Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Интересно, многие ли из вас когда-нибудь задумывались о том, как человечеству удалось узнать из чего состоят космические объекты удаленные от нашей планеты на многие миллионы километров, а то и вовсе на несколько световых лет.
Как узнать из чего состоит солнце или другие звезды? Ведь туда нельзя отправить аппарат с пробирками, чтобы взять пробы. Оказывается, в этом нет никакой необходимости. Солнце излучает большое количество света, который несет с собой кучу информации. Но сперва необходимо разложить свет на спектр и по нему уже будет понятно из чего состоит наша звезда.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрометрия. С помощью этого страшного слова ученые в лабораториях узнают из чего состоит вещество по тому спектру, которое оно излучает или поглощает. Для того, чтобы исследовать спектр, потребуется спектроскоп или лучше спектрограф, чтобы не только смотреть на спектр, но и делать вот такие потрясающие фотографии.

Спектрограф из сантеха своими руками

В данной статье подробно разберем процесс сборки спектрографа из сантехнических деталей и парочки недорогих стекляшек. Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Огненное ТВ».
В основу прибора ляжет недорогая стеклянная призма и пара увеличительных стекол.

Спектрограф из сантеха своими руками

Если верить этой картинке (см. изображение ниже), то если посветить на призму, мы увидим радугу.

Спектрограф из сантеха своими руками

Но она не появляется. Все не так просто, для начала нужно превратить свет в узкий луч, это можно сделать, пропустив свет через тонкую щель.

Спектрограф из сантеха своими руками

Закрепим 2 сменных лезвия так, чтобы можно было регулировать зазор между ними, получая очень узкую щель.

Спектрограф из сантеха своими руками

Теперь посмотрим на свет люминесцентной лампы через щель и призму.

Спектрограф из сантеха своими руками

Вот она – радуга. Люминесцентная лампа имеет очень прерывистый спектр, и мы можем отчетливо наблюдать отдельные пики. Но картинка выглядит нечеткой и сильно размытой. Для того чтобы повысить четкость, необходимо немного усложнить конструкцию, добавив две линзы, до и после призмы, как показано на этой схеме:

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Это простые линзы диаметром 40мм с пятикратным увеличением. Если использовать одну линзу, то можно получить перевернутое изображение лампочки.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

После призмы эта лампочка уже не выглядит белой, она разваливается на спектр. А если добавить еще одну линзу, то лучи приобретают форму вытянутых линий. Вот такая магия.

Спектрограф из сантеха своими руками

Теперь можно сфокусировать получившееся изображение непосредственно на матрицу цифрового фотоаппарата.

Спектрограф из сантеха своими руками

Чтобы получить более качественное и более детализированное изображение, фотографировать необходимо с малой светочувствительностью (ISO) и большой выдержкой.
Основой корпуса будущего спектрографа будет муфта для 110-й трубы.

Спектрограф из сантеха своими руками

В 110-й трубе необходимо просверлить 2 отверстия под трубу меньшего диаметра, в данном случае под 40-ую трубу.

Спектрограф из сантеха своими руками

Чтобы закрепить линзы, будем использовать заглушки, в которых высверлена стенка.

Спектрограф из сантеха своими руками

Они легко вставляются в отверстия. Теперь с помощью надежного клея приклеиваем линзы к пластику.

Спектрограф из сантеха своими руками

Далее берем еще одну заглушку, и делаем из нее и двух кусков лезвия регулируемую щель.

Спектрограф из сантеха своими руками

Эту заглушку вставляем в 40-ую муфту и получаем подвижный элемент, с помощью которого можно более точно фокусировать свет.

Спектрограф из сантеха своими руками

Призму располагаем внутри конструкции. Ее необходимо зафиксировать при помощи клея на небольшой подставке, чтобы попасть на нужную высоту.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Вот, собственно и все, весь прибор готов. Теперь с его помощью можно невооруженным глазом наблюдать спектры различных источников света и можно даже их фотографировать, получая при этом снимки довольно неплохого качества, на которых можно прекрасно разглядеть полный спектр.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Но чтобы на выходе иметь изображения более высокого качества, придется все же снять объектив и проецировать лучи непосредственно на саму матрицу фотоаппарата.

Спектрограф из сантеха своими руками

Вот такие снимки спектра можно получить:

Спектрограф из сантеха своими руками

Тут очень хорошо видны все пиковые значения спектра. Сфокусировать этот прибор довольно трудно, и сверху линии более размытые чем внизу. По этой причине будем вырезать нижний фрагмент спектра, чтобы сравнивать его с другими снимками.
Для калибровки самодельного спектрографа подойдет вот такой инфракрасный фонарь:

Спектрограф из сантеха своими руками

На нем указана длина волны, 850 нанометров. Его спектр очень четкий.

Спектрограф из сантеха своими руками

Теперь, используя 2 спектра, построим линейку, по которой можно будет оценивать спектры других ламп.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Первым давайте посмотрим спектр самой обыкновенной лампы накаливания.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Ее спектр гораздо более ровный. А вот тут (см. изображение ниже) видите линию?

Спектрограф из сантеха своими руками

Это инфракрасный спектр, явный пик на 850 нанометров.
Теперь стоит глянуть так называемую лампу черного света, или лампу Вуда. Она излучает в ультрафиолетовом диапазоне. Ее спектр тоже очень четкий, две явных линии в ультрафиолетовом спектре.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

А вот кварцевая лампа, она светится очень красивым светом, жалко, что на нее нельзя смотреть, ведь она излучает жесткий ультрафиолет, который способен убивать не только микробов, но и роговицу глаза.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Кстати основной пик ультрафиолета камера не видит, ведь он не может пройти через стеклянную призму. Стекло поглощает такой жесткий ультрафиолет.
Ну, а теперь давайте посмотрим на спектр вот этой малышки:

Спектрограф из сантеха своими руками

Это натриевая лампа высокого давления, такие устанавливают на фонарных столбах. Чтобы она разгорелась, требуется несколько минут, после этого она превращается в настоящее маленькое солнце.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

Как видите, спектр у этой лампы просто какой-то нереальный, тут целый частокол из линий.

Спектрограф из сантеха своими руками

На этом с лампами закончим, теперь давайте посмотрим, как светятся различные химические вещества. Для этого умные дядьки используют бесцветное водородное пламя и проволочки из платины, а мы люди простые, нам и обычной газовой горелки хватит, а платину заменим нихромовой проволокой. Она не окрашивает пламя, так что можно ее использовать в любительских целях.

Спектрограф из сантеха своими руками

Кстати, вот так выглядит спектр горящего газа, он очень тусклый и почти не виден на фоне других веществ, попадающих в пламя.

Спектрограф из сантеха своими руками

Первым пойдет медный купорос, он окрашивает пламя в зеленый цвет.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектр у него очень богатый, тут светится и медь, и сера, на спектре видно очень много вертикальных линий.

Спектрограф из сантеха своими руками

А вот, например, обычная сода.

Спектрограф из сантеха своими руками

Светится это вещество ярко-оранжевым светом из-за натрия. Спектр здесь уже совсем не такой. Мощная оранжевая линия и никаких других оттенков.

Спектрограф из сантеха своими руками

А вот так окрашивает пламя нитрат калия, его спектр тоже очень насыщенный и видно, что тут проскакивает даже инфракрасный спектр.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

А вот так светится нитрат стронция:

Спектрограф из сантеха своими руками

Он дает не только красный оттенок пламени, но также и явно имеет ультрафиолетовый свет в спектре.

Спектрограф из сантеха своими руками

Хоть этот спектрограф и сложно сфокусировать по началу, но потом с ним становится очень легко работать. И с его помощью можно получить очень классные снимки на любой фотоаппарат, а если есть возможность фокусировать прямо на матрицу, то это вообще классно.

Спектрограф из сантеха своими руками

Спектрограф из сантеха своими руками

В итоге получился вот такой вот, вполне годный прибор.

Смотрите видео

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


вернуться наверх
Adblock
detector