да направите това, просто трябва да облегнете уеб камерата директно върху пластмасовата плоча.
Също така беше възможно да се измисли стойка от картон, но реших да направя по-издръжлива версия на устройството от макетна пластмаса. Това е разпенена PVC пластмаса, един от любимите ми материали, лесно се реже и лесно се залепва със суперлепило. Можете да направите всичко от него, използвам го често и хората ме питаха как се казва и откъде да го вземат. Просто потърсете „PVC пяна“ или „фиктивна пластмаса“ и определено ще намерите това, от което се нуждаете.
Направих прибиращ се затвор в пластмасовия спектрометър, за да мога да регулирам количеството светлина, влизащо в устройството.
Направих малко тяло за фотоапарата, след като ръчно настроих фокуса му към обекти, намиращи се на около един метър от обектива му.
Корпусът с камерата го закрепям към основната част на апарата, така че да има малка цепка, в която може да се пъхне парче от диска, при нужда мога да ги сменя.
Залепвам тапа с прорез отзад, за да можете да избутате парче от диска от кутията за смяна.
За да стои устройството уверено и да може да се регулира ясно, прикрепих крака към него и ги закрепих към парче шперплат. Сега спектрометърът може да бъде насочен към източника на светлина и измерванията могат да се извършват спокойно.
По-нататъшна работа ще бъде извършена на този сайт, вие също ще намерите връзка към него в описанието.
Щракнете върху бутона „улавяне на спектъра“.
Преместваме устройството, така че да улавя по-добре светлината, регулираме затвора, за да регулираме яркостта и щракваме върху центъра на нашата дъга, така че жълтата ивица да премине възможно най-много през целия спектър. Стойностите под тази лента ще бъдат прочетени от камерата.
Щракнете върху синия бутон „старт“.
Виждаме как се появява графиката в реално време, но стойностите в нанометри не са напълно правилни, необходимо е калибриране.
На страницата, която се отваря, щракнете върху бутона „калибриране“.
Сега трябва да затегнете сините и зелените цветове, така че пиковите стойности да съвпадат приблизително с вашия спектър. Между другото, трябва само да калибрирате, като използвате светлината на енергоспестяващи флуоресцентни лампи; те имат най-прекъснатия спектър и могат да се видят пикови стойности.
След като синият и зеленият цвят са преместени на мястото си, натискаме отново бутона „улавяне на спектъра“ и получаваме спектър с калибрирани стойности.
Ако преместите затвора, можете да видите как се променя яркостта.
Инсталирах лампа с нажежаема жичка и видях, че в спектъра й има твърде много синьо, но това не може да се случи, лампите с нажежаема жичка имат преобладаващ червен цвят в спектъра.
Спомних си, че парчето DVD диск не беше прозрачно, а леко лилаво. Това беше достатъчно, за да измести силно спектъра към синьото. Трябваше да изрежа друг диск и да намеря прозрачна пластмаса, която да не създава изкривявания на цвета.
След смяна и калибриране всичко се върна към нормалното, в спектъра на лампата с нажежаема жичка вече има много червено и малко синьо.
Спектърът на LED лампата е много подобен на лампата с нажежаема жичка.
А сега и лазерната показалка!
Трудно е да се получи стабилна стойност, но все пак можете да видите, че основният пик е при около 650 нанометра.
Това отговаря на декларираните характеристики, посочени на етикета. 650 плюс или минус 10 нанометра.
И нека отново да погледнем ултравиолетовата лампа.
Камерата записва само видимия спектър на светлината и може да види само синьо, виолетово и малко зелено.
Изглежда, че сме подредили видеозаписа на спектъра, но какво да правим със снимките, направени на телефона?
Отварям получените снимки в графичен редактор, избирам най-красивата част от спектъра и я разтягам във височина. Важно е синята част на спектъра да е отляво или отгоре, това е необходимо за анализ.
След това го качвам на уебсайта и го калибрирам както преди.
Спектърът на флуоресцентна лампа е лесен за калибриране, но със спектри от други лампи ще трябва да опитате.
По принцип, ако оправите телефона и снимате първо луминесцентна лампа, а след това и други източници на светлина, без да мърдате телефона, за да не се изгуби нищо, тогава можете да изследвате и техния спектър доста точно.
Използването на сайта за анализ на спектъра не е много удобно, но не намерих други опции.Ако имате идеи как да анализирате спектъра по по-удобен метод, не забравяйте да ги напишете в коментарите.
Това е всичко за мен, до нови срещи, чао!
