• ??retici

Arkada?lar, Cuma ak?am? yakla??yor, bu, ?ekici bir alacakaranl???n ?rt?s? alt?nda, spektrometrenizi ??kar?p, y?kselen g?ne?in ilk ???nlar?na kadar b?t?n gece akkor lamban?n spektrumunu ?l?ebilece?iniz harika ve samimi bir zamand?r ve G?ne? do?du?unda spektrumunu ?l??n.
Neden h?l? kendi spektrometreniz yok? ?nemli de?il, hadi kesimin alt?na girelim ve bu yanl?? anla??lmay? d?zeltelim.
Dikkat! Bu makale tam te?ekk?ll? bir e?itim gibi g?r?nm?yor, ancak belki de onu okuduktan sonra 20 dakika i?inde ilk radyasyon spektrumunuzu ayr??t?rm?? olacaks?n?z.

Adam ve spektroskop

Size en k?t?s?nden en iyisine kadar t?m a?amalar? kendim ge?ti?im s?rayla anlataca??m. Birisi hemen az ?ok ciddi bir sonuca ula?may? hedefliyorsa, makalenin yar?s? g?venle atlanabilir. Eh, ?arp?k ellere sahip insanlar (benim gibi) ve sadece merakl? insanlar, en ba??ndan beri benim ?ilelerimi okumakla ilgilenecekler.
Hurda malzemelerden kendi ellerinizle bir spektrometre/spektroskopun nas?l monte edilece?ine dair internette yeterli miktarda malzeme dola?maktad?r.
Evde bir spektroskop edinmek i?in en basit durumda ?ok fazla bir ?eye ihtiyac?n?z olmayacak; bo? bir CD/DVD ve bir kutu.
Spektrumu incelemeye y?nelik ilk deneylerim bu materyalden ilham ald? - Spektroskopi

Asl?nda yazar?n ?al??mas? sayesinde ilk spektroskopumu bir iletim k?r?n?m ?zgaras?ndan olu?turdum DVD diski Ve karton kutu?ay?n alt?ndan ve hatta ondan ?nce bile ihtiyac?m olan tek ?ey, bir DVD diskinden bir yuva ve ge?irgen bir ?zgaraya sahip kal?n bir karton par?as?yd?.
Sonu?lar?n ?arp?c? oldu?unu s?yleyemem ama ilk spektrumlar? elde etmek olduk?a m?mk?nd?; s?recin foto?raflar? mucizevi bir ?ekilde spoiler alt?na kaydedildi.

Spektroskoplar?n ve spektrumun foto?raflar?

Bir karton par?as?yla ilk se?enek

?ay kutusuyla ikinci se?enek

Ve yakalanan spektrum

Bana kolayl?k sa?layacak tek ?ey, onu de?i?tirdi bu tasar?m USB video kamera, ?u ?ekilde ortaya ??kt?:

spektrometrenin foto?raf?

Hemen s?yleyeyim, bu de?i?iklik beni kameray? kullanma zorunlulu?undan kurtard? cep telefonu, ancak bir dezavantaj vard?: Kamera, Spectral Workbench hizmetinin (a?a??da tart???lacakt?r) ayarlar?na g?re kalibre edilemedi. Bu nedenle spektrumu ger?ek zamanl? olarak yakalayamad?m ancak ?nceden toplanm?? foto?raflar? tan?mak olduk?a m?mk?nd?.

Diyelim ki yukar?daki talimatlara g?re bir spektroskop sat?n ald?n?z veya monte ettiniz.
Bundan sonra olu?tur hesap PublicLab.org projesinde ve SpectralWorkbench.org hizmet sayfas?na gidin. Daha sonra size kendi kulland???m spektrum tan?ma tekni?ini anlataca??m.
?ncelikle spektrometremizi kalibre etmemiz gerekecek, bunu yapmak i?in spektrumun anl?k g?r?nt?s?n? alman?z gerekecek. floresan lamba tercihen b?y?k bir tavan lambas?, ancak enerji tasarruflu bir lamba da i?e yarayacakt?r.
1) Spektrumu yakala d??mesine t?klay?n
2) Resim Y?kle
3) Alanlar? doldurun, dosyay? se?in, yeni kalibrasyonu se?in, cihaz? se?in (mini bir spektroskop veya sadece ?zel se?ebilirsiniz), spektrumunuzun dikey mi yoksa yatay m? olaca??n? se?in, b?ylece ekran g?r?nt?s?ndeki spektrumlar?n net olmas? sa?lan?r. ?nceki program?n yatay oldu?u
4) Grafiklerin oldu?u bir pencere a??lacakt?r.
5) Spektrumun nas?l d?nd?r?ld???n? kontrol edin. Solda mavi, sa?da k?rm?z? bir aral?k olmal?d?r. Durum b?yle de?ilse, daha fazla ara? se?in - yatay olarak ?evir d??mesini se?in, ard?ndan g?r?nt?n?n d?nd???n? ancak grafi?in d?nmedi?ini g?r?r?z, bu nedenle daha fazla araca t?klay?n - foto?raftan yeniden ??kart?n, t?m tepe noktalar? yeniden ger?ek tepe noktalar?na kar??l?k gelir.

6) Kalibre Et d??mesine bas?n, ba?lat'a bas?n, do?rudan grafikteki mavi tepe noktas?n? se?in (ekran g?r?nt?s?ne bak?n), LMB'ye bas?n ve a??l?r pencere tekrar a??l?r, ?imdi bitir tu?una basmam?z ve en d??taki ye?il tepe noktas?n? se?memiz gerekiyor, ard?ndan sayfa yenilenecek ve kalibre edilmi? bir dalga boyu g?r?nt?s? elde edece?iz.
Art?k incelenmekte olan di?er spektrumlar? doldurabilirsiniz; kalibrasyon talebinde bulunurken daha ?nce kalibre etti?imiz grafi?i belirtmeniz gerekir.

Ekran g?r?nt?s?

Yap?land?r?lm?? program?n t?r?

Dikkat! Kalibrasyon, kalibre etti?iniz ayn? cihazla daha sonra foto?raf ?ekece?inizi varsayar. Cihazdaki g?r?nt?lerin ??z?n?rl???n? de?i?tirmek, foto?raftaki spektrumda kalibre edilen ?rnekteki konuma g?re g??l? bir kayma ?l??m sonu?lar?n? bozabilir.
A??k?as? edit?rde resimlerimi biraz d?zenledim. Bir yerde ???k varsa, ?evreyi karartt?m, bazen dikd?rtgen bir g?r?nt? elde etmek i?in spektrumu biraz d?nd?rd?m, ancak bir kez daha, dosya boyutunu ve spektrumun kendi g?r?nt?s?n?n merkezine g?re konumunu de?i?tirmemek daha iyidir. .
Makrolar, otomatik veya manuel parlakl?k ayar? gibi geri kalan i?levleri kendiniz ??zmenizi ?neririm, bence o kadar da kritik de?iller.
Daha sonra elde edilen grafikleri CSV'ye aktarmak uygundur; burada ilk say? kesirli (muhtemelen kesirli) bir dalga boyu olacakt?r ve virg?lle ayr?lm?? olarak radyasyon yo?unlu?unun ortalama ba??l de?eri olacakt?r. Elde edilen de?erler, ?rne?in Scilab'da olu?turulmu? grafikler ?eklinde g?zel g?r?n?yor

SpectralWorkbench.org'un ak?ll? telefonlar i?in uygulamalar? var. Onlar? kullanmad?m. bu y?zden de?erlendiremiyorum.

G?kku?a??n?n t?m renkleriyle rengarenk bir g?n ge?irmenizi dileriz arkada?lar.

Kanallardaki videoyu mutlaka izleyin (tematik ?alma listeleri var):

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

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

L?tfen ilk kanalda 1000 abone ve her biri en az 4000 saat izlenme kazanmama yard?m edin ge?en sene Bunu yapmak i?in her birinde en az bir videoyu tam olarak izleyin!

Bu g?zel resim yay?lan ???k ve k?z?l?tesi spektrumun bir foto?raf?d?r sodyum lambas? y?ksek bas?n? NLVD tipi DNAT(Ark Sodyum Boru ?eklinde). ?e?itli spektrumlar? g?r?nt?lemek ve foto?raflamak i?in a?a??dakilere sahip olmak yeterlidir: dijital kamera ve ?zel olarak haz?rlanm?? bir CD-R veya DVD-R. ?kincisi, ?zellikle k?rm?z?n?n parlakl???n? azalt?r. CD-R mavinin parlakl???n? azalt?r ve daha d???k ??z?n?rl?k verir. ?lk foto?raf DVD-R ile ?ekildi.

?ki sar? ?izgi, dalga boylar? 588,995 ve 589,5924 nm olan sodyum ikilisidir. ?kinci ikili k?z?l?tesi 818.3 ve 819.4 nm'dir.

Spektrum grafi?i.

?imdi disklerin haz?rlanmas?yla ilgili birka? s?z. Lensi tamamen kapatman?za izin veren bir par?ay? diskten kesmeniz gerekir.

Resimdeki DVD-R mor. ?htiyac?m?z var ?effaf k?r?n?m ?zgaras?, bu y?zden yaz?lar?n yan taraf?ndaki CD-R'ye geni? bant yap??t?r?yoruz. Onu y?rt?p bantla birlikte disk kaplamas?n? ??kar?yoruz. DVD-R ile bu daha da kolayd?r; kesilen par?a kolayca iki par?aya ayr?labilir; bunlardan birine ihtiyac?m?z var.

?imdi yard?m?yla ?ift tarafl? bant a?a??daki foto?raftaki gibi k?r?n?m ?zgaras?n? merce?e yap??t?rman?z gerekir. Katman?n koptu?u taraf?n kar?? taraf?na yap??t?rman?z gerekiyor, ??nk?... katman?n alt?ndaki y?zey mercek nedeniyle kolayca kirlenecek ve temizlendikten sonra spektrum g?r?nt?s?n?n kalitesi k?t?le?ecektir.

Sonu?, ???k kaynaklar?n? belirli bir mesafeden incelemek i?in en uygun olan basit bir spektroskoptu.

Yaln?zca g?r?n?r spektrumu de?il ayn? zamanda k?z?l?tesi ve baz? durumlarda ultraviyoleyi de ke?fetmek istiyorsak, IR ???nlar?n? kameradan engelleyen filtreyi kald?rmak gerekir. ?unu belirtmekte yarar var IR ve UV spektrumunun bir k?sm? g?zle g?r?lebilir yeterince y?ksek bir radyasyon yo?unlu?unda (lazer noktalar? 780 ve 808 nm, karanl?kta LED kristal 940 nm). 760 nm ve 555 nm dalga boylar? i?in ayn? g?rsel duyunun sa?lanmas? gerekiyorsa, 760 nm i?in radyasyon ak?s? 20.000 kat daha g??l? olmal?d?r. Ve 365 nm i?in milyon kat daha g??l?d?r.

S?cak Ayna ad? verilen ve matrisin ?n?nde yer alan filtreye d?nelim. Kamera g?vdesini a?man?z, matrisi merce?e ba?layan vidalar? s?kmeniz, filtreyi ??karman?z ve kameray? ters s?rayla monte etmeniz gerekir. S?cak Ayna ?una benzer:

Kameralardan 2 sol filtre. Pembe par?lt?lar? var ve turkuaz farkl? bir a??dan g?r?n?yor. IR'ye ek olarak k?smen veya tamamen geciktirebilirler. ultraviyole ???nlar?. Bu nedenle, bunlar?n kald?r?lmas? yaln?zca k?z?l?tesi foto?raf??l???n de?il ayn? zamanda ultraviyole, e?er kameran?n optikleri ve matrisi izin veriyorsa. UV foto?raf??l???nda g?r?n?r ????? engellemek i?in UV ge?i? filtreleri kullan?l?r.

?imdi spektrumlar? foto?raflama s?recine ge?elim. Oda karanl?k olmal?; ayr?ca kameran?n yak?n?nda siyah bir ekran, oday? minimum d?zeyde ayd?nlatan bir nokta veya yar?k ???k kayna?? kullanabilirsiniz. Kameray? a?t???m?zda, iki b??ak aras?ndaki dar bir yar?ktan parlayan 405 nm lazer ?rne?ini kullanan bu g?r?nt?y? g?rece?iz:

Merkezi nokta lazerin kendisidir. ?ki ?izgi onun spektrumudur. Bunlardan herhangi birini kullanabilirsiniz. Bunu yapmak i?in kameray? ?evirip yak?nla?t?rman?z gerekir. Kameray? hareket ettirmeye devam edersek ikinci, ???nc? vb. birka? sat?r? daha g?rece?iz. spektrum d?zenleri. Baz? durumlarda giri?imde bulunabilirler; ?rne?in ikinci dereceden ye?il ?izgi, 1064 nm k?z?l?tesi ?izgiyle ?rt???r. Bu, IR radyasyonunu kesen bir filtreye sahip olmayan ye?il bir lazerin spektrumunda meydana gelir. Filtre foto?raf?nda sa? alttad?r. Kaplamay? kald?rmak i?in k?rm?z? bir filtre kulland?m. Bu ?rne?in etiketli dalga boylar?na sahip foto?raf?:

G?r?ld??? gibi ikinci dereceden ye?il ?izgi 1064 nm ?izgisini tamamen kaps?yordu. A sonraki foto?raf 808 nm ve 1064 nm'de yaln?zca iki IR hatt?n?n kald??? ye?il ???k bloke edilmi?tir. ?mzalamad?m ??nk?... Konumu ?nceki foto?rafla ayn?.

Bir radyasyon kayna??n?n, bilinen bir dalga boyunun ve birden fazla bilinmeyenin bulundu?u bir g?r?nt?den bunlar kolayca belirlenebilir. ?rne?in, Photoshop'ta altyaz?l? bir foto?raf? a??n. Kullanarak cetvel arac? lazerden 532 ?izgisine olan mesafeyi ?l??yoruz. 1876 piksele e?ittir. Lazerden dalga boyunu bilmek istedi?imiz ?izgiye olan mesafeyi 808'e kadar ?l??yoruz. Mesafe 2815 nm'dir. 532*2815/1876 = 798 nm hesapl?yoruz. Lens optiklerinin bozulmas? nedeniyle yanl??l?k meydana gelir. Maksimum optik yak?nla?t?rmada hata azal?r. Ayr?ca 808 nm lazerin 802 nm civar?nda daha k?sa bir dalga boyu yayd??? ve besleme ak?m? azald?k?a daha k?sa bir dalga boyuna sahip oldu?u da g?zlemlenmi?tir.

Ve foto?rafta bir radyasyon kayna?? olmadan di?er iki dalga boyunu bilerek bunu belirleyebilirsiniz. 532'den 1064'e kadar olan sat?r?n uzunlu?unu ?l??yoruz, 1901 p var. 532'den 808'e kadar 939 p ??k?yor. (1064-532)/1901*939+532=795 nm.

Ancak en kolay yol, bir foto?raf? bilinen iki ?izgiyle kar??la?t?rmakt?r. ?l?ek. Bu durumda hi?bir ?ey saymaya gerek yok.

Sonraki akkor lamba spektrumu G?ne?'in spektrumuna ?ok benzeyen ancak ?unlar? i?ermeyen Fraunhofer hatlar?. ?lgin? bir ?ekilde, kamera 800 nm'ye kadar k?z?l?tesi radyasyonu turuncu olarak g?r?nt?lerken, 800 nm'nin ?zerinde mor renkte g?r?n?r.

Beyaz LED spektrumu yine s?reklidir, ancak ye?il b?lgenin ?n?nde bir e?ime ve mavi b?lgede 450-460 nm'lik bir zirveye sahiptir; bu, sar? bir fosforla kaplanm?? kar??l?k gelen bir mavi LED'in kullan?lmas?ndan kaynaklan?r. Daha y?ksek renk s?cakl??? LED, mavi tepe noktas? ne kadar y?ksek olursa. Ultraviyole radyasyon i?ermez ve k?z?l?tesi ???nlar akkor lamban?n spektrumunda mevcut olan.

Ancak so?uk katot lamba spektrumu monit?r?n arka ?????ndan. Y?netilir ve do?ru bir ?ekilde tekrarlan?r floresan lamba spektrumu. Spektrumun IR k?sm? CFL'den al?narak elde edilmi?tir. en iyi kalite g?r?nt?ler.

?imdi devam edelim ultraviyole lamba siyah ???k veya ayn? zamanda denildi?i gibi Wood'un lambas?. Yumu?ak, uzun dalga ultraviyole ???k yayar. Foto?raf ??yle ??kt?:

Spektrum k?z?l?tesi radyasyon floresan lambalar, CCFL, Wood neredeyse ayn?. Yaln?zca ikincisi g?r?n?r aral??a en yak?n birka? ?izgiden yoksundur. IR ???nlar? en yo?un olarak lambalar?n filamanlar?n bulundu?u k?s?mlar?ndan yay?l?r. Foto?raf bir ka??t spektroskop arac?l???yla ?ekilmi?tir; bunun hakk?nda daha fazla bilgiyi a?a??da bulabilirsiniz.

Ka??ttan yap?lm?? spektroskop.

Bu spektroskop, spektrumun g?zle g?r?nt?lenmesi i?in ?ok uygundur. Telefon kameralar? gibi farkl? kameralarla da kullan?labilir. ?ki ?e?idi var.

1. K?r?n?m ?zgaras? yoluyla iletim yoluyla ?al???r. Bunun i?in yukar?da a??kland??? gibi diskler haz?rlaman?z gerekir. Dosya Bas?lmas?, kesilmesi, katlanmas? ve yap??t?r?lmas? gereken bir ?izim i?erir. Montaj resimleri g?r?lebilir.

2. K?r?n?m ?zgaras?ndan yans?ma ?zerinde ?al???r. Diskleri katmanlar?na ay?rman?za gerek yoktur, ancak diskin i?indeki yeniden yans?malar nedeniyle, spektrumda olmamas? gereken, lazerlerden gelen parlak ?izgilerin yan?nda soluk kopyalananlar g?r?necektir. Bir CD'nin parlak katman?n? ba?ka bir y?zeye aktar?p ayn? p?r?zs?z kalmas?n? sa?lamak ?ok zordur. Bu nedenle her iki taraf? da ayn? yanard?ner y?zeye sahip bir CD kullanman?z gerekir. Normal disklerde yaz?tlar?n bulundu?u tarafta ?effaf tabakay? bant kullanarak y?rtman?z gerekir. Parlak tabakan?n disk ?zerinde kalmas? ?nemlidir. Bunu diskin yar?s?yla (kenardan merkeze) yapmay? ba?ard?m, bu spektroskop i?in yeterliydi. ?effaf tabakay? y?rtmazsan?z, tekd?ze spektrum, d?n???ml? koyu ?izgilerle s?reksiz g?r?necektir.

Yazd?rma dosyas?. Montaj yard?m?.

Spektroskopa yap??t?r?lm?? ekstra halka, kamera merce?i ?zerinde tutuldu?u. I??k kayna?? ile spektroskop aras?na yerle?tirilmesi tavsiye edilir mat film veya prizma foto?raftaki gibi iki mat kenarl? daha iyi da??t?m Sveta. ?? mekan spektroskop, parlamayan siyah ka??ttan, ikinci bir folyo katman?ndan ve ?st?ne ?izimin bas?ld??? d?z ka??ttan yap?lm??t?r. I????n girdi?i taraf siyaha boyanabilir, b?ylece UV ve mor ???n?m ka??d?n beyaz renkte parlayarak resmin bozulmas?na neden olmaz.

Bu spektroskopun yard?m?yla net ve parlak foto?raf ?ekmek m?mk?n oldu neon g?sterge ????? spektrumu. Su ?s?t?c?lar?n, sobalar?n ve di?er cihazlar?n ?al??ma g?stergelerindeki anahtarlar? ayd?nlatmak i?in kullan?l?rlar.

Sadece lazerler spektrumun ince bir ?izgisini sa?lamaz. Tel bir NaCl tuzu ??zeltisine bat?r?l?r ve daha sonra bir gaz turbo br?l?r?n veya ?akma??n ate?ine sokulursa, ortaya ??kacakt?r. 588.995 ve 589.5924 nm dalga boylar?na sahip sar? par?lt?.

Baz? turbo ?akmaklarda lityum i?eren bir plaka bulunur. Alevleri renklendiriyor 670,78 nm ?izgiyle k?rm?z? renk.

A?a??da lazer ?izgileriyle birlikte bu spektral ?izgilerin bir foto?raf? bulunmaktad?r: ye?il 532 nm, k?rm?z? 663 nm, k?z?l?tesi 780 nm ve 808 nm.

Yukar?da a??klanan sar? ?????n kullan?lmas? uygundur. bir k?r?n?m ?zgaras?n?n periyodunun belirlenmesi Lazerin yoklu?unda ve ???k kaynaklar?n?n dalga boyunun hesaplanmas?. A?a??daki ?ekildeki en basit cihaz, birine bir k?r?n?m ?zgaras?n?n tak?ld??? iki cetvelden olu?ur ve ikincisinin ?zerinde iki b??aktan olu?an dar bir yar?k bulunur. K?r?n?m ?zgaras?ndan yar?kl? ekrana (cetvel) ve yar?ktan (maksimum s?f?r?nc? s?ra) birinci derece maksimuma kadar milimetre cinsinden mesafeler kullan?l?r. ?lk resimde, dalga boyu bilinen bir ???k kayna??ndaki k?r?n?m ?zgaras?n?n i?inden bak?yorsunuz. B?ylece, bu g?r?nt?n?n alt?ndaki form?l? kullanarak k?r?n?m ?zgaras?n?n periyodunu hesaplayabilir ve ard?ndan ayn? y?ntemi kullanarak, ancak ikinci rakam?n alt?ndaki form?l? kullanarak dalga boyunu belirleyebilirsiniz. Lazer dalga boyunun belirlenmesini biraz farkl? bir ?ekilde g?steriyor: Lazer, bir k?r?n?m ?zgaras?ndan ge?erek bir cetvelin ?zerine parl?yor. Bu durumda bo?lu?a gerek yoktur. Memeden bir k?r?n?m ?zgaras? kulland?m " y?ld?zl? g?ky?z?"ile birlikte gelen lazer i?aret?i. ?ki ?zgara var ancak noz?l s?k?ld? ve bir ?zgara ??kar?ld?. CD k?r?n?m ?zgaras? hi? uygun de?ildi ??nk?... 100 nm'lik b?y?k bir hata verdi.

A?a??daki foto?raf nadir bir ???k kayna??na aittir: y?ld?r?m. Spektrum, bu kamera i?in s?n?r olan UV aral???na yakla??k 373 nm'ye kadar uzan?r.

Bir futbol sahas?n? ayd?nlatan beyaz de?arj lambas?n?n spektrumu.

Spektrum foto?raf??l??? UV LED'i 365nm 3 W KW-UV-3WS-B KonWin.

365 nanometre dalga boyuna sahip bir LED a?a??daki kristale sahiptir:

Beyaz ?????n yan? s?ra ultraviyole ???k da yayar. Kapal? bir LED'in ?zerine siyah ???kl? bir lamba tutarsan?z, kristal, LED'in kendisi ?al???rken oldu?u gibi ayn? ay beyaz ?????yla, ancak daha az parlakl?kla floresans vermeye ba?lar. Bu etkinin LED'lerin saf 365 nm - 370 nm emisyon ?retmesini engelledi?i g?r?l?yor.

Diyagramda: 1 - radyasyon kayna??, 2,4 - y?nlendirme optikleri, 3 - giri? diyafram?, 5 - sabit ayna, 6 - hareketli ayna, 7 - ayna s?r?c?s?, 8 - ???n ay?r?c? plaka, 9 - referans kanal lazeri, 10 - referans fotodedekt?r kanal?, 11 - odaklama opti?i, 12 - sinyal fotodetekt?r?.

Hareketli aynan?n hareket h?z?n? stabilize etmek ve spektrometrenin mutlak dalga boyu de?erlerine "ba?l?" olmas?n? sa?lamak i?in, bir lazer ve onun fotodetekt?r?nden (?emada 9 ve 12) olu?an bir referans kanal? spektrometreye dahil edilir. Bu durumda lazer bir dalga boyu standard? g?revi g?r?r. Y?ksek kaliteli spektrometreler bu ama?lar i?in tek frekansl? gaz lazerlerini kullan?r. Sonu? olarak dalga boyu ?l??mlerinin do?rulu?u ?ok y?ksektir.

Fourier spektrometrelerinin klasik spektrometrelere g?re ba?ka avantajlar? da vard?r.
?nemli ?zellik Fourier spektrometreleri - tek bir fotodetekt?r kullan?ld???nda bile t?m spektral elementler ayn? anda kaydedilir; bu, element baz?nda mekanik taramaya (Falgett kazanc?) k?yasla bir enerji kazanc? sa?lar.

Fourier spektrometreleri optik yar?klar?n kullan?lmas?n? gerektirmez; ?o?u ???k ak?s? Bu a??kl?k oran?nda b?y?k bir kazan? sa?lar (Jacquinot kazanc?).

Fourier spektrometrelerinde, k?r?n?m ?zgaral? spektrometrelerde oldu?u gibi, incelenen radyasyonun spektral aral??? ?ok geni? olabilece?inden ve fotodetekt?r ve ???n ay?r?c?n?n parametreleri taraf?ndan belirlendi?inden dolay?, spektrumlar?n ?rt??mesi sorunu yoktur.

Fourier d?n???m? spektrometrelerinin ??z?n?rl??? geleneksel spektrometrelerden ?ok daha y?ksek olabilir. Hareketli aynan?n yol fark? D ile belirlenir. ??z?lm?? dalga aral??? ?u ifadeyle belirlenir: dl = l^2/D

Bununla birlikte ?nemli bir dezavantaj da vard?r; spektrometrenin b?y?k mekanik ve optik karma??kl???. Giri?imin olu?mas? i?in her iki giri?im?l?er aynas?n?n birbirine ?ok hassas bir ?ekilde dik olmas? gerekir. Bu durumda aynalardan birinin uzunlamas?na titre?ime u?ramas? gerekir, ancak dikli?in de ayn? hassasiyetle korunmas? gerekir. Y?ksek kaliteli spektrometrelerde baz? durumlarda hareket s?ras?nda hareketli aynan?n e?imini telafi etmek i?in sabit ayna piezoelektrik akt?at?rler kullan?larak e?ilir. Ak?m e?imi hakk?nda bilgi edinmek i?in lazerden gelen referans ???n?n?n parametreleri ?l??l?r.

Pratik

Evde bir Fourier spektrometresi yapman?n m?mk?n olup olmad???ndan kesinlikle emin de?ildim. gerekli makineler(daha ?nce de belirtti?im gibi, mekanikler en ?ok zor k?s?m spektrometre). Bu nedenle spektrometre a?amalar halinde in?a edildi.

Spektrometrenin en ?nemli par?alar?ndan biri sabit ayna tertibat?d?r. Montaj i?lemi s?ras?nda ayarlanmas? (sorunsuz hareket etmesi) gereken ?ey budur. Aynay? iki eksen boyunca e?me ve aynan?n e?ilmemesi gerekirken tam olarak uzunlamas?na y?nde (neden - a?a??) hareket ettirme yetene?inin sa?lanmas? gerekliydi.

Sabit ayna d?zene?inin temeli, mikrometrik vidal? tek eksenli bir tablayd?. Bu d???mlere zaten sahiptim, sadece onlar? birbirine ba?lamam gerekiyordu. Bo?luksuz bir ba?lant? i?in, tablan?n taban?nda bulunan bir yay ile tablay? mikrometre vidas?na do?ru bast?rd?m.

K?r?k bir teodolitten al?nan ?? ayar vidas?n? kullanarak yapt?m. Yap??t?r?lm?? aynal? metal bir plaka, yaylar taraf?ndan bu vidalar?n u?lar?na bast?r?l?r ve vidalar, vidalanm?? metal bir k??eye sabitlenir.
masa.

Tasar?m foto?raflardan a??k?a g?r?l?yor:

Ayna ayar vidalar? ve mikrometre vidas? g?r?lmektedir.

Aynan?n kendisi ?nden g?r?lebilir. Taray?c?dan al?nd?. Aynan?n ?nemli bir ?zelli?i, ayna kaplamas?n?n aynan?n ?n taraf?nda olmas? ve giri?im ?izgilerinin ?arp?k olmamas? i?in ayna y?zeyinin olduk?a kaliteli olmas? gerekti?idir.

?stten g?r?n?m:

Tablay? mikrometre vidas?na bast?ran yaylar ve aynal? tablan?n k??eye sabitlenmesi g?r?lmektedir.

Foto?raflardan da g?rebilece?iniz gibi, sabit ayna d?zene?i bir sunta levhaya tutturulmu?tur. Ah?ap taban interferometre - a??k?a hay?r en iyi ??z?m ama evde metalden yapmak sorunluydu.

Art?k evde parazit alma olas?l???n? kontrol edebilirsiniz - yani bir interferometre monte edebilirsiniz. Zaten bir aynam?z var, bu y?zden ikinci bir test aynas? ve ???n ay?r?c? eklememiz gerekiyor. I??n b?l?c? bir k?p?m vard? ve onu kulland?m, ancak interferometredeki k?p ???n b?l?c? plakadan daha k?t? ?al???yor - kenarlar? ek ???k yans?malar? sa?l?yor. Sonu? ?u tasar?md?:

I??k k?p?n aynaya bakmayan y?zlerinden birine y?nlendirilmelidir ve di?erinden giri?im g?zlemlenebilir.

Montajdan sonra aynalar ?ok dik de?ildir ve bu nedenle ilk ayarlaman?n yap?lmas? gerekir. D???k g?? kullanarak yapt?m lazer diyot Y?nlendirici bir merce?e ba?l? olmas? yeterlidir b?y?k ?ap. Kristale do?rudan bakabilmeniz i?in lazere ?ok k???k bir ak?m?n uygulanmas? gerekir. Sonu? bir nokta ???k kayna??d?r.

Lazer, interferometrenin ?n?ne monte edilir ve aynalardaki yans?malar? k?p arac?l???yla g?zlemlenir. G?zlem kolayl??? i?in k?pe bir prizma takt?m ve k?pten ??kan radyasyonu yukar? do?ru y?nlendirdim. ?imdi ayna ayar vidalar?n? ?evirerek lazerin g?r?nen iki yans?mas?n? tek bir yans?mada birle?tirmeniz gerekiyor.

Maalesef bu s?recin foto?raflar? bende yok ve ?ok net g?r?nm?yor - parlama nedeniyle k?pte bir?ok parlak nokta g?r?n?yor. Ayar vidalar?n? d?nd?rmeye ba?lad???n?zda her ?ey daha da netle?iyor; baz? noktalar hareket etmeye ba?larken di?erleri yerinde kal?yor.

Aynalar yukar?da a??kland??? gibi hizaland?ktan sonra lazer g?c?n? art?rmak yeterlidir - ve i?te burada giri?im! Makalenin ba??ndaki foto?raftakiyle neredeyse ayn? g?r?n?yor. Ancak lazer radyasyonunu g?zlerinizle g?zlemlemek tehlikelidir, bu nedenle giri?imi g?rmek i?in k?p?n arkas?na bir t?r ekran takman?z gerekir. Parazit sa?aklar?n?n g?r?lebildi?i basit bir ka??t par?as? kulland?m - lazerin g?c? ve tutarl?l???, yeterince kontrastl? bir g?r?nt? olu?turmak i?in yeterli. Ayna ayar vidalar?n? ?evirerek ?eritlerin geni?li?ini de?i?tirebilirsiniz - a??k?as? ?ok dar ?eritleri g?zlemlemek sorunludur. ?nterferometre ne kadar iyi ayarlan?rsa bantlar da o kadar geni? olur. Ancak daha ?nce de belirtti?im gibi aynalar?n en ufak bir sapmas? hizalaman?n bozulmas?na neden oluyor ve dolay?s?yla ?izgiler ?ok dar ve ay?rt edilemez hale geliyor. Ortaya ??kan interferometrenin deformasyonlara ve titre?imlere kar?? hassasiyeti ?ok b?y?kt?r; taban tahtas?n?n herhangi bir yerine basman?z yeterlidir ve ?izgiler hareket etmeye ba?lar. Odadaki ayak sesleri bile hatlar?n titremesine neden oluyor.

Bununla birlikte, e?evreli lazer ?????n?n giri?imi hen?z Fourier d?n???m? spektrometresinin ?al??mas? i?in gerekli olan ?ey de?ildir. B?yle bir spektrometre, beyaz dahil herhangi bir ???k kayna??yla ?al??mal?d?r. Beyaz ?????n tutarl?l?k uzunlu?u yakla??k 1 mikrondur.
LED'ler i?in bu de?er daha b?y?k olabilir - birka? on mikrometre. Giri?im?l?er, yaln?zca aynalar?n her biri ile ???n ay?r?c? aras?ndaki ???k ???nlar?n?n yolu aras?ndaki fark, ???n?m?n tutarl?l?k uzunlu?undan daha az oldu?unda bir giri?im deseni olu?turur. Bir lazer i?in, hatta yar? iletken bile olsa, b?y?kt?r - birka? milimetreden fazlad?r, bu nedenle aynalar ayarland?ktan hemen sonra parazit meydana gelir. Ancak bir LED'den bile parazit elde etmek ?ok daha zordur - aynay? bir mikrometre vidas?yla uzunlamas?na y?nde hareket ettirerek ???nlar?n yolundaki fark?n istenen mikron aral???na d??mesini sa?laman?z gerekir.

Ancak daha ?nce de s?yledi?im gibi, ?zellikle yeterince b?y?k (y?zlerce mikron) hareket ederken, sahnenin yeterince kaliteli mekani?i nedeniyle ayna hafif?e d?nebilir, bu da paraziti g?zlemleme ko?ullar?n?n ortadan kalkmas?na neden olur. Bu nedenle s?kl?kla LED yerine lazeri yeniden takman?z ve ayna hizalamas?n? vidalarla ayarlaman?z gerekir.

Sonunda, yar?m saatlik bir denemeden sonra, zaten hi? de ger?ek de?ilmi? gibi g?r?n?rken, LED'den gelen ???k giri?imini almay? ba?ard?m.

Biraz sonra ortaya ??kt??? gibi, k?p?n ??k???ndaki ka??ttan gelen giri?imi g?zlemlemek yerine k?p?n ?n?ne mat bir film yerle?tirmek daha iyidir - bu ?ekilde ?al???r geni?letilmi? ???k kayna??. Sonu? olarak, m?dahale do?rudan g?zle g?zlemlenebilir, bu da g?zlemi b?y?k ?l??de kolayla?t?r?r.
??yle ortaya ??kt? (k?p?n prizmadaki yans?mas?n? g?rebilirsiniz):

Daha sonra bir LED el fenerinden beyaz ???kta giri?im elde etmeyi ba?ard?k (foto?rafta mat bir film g?steriliyor - ucu kameraya d?n?k ve ?zerinde el fenerinden gelen lo? bir ???k noktas? g?r?n?yor):

Aynalardan herhangi birine dokundu?unuzda ?izgiler hareket etmeye ba?l?yor ve tamamen kaybolana kadar kayboluyor. ?izgilerin periyodu, internette bulunan sentezlenmi? g?r?nt?de g?sterildi?i gibi radyasyonun dalga boyuna ba?l?d?r:

Art?k interferometre yap?ld???na g?re, test edilenin yerine hareketli bir ayna d?zene?i yapman?z gerekir. Ba?lang??ta sadece yap??t?rmay? planlad?m k???k ayna hoparl?re ba?lay?n ve ona ak?m uygulayarak aynan?n konumunu de?i?tirin. Sonu? ?u tasar?md?:

Sabit aynan?n yeni bir ?ekilde ayarlanmas?n? gerektiren kurulumdan sonra, aynan?n hoparl?r konisi ?zerinde ?ok fazla salland??? ve hoparl?rden ak?m uyguland???nda biraz bozuldu?u ortaya ??kt?. Ancak hoparl?rden ge?en ak?m? de?i?tirerek aynay? sorunsuz bir ?ekilde hareket ettirmek m?mk?n oldu.

Bu nedenle, baz? spektrometrelerde kullan?lan bir mekanizma olan yay paralelkenar?n? kullanarak yap?y? daha g??l? hale getirmeye karar verdim. Tasar?m foto?rafta a??k?a g?r?l?yor:

Ortaya ??kan ?nitenin bir ?ncekinden ?ok daha g??l? oldu?u ortaya ??kt?, ancak metal yay plakalar?n?n sertli?i biraz y?ksekti.

Solda diyafram deli?i olan bir sunta levha var. Spektrometreyi d?? ???ktan korur.

Delik ile ???n b?lme k?p? aras?nda metal bir ?er?eveye yap??t?r?lm?? bir y?nlendirici mercek vard?r:

?er?evede, i?ine mat bir film yerle?tirebilece?iniz (sa? alt k??ede bulunur) ?zel bir plastik tutucu g?rebilirsiniz.

Fotodedekt?r i?in bir lens tak?l?d?r. Mercek ile k?p aras?nda d?nebilen bir montaj par?as? ?zerinde k???k bir ayna bulunur. Daha ?nce kullan?lan prizman?n yerini al?r. Yaz?n?n ba??ndaki foto?raf onun arac?l???yla ?ekilmi?tir. Ayna g?zlem konumuna d?nd?r?ld???nde merce?i kaplar ve spektrogram?n kaydedilmesi imkans?z hale gelir. Bu durumda, hareketli aynan?n hoparl?r?ne sinyal g?ndermeyi b?rakman?z gerekir - ?ok h?zl? titre?imler nedeniyle ?izgiler g?zle g?r?lemez.

Alt ortada ba?ka bir tek eksenli tablo g?r?l?yor. Ba?lang??ta ona bir fotosens?r ba?land?, ancak ?zel avantajlar Masa vermedim, sonra kald?rd?m.

?ndeki kameradan odaklama merce?i takt?m:

Spektrometrenin ayarlanmas?n? ve test edilmesini kolayla?t?rmak i?in diyafram?n yak?n?na k?rm?z? bir fotodiyot yerle?tirildi.

Diyot ?zel bir d?ner tutucuya monte edilmi?tir,