Diffraction spectroscope. Fanya mwenyewe Diffraction grating kutoka kwa diski ya DVD

Hakikisha kutazama video kwenye chaneli (kuna orodha za kucheza za mada):

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

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

Tafadhali nisaidie kupata watu 1000 wanaofuatilia kituo cha kwanza na angalau saa 4000 za kutazamwa kwa kila Mwaka jana kwa kila mmoja wao, kufanya hivi, tazama angalau video moja kwa ukamilifu!

Hii Picha nzuri ni picha ya mwanga na wigo wa infrared iliyotolewa taa ya sodiamu shinikizo la juu Aina ya NLVD DNAT(Arc Sodium Tubular). Ili kutazama na kupiga picha mbalimbali, inatosha kuwa nayo kamera ya digital na CD-R au DVD-R iliyoandaliwa maalum. Mwisho hupunguza mwangaza, hasa wa nyekundu. CD-R inapunguza mwangaza wa bluu na inatoa mwonekano wa chini. Picha ya kwanza ilichukuliwa kupitia DVD-R.

Mistari miwili ya njano ni doublet ya sodiamu yenye urefu wa mawimbi ya 588.995 na 589.5924 nm. Doublet ya pili ni infrared 818.3 na 819.4 nm.

Grafu ya Spectrum.

Sasa maneno machache kuhusu kuandaa disks. Unahitaji kukata sehemu kutoka kwa diski ambayo inakuwezesha kufunika kabisa lens.

Picha ya DVD-R zambarau. Tunahitaji uwazi diffraction wavu, kwa hiyo tunashika mkanda pana kwenye CD-R upande wa maandishi. Tunaibomoa na kuondoa kifuniko cha diski pamoja na mkanda. Kwa DVD-R ni rahisi zaidi kipande kilichokatwa kinaweza kugawanywa kwa urahisi katika sehemu mbili, moja ambayo ni nini tunachohitaji.

Sasa, kwa kutumia mkanda wa pande mbili, unahitaji gundi wavu wa diffraction kwenye lensi, kama kwenye picha hapa chini. Unahitaji gundi upande ulio kinyume na ule ambao safu iling'olewa, kwa sababu ... uso chini ya safu itakuwa chafu kwa urahisi kutoka kwa lens, na baada ya kusafisha ubora wa picha ya wigo itakuwa mbaya zaidi.

Matokeo yake yalikuwa spectroscope rahisi, inafaa zaidi kwa kusoma vyanzo vya mwanga kutoka umbali fulani.

Ikiwa tunataka kuchunguza sio tu wigo unaoonekana, lakini pia infrared, na katika baadhi ya matukio ya ultraviolet, basi ni muhimu kuondoa chujio kinachozuia mionzi ya IR kutoka kwa kamera. Inafaa kuzingatia hilo sehemu ya IR na wigo wa UV inaonekana kwa jicho kwa kiwango cha juu cha mionzi ya kutosha (pointi za laser 780 na 808 nm, kioo cha LED 940 nm gizani). Ikiwa ni muhimu kutoa hisia sawa za kuona kwa urefu wa 760 nm na 555 nm, basi flux ya mionzi kwa 760 nm lazima iwe mara 20,000 zaidi ya nguvu. Na kwa 365 nm ni mara milioni zaidi ya nguvu.

Hebu turudi kwenye chujio, kinachoitwa Mirror ya Moto na iko mbele ya tumbo. Unahitaji kufungua mwili wa kamera, kunjua skrubu zinazoambatanisha matrix kwenye lenzi, ondoa kichujio, na ukusanye kamera kwa mpangilio wa nyuma. Moto Mirror inaonekana kama hii:

Vichujio 2 vilivyosalia kutoka kwa kamera. Wana pambo la pink na turquoise inaonekana kutoka pembe tofauti. Mbali na IR, wanaweza pia kuzuia sehemu au kabisa mionzi ya ultraviolet. Kwa hiyo, kuondolewa kwao kunafungua uwezekano sio tu wa picha ya infrared, lakini pia ultraviolet, ikiwa optics na matrix ya kamera inaruhusu. Kwa upigaji picha wa UV, vichungi vya UV-pass hutumiwa kuzuia mwanga unaoonekana.

Sasa hebu tuendelee kwenye mchakato wa kupiga picha za spectra. Chumba kinapaswa kuwa giza; kwa kuongeza, unaweza kutumia skrini nyeusi karibu na kamera, sehemu au chanzo cha mwanga ambacho huangazia chumba kidogo. Tukiwasha kamera, tutaona picha hii kwa kutumia mfano wa leza ya nm 405 inayoangaza kupitia mwanya mwembamba kati ya vile vile viwili:

Hatua kuu ni laser yenyewe. Mistari miwili ni wigo wake. Unaweza kutumia yoyote kati yao. Ili kufanya hivyo, unahitaji kugeuza kamera na kuvuta ndani. Ikiwa tutaendelea kusonga kamera, tutaona mistari mingine kadhaa ya pili, ya tatu, nk. maagizo ya wigo. Katika baadhi ya matukio wataingilia kati, kwa mfano mstari wa pili wa kijani utaingiliana na mstari wa infrared wa 1064 nm. Hii hutokea katika wigo wa laser ya kijani ikiwa haina chujio kinachopunguza mionzi ya IR. Iko chini kulia kwenye picha ya kichujio. Ili kuondoa funika, nilitumia chujio nyekundu. Picha ya mfano huu iliyo na alama za urefu wa mawimbi:

Kama inavyoonekana, mstari wa kijani wa pili ulifunika kabisa mstari wa 1064 nm. Na picha inayofuata iko na iliyozuiwa mwanga wa kijani, ambapo mistari miwili tu ya IR inabaki: 808 nm na 1064 nm. Sikusaini kwa sababu ... Mahali palipofanana na picha iliyotangulia.

Kutoka kwa picha ambapo kuna chanzo cha mionzi, urefu mmoja unaojulikana na haijulikani kadhaa, zinaweza kutambuliwa kwa urahisi. Kwa mfano, fungua picha na maelezo mafupi katika Photoshop. Kwa kutumia chombo cha mtawala tunapima umbali kutoka kwa laser hadi mstari wa 532. Ni sawa na saizi 1876. Tunapima umbali kutoka kwa laser hadi mstari ambao urefu wake tunataka kujua, hadi 808. Umbali ni 2815 nm Tunahesabu 532 * 2815/1876 = 798 nm. Ukosefu wa usahihi hutokea kutokana na kuvuruga kwa optics ya lens. Katika zoom ya juu ya macho, hitilafu hupungua. Imeonekana pia kuwa leza ya 808 nm hutoa urefu mfupi wa wimbi, karibu nm 802, na ina urefu mfupi wa wimbi kadiri mkondo wa usambazaji unavyopungua.

Na bila chanzo cha mionzi kwenye picha, unaweza kuamua kwa kujua urefu wa mawimbi mengine mawili. Tunapima urefu kutoka kwa mstari wa 532 hadi 1064, kuna 1901 p Kutoka 532 hadi 808 inageuka kuwa 939 p.

​

Lakini njia rahisi ni kulinganisha picha na mistari miwili inayojulikana na mizani. Katika kesi hii hakuna chochote hakuna haja ya kuhesabu.

Zaidi wigo wa taa ya incandescent, ambayo ni sawa na wigo wa Jua, lakini haina mistari ya Fraunhofer. Inafurahisha, kamera inaonyesha mionzi ya infrared hadi 800 nm kama machungwa, na zaidi ya 800 nm inaonekana kama violet.

Wigo wa LED nyeupe pia kuendelea, lakini ina kuzamisha mbele ya eneo la kijani na kilele katika eneo la bluu la 450-460nm, ambayo inasababishwa na matumizi ya LED ya bluu inayofanana iliyotiwa na phosphor ya njano. Ya juu ya joto la rangi ya LED, juu ya kilele cha bluu. Haina mionzi ya ultraviolet na infrared ambayo ilikuwepo katika wigo wa taa ya incandescent.

Na hapa wigo wa taa ya cathode baridi kutoka kwa taa ya nyuma ya kufuatilia. Inatawaliwa na kurudia kwa usahihi wigo wa taa za fluorescent. Sehemu ya IR ya wigo ilichukuliwa kutoka kwa CFL ili kupata ubora bora Picha.

Sasa hebu tuendelee taa ya ultraviolet nyeusi, au, kama inaitwa pia, taa ya Wood. Inatoa mwanga laini wa ultraviolet wa wimbi la muda mrefu. Picha iligeuka kama hii:

Wigo wa infrared taa za fluorescent, CCFL, Wood ni karibu sawa. Ni mwisho tu ambao hauna mistari kadhaa karibu na safu inayoonekana. Mionzi ya IR hutolewa sana kutoka kwa sehemu hizo za taa ambapo nyuzi ziko. Picha ilichukuliwa kupitia spectroscope ya karatasi, zaidi juu ya ambayo hapa chini.

Spectroscope iliyofanywa kwa karatasi.

Mtazamo huu unafaa kwa kutazama wigo kwa jicho. Inaweza pia kutumika na kamera tofauti, kama vile kamera za simu. Kuna aina mbili.

1. Inafanya kazi kwa njia ya upitishaji kupitia wavu wa kutofautisha. Kwa ajili yake unahitaji kuandaa disks kama ilivyoelezwa hapo juu. Faili ina mchoro unaohitaji kuchapishwa, kukatwa, kukunjwa na kuunganishwa. Picha za mkutano zinaweza kutazamwa.

2. Hufanya kazi katika kutafakari kutoka kwa grating ya diffraction. Sio lazima kufuta diski, lakini kisha nakala za rangi za rangi zitaonekana karibu na mistari mkali kutoka kwa lasers, kutokana na kutafakari upya ndani ya diski, ambayo haipaswi kuwepo kwenye wigo. Ni vigumu sana kuhamisha safu ya shiny ya CD kwenye uso mwingine ili ibaki kuwa laini sawa. Kwa hiyo, unahitaji kutumia CD ambayo ina uso sawa wa iridescent kwa pande zote mbili. Kwa upande ambapo kuna maandishi kwenye diski za kawaida, unahitaji kubomoa safu ya uwazi kwa kutumia mkanda. Ni muhimu kwamba safu ya shiny inabaki kwenye diski. Niliweza kufanya hivyo kwa nusu ya diski (kutoka makali hadi katikati), hii ilikuwa ya kutosha kwa spectroscope. Ikiwa hutang'oa safu ya uwazi, wigo wa sare utaonekana bila kuendelea na kupigwa kwa giza.

Faili kwa uchapishaji. Usaidizi wa mkutano.

Imewekwa kwenye spectroscope pete ya ziada, ambayo inashikiliwa kwenye lenzi ya kamera. Inashauriwa kuweka kati ya chanzo cha mwanga na spectroscope filamu ya matte au prism na kingo mbili za matte, kama kwenye picha, kwa usambazaji bora wa mwanga. Mambo ya Ndani spectroscope iliyofanywa kwa karatasi nyeusi bila kuangaza, safu ya pili ya foil, na juu karatasi wazi, ambayo kuchora ni kuchapishwa. Upande ambapo mwanga huingia unaweza kupakwa rangi nyeusi ili mionzi ya UV na violet isifanye karatasi kuwa nyeupe, na kupotosha picha.

Kwa msaada wa spectroscope hii iliwezekana kupiga picha kwa uwazi na kwa uwazi wigo wa mwanga wa kiashiria cha neon. Wao hutumiwa kuangazia swichi, katika viashiria vya uendeshaji wa kettles, jiko na vifaa vingine.

Sio tu lasers hutoa mstari mmoja mwembamba wa wigo. Ikiwa waya hutiwa ndani ya suluhisho la chumvi ya NaCl na kisha kuletwa ndani ya moto wa burner ya turbo ya gesi au nyepesi, itaonekana. mwanga wa manjano wenye urefu wa mawimbi 588.995 na 589.5924 nm.

Baadhi ya njiti za turbo zina sahani iliyo na lithiamu. Inatia rangi miali ya moto rangi nyekundu na mstari 670.78 nm.

Chini ni picha ya mistari hii ya spectral pamoja na mistari ya leza: kijani 532 nm, nyekundu 663 nm, infrared 780 nm na 808 nm.

Ni rahisi kutumia mwanga wa njano ulioelezwa hapo juu kuamua kipindi cha grating ya diffraction kwa kutokuwepo kwa laser, na kuhesabu urefu wa wimbi la vyanzo vya mwanga. Kifaa rahisi zaidi katika takwimu hapa chini kina watawala wawili, juu ya moja ambayo grating ya diffraction imeunganishwa, na juu ya pili kuna mgawanyiko mwembamba wa vile viwili. Umbali katika milimita kutoka kwa wavu wa diffraction hadi skrini (mtawala) na mpasuko na kutoka kwa mpasuko (kiwango cha juu cha agizo la sifuri) hadi kiwango cha juu cha agizo la kwanza hutumiwa. Katika picha ya kwanza, unatazama kupitia wavu wa mtengano kwenye chanzo cha mwanga na urefu unaojulikana. Kwa hivyo, unaweza kuhesabu kipindi cha ugawaji wa diffraction kwa kutumia formula chini ya picha hii, na kisha, kwa kutumia njia hiyo hiyo, unaweza kuamua urefu wa wimbi, lakini kwa kutumia formula kutoka chini ya takwimu ya pili. Inaonyesha kuamua urefu wa wimbi la laser kwa njia tofauti kidogo: leza huangaza kupitia wavu wa diffraction kwenye mtawala. Katika kesi hii, pengo haihitajiki. Nilitumia wavu wa kutofautisha kutoka kwa pua " anga ya nyota", ambayo ilikuja kamili na pointer ya laser. Kuna gratings mbili, lakini attachment ilikuwa disassembled na grating moja ilitolewa nje. grating diffraction kutoka CD haikufaa kabisa, kwa sababu alitoa kosa kubwa ya 100 nm.

Picha ifuatayo ni ya chanzo cha mwanga adimu - umeme. Wigo huo huenea katika safu ya UV hadi takriban nm 373, ambayo ni kikomo cha kamera hii.

Wigo wa taa nyeupe ya kutokwa ambayo inamulika uwanja wa mpira.

Upigaji picha wa Spectrum UV LED 365 nm 3 W KW-UV-3WS-B KonWin.

LED yenye urefu wa mawimbi ya nanomita 365 ina fuwele ifuatayo:

Inatoa mwanga wa ultraviolet pamoja na mwanga mweupe. Ikiwa unaangaza taa nyeusi kwenye LED iliyozimwa, kioo huanza kuangaza na mwanga mweupe sawa na wakati LED yenyewe inafanya kazi, lakini kwa mwanga mdogo. Inaonekana kwamba athari hii inazuia LEDs kuzalisha safi 365 nm - 370 nm chafu.

Katika makala zilizopita, nilielezea jinsi nilivyojaribu LED mbalimbali kwa mimea. Ili kuchanganua wigo, nilichukua baadhi kutoka kwa mwalimu wa fizikia wa rafiki.

Lakini hitaji la kifaa kama hicho linaonekana mara kwa mara na spectroscope, au bora zaidi, spectrometer, itakuwa ya kuhitajika kuwa nayo.

Chaguo langu ni spectroscope ya kujitia na grating ya diffraction

Kwa kuwa bidhaa hiyo ilikuwa ya vito, ilikuja na kesi ya "ngozi".

Sspectroscope ni ndogo kwa ukubwa

Nini kingine kilikuwa wazi kutoka kwa maelezo ya duka
Kila kitu kimekusanyika kwa nguvu, kwa hivyo hakutakuwa na kukatwa.
Hebu pia tuamini kwamba upande mmoja wa tube kuna lens lengo, kwa upande mwingine kuna diffraction grating na kioo kinga.

Na ndani kuna upinde wa mvua mzuri. Baada ya kuifurahia kwa moyo wangu, nilianza kutafuta kitu cha kutazama kwenye wigo.
Kwa bahati mbaya, haikuwezekana kutumia spectroscope kwa madhumuni yaliyokusudiwa, tangu mkusanyiko wangu wote wa almasi na mawe ya thamani mdogo pete ya harusi, opaque kabisa na haitoi wigo wowote. Kweli, labda kwenye moto wa burner))).
Lakini taa ya fluorescent ya zebaki ilizalisha kwa uaminifu kupigwa nyingi nzuri. Baada ya kuifurahia kwa moyo wangu vyanzo mbalimbali Nuru ilishangazwa na swali kwamba ilikuwa ni lazima kwa namna fulani kukamata picha na kupima wigo.

DIY kidogo

Picha ya kiambatisho cha kamera ilikuwa inazunguka kichwani mwangu kwa muda mrefu, na chini ya meza ilisimama kamera ambayo ilikuwa bado haijapitia kisasa, lakini ilikuwa imefanikiwa kukabiliana na plastiki ya PVC.

Ubunifu huo haukuwa mzuri sana. Bado, sikuweza kushinda kabisa kurudi nyuma katika X na Y. Hakuna chochote, skrubu za mpira tayari zimeunganishwa na zinangojea reli zinazounga mkono zifike.

Lakini utendaji uligeuka kuwa unakubalika kabisa, ili upinde wa mvua utaonyeshwa kwenye Canon ya zamani ambayo ilikuwa imelala bila kazi kwa muda mrefu.

Kweli, tamaa iliningoja hapa. Upinde wa mvua mzuri ukawa kwa namna fulani tofauti.

Yote ni makosa ya matrix ya RGB ya kamera yoyote. Kucheza na mipangilio ya usawa nyeupe na njia za kupiga risasi, nilikubaliana na picha hiyo.
Baada ya yote, refraction ya mwanga haitegemei ni rangi gani picha inachukuliwa. Kwa uchanganuzi wa taswira, kamera nyeusi-na-nyeupe iliyo na hisia sawa zaidi ya upana mzima wa masafa iliyopimwa itafaa.

Mbinu ya uchambuzi wa spectral.

Kupitia majaribio na makosa, njia hii ilitengenezwa
1. Picha ya kiwango cha upeo wa mwanga unaoonekana (400-720 nm) hutolewa, na mistari kuu ya zebaki ya calibration inaonyeshwa juu yake.

2. Spectra kadhaa huchukuliwa, daima na zebaki ya kumbukumbu. Katika mfululizo wa picha, ni muhimu kurekebisha nafasi ya spectroscope kwenye lens ili kuwatenga mabadiliko ya usawa ya wigo kutoka kwa mfululizo wa picha.

3. Katika mhariri wa picha, kiwango kinarekebishwa kwa wigo wa zebaki, na maonyesho mengine yote yanapigwa bila mabadiliko ya usawa katika mhariri. Inageuka kitu kama hiki

4. Naam, basi kila kitu kinawekwa kwenye mpango wa uchambuzi wa Spectrometer ya Simu ya mkononi kutoka kwa makala hii

Tunajaribu njia kwenye laser ya kijani, ambayo urefu wake wa wimbi unajulikana - 532 nm

Hitilafu iligeuka kuwa karibu 1%, ambayo ni nzuri sana kwa njia ya mwongozo ya kurekebisha mistari ya zebaki na kuchora kiwango karibu na mkono.
Nikiwa njiani, nilijifunza kuwa leza za kijani sio mionzi ya moja kwa moja, kama nyekundu au bluu, lakini hutumia pampu ya diode ya hali ngumu (DPSS) na rundo la mionzi ya pili. Ishi na ujifunze!

Kupima urefu wa wimbi la laser nyekundu pia ilithibitisha usahihi wa mbinu

Kwa kujifurahisha tu, nilipima wigo wa mshumaa

na kuchoma gesi asilia

Sasa unaweza kupima wigo wa LEDs, kwa mfano "wigo kamili" kwa mimea

Spectrometer iko tayari na inafanya kazi. Sasa nitatumia kuandaa hakiki inayofuata - kulinganisha kwa sifa za LED wazalishaji tofauti Je, Wachina wanatudanganya na jinsi ya kufanya chaguo sahihi.

Kwa kifupi, nimefurahishwa na matokeo. Inaweza kuwa na maana kuunganisha spectroscope kwa kamera ya wavuti kwa kipimo endelevu cha wigo, kama katika mradi huu.

Kujaribu spectrometer na msaidizi wangu

Salaam wote! Unatazama Fire TV! Leo tutafanya spectrometer!

Pengine kila mtu tayari amesikia kwamba ni muhimu sana kwa afya kwamba vyanzo vya mwanga katika ghorofa na kazi vina wigo kamili wa mwanga.

Lakini unajuaje balbu yako ina wigo gani?

Utahitaji spectrometer. Zile za dukani ni ghali sana, lakini za nyumbani zinaweza kufanywa kwa urahisi sana na hazihitaji usahihi maalum wa kufanya.
Hata ikiwa una miguu miwili badala ya mikono na wote wawili wameachwa, bado unaweza kukusanyika kitu hiki na kitafanya kazi!

Kwanza, wacha tufanye kesi kutoka kwa karatasi nene au kadibodi. Tayari nimeangalia chaguzi kadhaa na nimechagua kwa nguvu vipimo vinavyohitajika. Ikiwa unaamua ghafla kukusanyika kitu kimoja, basi nilichora mchoro tayari, ambayo inaweza kupakuliwa kwenye tovuti yangu, iliyochapishwa kwenye karatasi ya kawaida, iliyokatwa na kuunganishwa.

Uso wa ndani haupaswi kutafakari mwanga, vinginevyo picha itafunuliwa.
Alama itafanya kazi kikamilifu. Nilipaka rangi juu ya maeneo yote ya kadibodi ambayo yanaweza kuwa wazi kwa mwanga.

Sasa unahitaji grating ya diffraction. Ni yeye anayevunja boriti ya mwanga ndani ya wigo.

Unaweza kuipata kutoka kwa CD yoyote, DVD au diski ya Blu-ray

Muundo wa diski za macho umeundwa kwa namna ambayo wana makosa madogo ambayo husababisha diffraction ya mwanga.

Diski zilizopigwa chapa zina makosa katika mfumo wa mistari midogo, na rekodi tupu zinazoweza kuandikwa tena huwa na vijiti laini.

Kimsingi, haijalishi ni aina gani ya diski unazotumia, lakini ni kuhitajika kwamba grooves hizi au makosa ziwe mara nyingi iwezekanavyo;

Sasa tutafanya jaribio rahisi zaidi. Nuru kutoka kwa balbu ya mwanga itaanguka kwenye diski na sehemu yake itaonyeshwa kwa namna ya upinde wa mvua mdogo, hii itakuwa wigo wa chanzo cha mwanga.

Ili kukamata wigo mzima, unahitaji kusogeza kamera karibu sana.

Hivi ndivyo wigo wa mwanga unavyotoka Taa ya LED.

Na hii ndivyo wigo wa taa ya kuokoa nishati inavyoonekana, tofauti ni kubwa.

Lakini wigo wa taa ya kawaida ya incandescent inaonyesha kuwa kuna sehemu nyingi nyekundu katika wigo wake.

Huu ndio wigo wa mwanga unaoonekana taa ya ultraviolet, ni wazi kwamba pamoja na zambarau, pia kuna kijani ndani yake.

Sasa hebu tulinganishe nafasi tatu tofauti:

Hapa tunaona kwamba CD ina matokeo mabaya zaidi, rangi zimeosha sana.

Mgawanyiko wa mwanga ndani ya wigo unaweza kuonekana ikiwa unaangaza tochi katikati ya diski, au kuweka diski nyuma ya mshumaa unaowaka athari nzuri sana hupatikana.

Wacha turudi kwenye spectrometer yetu!

Kata kipande cha mstatili cha ukubwa unaofaa.

Baada ya diski kukatwa pande zote, inaweza kugawanywa kwa urahisi katika sehemu mbili, kioo na uwazi.

Tunahitaji sehemu ya uwazi. Ninaibandika kwenye kadibodi.

Sasa mimi huunganisha mwili kwa uangalifu.

Ilibadilika vizuri, lakini kama kawaida, nilitupa gundi kwenye sehemu muhimu zaidi.
Kimsingi, kifaa rahisi zaidi cha kuangalia wigo wa mwanga ni tayari.

Ielekeze tu kwenye chanzo chochote cha mwanga na uangalie sahani ya plastiki.

Ikiwa unategemea sanduku linalotokana na kamera ya smartphone yako, unaweza kuchukua picha na kuchambua wigo kutoka kwao baadaye nitakuonyesha jinsi ya kufanya hivyo.

Kama unaweza kuona, kupitia kifaa kama hicho wigo unaonekana wazi zaidi, hii inaonekana sana wakati wa kuangalia taa ya fluorescent. Thamani zote za kilele zinaonekana wazi zaidi.

Kuchukua picha sio rahisi sana; ni rahisi zaidi kuchambua chanzo cha mwanga kwa wakati halisi!

Ili kufanya hivyo, unahitaji tu kutegemea kamera ya wavuti moja kwa moja dhidi ya sahani ya plastiki.

Iliwezekana pia kuja na mlima uliotengenezwa na kadibodi, lakini niliamua kutengeneza toleo la kudumu zaidi la kifaa kutoka kwa plastiki ya kejeli. Hii ni plastiki ya PVC yenye povu, mojawapo ya vifaa vyangu vya kupenda, ni rahisi kukata na rahisi kuunganisha na superglue. Unaweza kutengeneza chochote kutoka kwayo, mimi huitumia mara nyingi na watu wakaniuliza inaitwaje na wapi kuipata. Tafuta tu "povu ya PVC" au "plastiki dummy" na hakika utapata unachohitaji.

Nilitengeneza shutter inayoweza kutolewa kwenye spectrometer ya plastiki ili niweze kudhibiti kiasi cha mwanga kinachoingia kwenye kifaa.

Nilitengeneza mwili mdogo kwa kamera, baada ya kurekebisha umakini wake kwa vitu vilivyo karibu mita moja kutoka kwa lensi yake.

Ninaunganisha mwili na kamera kwenye sehemu kuu ya kifaa ili kuna pengo ndogo ambayo kipande cha diski kinaweza kusukumwa, naweza kuzibadilisha ikiwa ni lazima.
Ninaunganisha kuziba na slot nyuma ili uweze kusukuma kipande cha diski nje ya kesi kwa uingizwaji.

Ili kifaa kisimame kwa ujasiri na kiweze kurekebishwa wazi, niliunganisha miguu yake na kuiweka kwenye kipande cha plywood. Sasa spectrometer inaweza kuelekezwa kwenye chanzo cha mwanga na vipimo vinaweza kuchukuliwa kwa utulivu.

Kazi zaidi itafanywa kwenye tovuti hii, utapata pia kiunga chake katika maelezo.
Bonyeza kitufe cha "kukamata wigo".

Tunasonga kifaa ili iweze kupata mwanga vizuri, kurekebisha shutter ili kurekebisha mwangaza na bonyeza katikati ya upinde wetu wa mvua, ili mstari wa njano upite iwezekanavyo kwenye wigo mzima. Thamani zilizo chini ya ukanda huu zitasomwa kutoka kwa kamera.

Bonyeza kitufe cha bluu "kuanza".

Tunaona jinsi grafu inavyoonekana kwa wakati halisi, lakini maadili katika nanometers sio sahihi kabisa, hesabu inahitajika.

Kwenye ukurasa unaofungua, bofya kitufe cha "calibrate".

Sasa unahitaji kuimarisha bluu na rangi ya kijani, ili maadili ya kilele takriban sanjari na wigo wako. Kwa njia, unahitaji tu kurekebisha kwa kutumia taa ya kuokoa nishati ya taa za fluorescent;

Baada ya rangi ya bluu na kijani kuhamishwa mahali pake, tunasisitiza kitufe cha "kukamata wigo" tena na kupata wigo na maadili ya calibrated.

Ukihamisha shutter, unaweza kuona jinsi mwangaza unavyobadilika.

Niliweka taa ya incandescent na nikaona kwamba wigo wake ulikuwa wa juu sana ya rangi ya bluu, lakini hii haiwezi kutokea taa za incandescent zina rangi nyekundu katika wigo.

Nilikumbuka kuwa kipande cha diski ya DVD haikuwa wazi, lakini zambarau kidogo. Hii ilitosha kuhamisha kwa nguvu wigo hadi bluu. Ilinibidi kukata diski nyingine na kupata plastiki ya uwazi ambayo haiwezi kutoa upotoshaji wa rangi.
Baada ya uingizwaji na calibration, kila kitu kilirudi kwa kawaida; katika wigo wa taa ya incandescent sasa kuna rangi nyekundu na bluu kidogo.
Wigo wa taa ya LED ni sawa na taa ya incandescent.

Na sasa pointer ya laser!
Ni vigumu kupata thamani thabiti, lakini bado unaweza kuona kwamba kilele kikuu kiko karibu nanomita 650.
Hii inalingana na sifa zilizotangazwa zilizoonyeshwa kwenye lebo. 650 pamoja na au kuondoa nanomita 10.

Na hebu tuangalie taa ya ultraviolet tena.

Kamera inarekodi tu wigo unaoonekana wa mwanga, na inaweza tu kuona bluu, violet na kijani kidogo.

Tunaonekana kuwa tumepanga kurekodi video ya wigo, lakini ni nini cha kufanya na picha zilizochukuliwa kwenye simu?

Ninafungua picha zinazosababisha katika mhariri wa picha, chagua sehemu nzuri zaidi ya wigo na unyoosha kwa urefu. Ni muhimu kwamba sehemu ya bluu ya wigo iko upande wa kushoto au juu, hii ni muhimu kwa uchambuzi.

Kisha ninaipakia kwenye wavuti na kuirekebisha kama hapo awali.
Wigo wa taa ya fluorescent ni rahisi kurekebisha, lakini kwa spectra kutoka kwa taa nyingine utalazimika kujaribu.
Kimsingi, ukitengeneza simu na kuchukua picha kwanza ya taa ya fluorescent, na kisha ya vyanzo vingine vya mwanga, bila kusonga simu ili hakuna kitu kinachopotea, basi unaweza pia kujifunza wigo wao kwa usahihi kabisa.

Kutumia tovuti kuchambua wigo sio rahisi sana, lakini sikupata chaguzi nyingine yoyote Ikiwa una mawazo juu ya jinsi ya kuchambua wigo kwa kutumia njia rahisi zaidi, hakikisha kuwaandika kwenye maoni.
Ni kwa ajili yangu tu, tuonane tena, kwaheri!

Katika mchoro: 1 - chanzo cha mionzi, 2,4 - optics ya kugongana, 3 - diaphragm ya pembejeo, 5 - kioo kisichobadilika, 6 - kioo kinachohamishika, 7 - gari la kioo, 8 - sahani ya kupasua boriti, 9 - laser ya njia ya kumbukumbu, 10 - rejea photodetector channel, 11 - optics kuzingatia, 12 - signal photodetector.

Ili kuimarisha kasi ya harakati ya kioo cha kusonga na kuhakikisha kuwa spectrometer "imeunganishwa" na maadili kamili ya urefu wa wimbi, kituo cha kumbukumbu kilicho na laser na photodetector yake (9 na 12 kwenye mchoro) huletwa kwenye spectrometer. Laser katika kesi hii hufanya kama kiwango cha urefu wa wimbi. Vipimo vya ubora wa juu hutumia leza za gesi za masafa moja kwa madhumuni haya. Matokeo yake, usahihi wa vipimo vya urefu wa wimbi ni juu sana.

Vipimo vya nne pia vina faida nyingine juu ya spectrometers za classical.
Kipengele Muhimu Vipimo vya nne - wakati wa kutumia hata kigundua picha moja, vitu vyote vya kutazama vinarekodiwa wakati huo huo, ambayo inatoa faida ya nishati ikilinganishwa na skanning ya mitambo ya kipengele kwa kipengele (faida ya Falgett).

Vipimo vya nne havihitaji matumizi ya mipasuko ya macho, ambayo huhifadhi mwanga mwingi, ambayo inatoa faida kubwa katika uwiano wa aperture (Jaquinot gain).

Katika spectrometers Fourier hakuna tatizo la aliasing ya spectra, kama katika spectrometers na gratings diffraction, kutokana na ambayo spectral mbalimbali ya mionzi chini ya utafiti inaweza kuwa pana sana, na imedhamiria kwa vigezo ya photodetector na splitter boriti.

Azimio la spectrometers ya kubadilisha Fourier inaweza kuwa kubwa zaidi kuliko ile ya spectrometers ya jadi. Imedhamiriwa na tofauti ya njia ya kioo cha kusonga Δ. Muda wa mawimbi uliotatuliwa huamuliwa na usemi: δλ = λ^2/Δ

Hata hivyo, kuna pia drawback muhimu- utata mkubwa wa mitambo na macho ya spectrometer. Ili kuingiliwa kutokea, vioo vyote viwili vya interferometer lazima ziwe kwa usahihi sana kwa kila mmoja. Katika kesi hii, moja ya vioo lazima ipate vibrations longitudinal, lakini perpendicularity lazima iimarishwe kwa usahihi sawa. Katika spectrometers za ubora wa juu, katika baadhi ya matukio, ili kulipa fidia kwa tilt ya kioo cha kusonga wakati wa harakati, kioo cha stationary kinapigwa kwa kutumia actuators za piezoelectric. Ili kupata taarifa kuhusu mwelekeo wa sasa, vigezo vya boriti ya kumbukumbu kutoka kwa laser hupimwa.

Fanya mazoezi

Moja ya sehemu muhimu zaidi za spectrometer ni mkusanyiko wa kioo fasta. Ni hii ambayo itahitaji kurekebishwa (kusonga vizuri) wakati wa mchakato wa kusanyiko. Ilikuwa ni lazima kutoa uwezo wa kuinua kioo pamoja na shoka mbili, na kwa usahihi kuisonga kwa mwelekeo wa longitudinal (kwa nini - chini), wakati kioo haipaswi kuinama.

Msingi wa mkutano wa kioo uliowekwa ulikuwa meza ya mhimili mmoja na screw micrometric. Tayari nilikuwa na nodi hizi, nilihitaji tu kuziunganisha pamoja. Kwa muunganisho usio na nyuma, nilisisitiza tu hatua dhidi ya screw ya micrometer na chemchemi iliyo ndani ya msingi wa hatua.

Niliifanya kwa kutumia screws tatu za marekebisho zilizochukuliwa kutoka kwa theodolite iliyovunjika. Sahani ya chuma iliyo na kioo kilichowekwa glasi inashinikizwa na chemchemi hadi mwisho wa skrubu hizi, na skrubu zenyewe zimewekwa ndani. kona ya chuma, screwed kwa
meza.

Muundo ni wazi kutoka kwa picha:

Vipu vya kurekebisha kioo na screw ya micrometer vinaonekana.

Kioo yenyewe inaonekana kutoka mbele. Ilichukuliwa kutoka kwa skana. Kipengele muhimu cha kioo ni kwamba mipako ya kioo lazima iwe mbele ya kioo, na ili mistari ya kuingilia kati isipotoshwe, uso wa kioo lazima uwe wa ubora wa juu.

Tazama kutoka juu:

Chemchemi zinazobonyeza jedwali kwenye skrubu ya mikromita na kufunga sahani na kioo kwenye kona huonekana.

Kama unaweza kuona kutoka kwa picha, mkutano wa kioo uliowekwa umeunganishwa kwenye bodi ya chipboard. Msingi wa mbao interferometer - wazi si Uamuzi bora zaidi, lakini ilikuwa ni shida kuifanya kutoka kwa chuma nyumbani.

Sasa unaweza kuangalia uwezekano wa kupata kuingiliwa nyumbani - yaani, kukusanya interferometer. Tayari tuna kioo kimoja, kwa hiyo tunahitaji kuongeza kioo cha pili cha mtihani na mgawanyiko wa boriti. Nilikuwa na mchemraba wa kugawanya boriti, na ndivyo nilivyotumia, ingawa mchemraba kwenye kiingilizi hufanya kazi mbaya zaidi kuliko sahani ya kugawanyika kwa boriti - kingo zake hutoa tafakari za ziada za mwanga. Matokeo yake yalikuwa muundo huu:

Mwanga lazima uelekezwe kwenye moja ya nyuso za mchemraba ambao hauelekei kioo, na kuingiliwa kunaweza kuzingatiwa kupitia nyingine.

Baada ya kusanyiko, vioo sio perpendicular sana, na kwa hiyo marekebisho ya awali lazima yafanyike. Nilifanya hivyo kwa kutumia diode ya laser yenye nguvu ya chini iliyounganishwa na lenzi inayogongana kabisa kipenyo kikubwa. Mkondo mdogo sana unahitaji kutumika kwa laser - ili uweze kuangalia moja kwa moja kwenye kioo. Matokeo yake ni chanzo cha nuru.

Laser imewekwa mbele ya interferometer, na tafakari zake kwenye vioo huzingatiwa kwa njia ya mchemraba. Kwa urahisi wa uchunguzi, niliunganisha prism kwenye mchemraba, nikielekeza mionzi inayojitokeza kutoka kwa mchemraba kwenda juu. Sasa, kwa kugeuza screws za kurekebisha kioo, unahitaji kuchanganya tafakari mbili zinazoonekana za laser kwenye moja.

Kwa bahati mbaya, sina picha za mchakato huu, na haionekani wazi sana - kwa sababu ya mwangaza, alama nyingi za mwanga zinaonekana kwenye mchemraba. Kila kitu kinakuwa wazi zaidi wakati unapoanza kugeuza screws za kurekebisha - baadhi ya pointi huanza kusonga, wakati wengine hubakia mahali.

Baada ya vioo kuunganishwa kama ilivyoelezwa hapo juu, inatosha kuongeza nguvu ya laser - na hapa ni, kuingiliwa! Anaonekana karibu sawa na kwenye picha mwanzoni mwa kifungu. Hata hivyo, ni hatari kuchunguza mionzi ya laser kwa macho yako, hivyo ili kuona kuingiliwa, unahitaji kufunga aina fulani ya skrini baada ya mchemraba. Nilitumia karatasi rahisi ambayo pindo za kuingilia kati zinaonekana - nguvu na mshikamano wa laser ni wa kutosha kuunda picha tofauti ya kutosha. Kwa kugeuza screws za kurekebisha kioo, unaweza kubadilisha upana wa kupigwa - ni wazi, ni shida kuchunguza kupigwa ambayo ni nyembamba sana. Bora interferometer ni kubadilishwa, pana bendi. Walakini, kama nilivyokwisha sema, kupotoka kidogo kwa vioo husababisha kupotosha, na kwa hivyo mistari inakuwa nyembamba sana na isiyoweza kutofautishwa. Unyeti wa interferometer inayotokana na deformation na vibrations ni kubwa - bonyeza tu ubao wa msingi popote, na mistari huanza kusonga. Hata nyayo kwenye chumba husababisha mistari kutetemeka.

Hata hivyo, kuingiliwa kwa mwanga wa laser madhubuti bado sio kile kinachohitajika kwa uendeshaji wa spectrometer ya kubadilisha Fourier. Kipimo kama hicho kinapaswa kufanya kazi na chanzo chochote cha mwanga, pamoja na nyeupe. Urefu wa mshikamano wa mwanga mweupe ni kama micron 1.
Kwa LEDs, thamani hii inaweza kuwa kubwa zaidi - makumi kadhaa ya micrometers. Interferometer huunda muundo wa kuingiliwa tu wakati tofauti katika njia ya mionzi ya mwanga kati ya kila moja ya vioo na splitter ya boriti ni chini ya urefu wa mshikamano wa mionzi. Kwa laser, hata semiconductor moja, ni kubwa - zaidi ya milimita chache, hivyo kuingiliwa hutokea mara moja baada ya vioo kurekebishwa. Lakini hata kutoka kwa LED, ni vigumu zaidi kupata kuingiliwa - kwa kusonga kioo katika mwelekeo wa longitudinal na screw micrometer, unahitaji kuhakikisha kuwa tofauti katika njia ya mionzi huanguka kwenye safu ya micron inayotaka.

Walakini, kama nilivyokwisha sema, wakati wa kusonga, kubwa ya kutosha (mamia ya maikrofoni), kwa sababu ya mitambo ya hali ya juu ya hatua, kioo kinaweza kuzunguka kidogo, ambayo inaongoza kwa ukweli kwamba hali za kutazama kuingiliwa hupotea. Kwa hivyo, mara nyingi lazima usakinishe tena laser badala ya LED na urekebishe mpangilio wa kioo na skrubu.

Mwishoni, baada ya nusu saa ya kujaribu, wakati tayari ilionekana kuwa sio kweli kabisa, nilifanikiwa kupata kuingiliwa kwa mwanga kutoka kwa LED.

Kama ilivyotokea baadaye kidogo, badala ya kutazama kuingiliwa kwa karatasi kwenye njia ya kutoka kwa mchemraba, ni bora kufunga filamu ya matte mbele ya mchemraba - hivi ndivyo inavyofanya kazi. chanzo cha mwanga kilichopanuliwa. Matokeo yake, kuingiliwa kunaweza kuzingatiwa moja kwa moja na macho, ambayo hurahisisha sana uchunguzi.
Ilibadilika kama hii (unaweza kuona onyesho la mchemraba kwenye prism):

Kisha tuliweza kupata kuingiliwa kwa mwanga mweupe kutoka kwa tochi ya LED (picha inaonyesha filamu ya matte - mwisho wake unakabiliwa na kamera na doa hafifu ya mwanga kutoka kwa tochi inaonekana juu yake):

Ikiwa unagusa yoyote ya vioo, mistari huanza kusonga na kufifia hadi kutoweka kabisa. Kipindi cha mistari inategemea urefu wa mionzi, kama inavyoonyeshwa kwenye picha iliyounganishwa inayopatikana kwenye mtandao:

Sasa kwamba interferometer inafanywa, unahitaji kufanya mkutano wa kioo cha kusonga ili kuchukua nafasi ya mtihani. Hapo awali, nilipanga tu gundi kioo kidogo kwa msemaji, na kwa kutumia sasa kwa hiyo, kubadilisha nafasi ya kioo. Matokeo yake yalikuwa muundo huu:

Baada ya ufungaji, ambayo ilihitaji marekebisho mapya ya kioo kilichowekwa, ikawa kwamba kioo hupiga sana kwenye koni ya msemaji na hupotoshwa kidogo wakati sasa inatumiwa kupitia msemaji. Hata hivyo, kwa kubadilisha mkondo kupitia spika, kioo kingeweza kusongezwa vizuri.

Kwa hiyo, niliamua kufanya muundo kuwa na nguvu zaidi, kwa kutumia utaratibu ambao hutumiwa katika baadhi ya spectrometers - parallelogram ya spring. Muundo ni wazi kutoka kwa picha:

Sehemu iliyosababishwa iligeuka kuwa na nguvu zaidi kuliko ile iliyotangulia, ingawa ugumu wa sahani za chemchemi za chuma ulikuwa wa juu.

Upande wa kushoto ni ubao ulio na tundu la diaphragm. Inalinda spectrometer kutoka kwa mwanga wa nje.

Kati ya shimo na mchemraba unaogawanyika wa boriti kuna lenzi inayogongana iliyounganishwa kwenye sura ya chuma:

Kwenye sura unaweza kuona mmiliki maalum wa plastiki ambayo unaweza kuingiza filamu ya matte (iko kwenye kona ya chini ya kulia).

Lens kwa photodetector imewekwa. Imewekwa kati ya lens na mchemraba kioo kidogo kwenye mlima unaozunguka. Inachukua nafasi ya prism ambayo ilitumiwa hapo awali. Picha mwanzoni mwa kifungu ilichukuliwa kupitia yeye. Wakati kioo kinapozungushwa kwenye nafasi ya uchunguzi, inashughulikia lens, na usajili wa spectrogram inakuwa haiwezekani. Katika kesi hii, unahitaji kuacha kutuma ishara kwa msemaji wa kioo cha kusonga - kutokana na vibrations haraka sana, mistari haionekani kwa jicho.

Jedwali lingine la mhimili mmoja linaonekana kwenye kituo cha chini. Hapo awali, sensor ya picha iliunganishwa nayo, lakini meza haikutoa faida yoyote maalum, na baadaye niliiondoa.

Niliweka lenzi ya kulenga kutoka kwa kamera iliyo mbele:

Ili kurahisisha urekebishaji na upimaji wa spectrometer, photodiode nyekundu iliwekwa karibu na diaphragm.

Diode imewekwa kwenye kishikilia maalum kinachozunguka, kwa hivyo inaweza kutumika kama chanzo cha mionzi ya mtihani kwa spectrometer, wakati mtiririko wa mwanga kutoka kwa lens umezuiwa. LED inadhibitiwa na swichi iliyowekwa chini ya mmiliki.

Sasa inafaa kuzungumza zaidi juu ya sensorer za picha. Hapo awali, ilipangwa kutumia picha moja tu ya kawaida ya silicon. Walakini, majaribio ya kwanza ya kutengeneza amplifier ya hali ya juu ya photodiode ilishindwa, kwa hivyo niliamua kutumia picha ya OPT101, ambayo tayari ina amplifier na mgawo wa ubadilishaji wa 1,000,000 (1 μA -> 1V).

Sensor hii ilifanya kazi vizuri, haswa baada ya kuondoa meza iliyotajwa hapo juu na kurekebisha urefu wa sensor kwa usahihi.

Hata hivyo, photodiode ya silicon ina uwezo wa kupokea mionzi tu katika safu ya urefu wa 400-1100 nm.
Mistari ya kunyonya vitu mbalimbali Kawaida hulala mbali zaidi, na diode nyingine inahitajika ili kuwagundua.
Kuna aina kadhaa za photodiodes za kufanya kazi katika eneo la karibu la infrared. Kwa kifaa rahisi cha nyumbani, photodiodes ya germanium inafaa zaidi, yenye uwezo wa kupokea mionzi katika aina mbalimbali za 600 - 1700 nm. Diode hizi zilitolewa nyuma katika USSR, kwa hiyo ni nafuu na zinapatikana.

Unyeti wa Photodiode:

Nilifanikiwa kupata picha za FD-3A na FD-9E111. Nilitumia ya pili kwenye spectrometer - ni nyeti zaidi. Kwa photodiode hii, bado tulipaswa kukusanya amplifier. Inafanywa kwa kutumia amplifier ya uendeshaji ya TL072. Ili amplifier kufanya kazi, ilikuwa ni lazima kusambaza kwa voltage ya polarity hasi. Ili kupata voltage kama hiyo, nilitumia kibadilishaji kilicho tayari cha DC-DC na kutengwa kwa galvanic.

Picha ya photodiode pamoja na amplifier:

Mtiririko wa mwanga kutoka kwa interferometer lazima uelekezwe kwenye photodiodes zote mbili. Ili kugawanya mwanga kutoka kwa lens, mgawanyiko wa boriti unaweza kutumika, lakini hii itadhoofisha ishara kutoka kwa diodes. Kwa hiyo, baada ya lens, kioo kingine kinachozunguka kiliwekwa, ambacho unaweza kuelekeza mwanga kwa diode inayotaka. Matokeo yake ni mkusanyiko wa photosensor ufuatao:

Kuna lenzi katikati ya picha, na leza ya njia ya marejeleo imewekwa juu yake. Laser ni sawa na katika kitafuta mbalimbali, kilichochukuliwa kutoka kwenye gari la DVD. Laser huanza kutoa mionzi ya ubora wa juu tu kwa sasa fulani. Nguvu ya mionzi ni ya juu kabisa. Kwa hiyo, ili kupunguza nguvu ya boriti, nilipaswa kufunika lens ya laser na chujio. Sensorer kwenye OPT101 imewekwa upande wa kulia, na picha ya germanium iliyo na amplifier iko chini.

Photodiode ya FD-263 hutumiwa katika njia ya kumbukumbu kupokea mionzi ya laser, ishara ambayo inakuzwa na amplifier ya uendeshaji ya LM358. Katika kituo hiki kiwango cha ishara ni cha juu sana, kwa hivyo faida ni 2.

Matokeo yake ni muundo huu:

Chini ya mmiliki wa LED ya mtihani kuna prism ndogo inayoongoza boriti ya laser kuelekea photodiode ya kituo cha kumbukumbu.

Mfano wa oscillogram iliyopatikana kutoka kwa spectrometer (chanzo cha mionzi ni LED nyeupe):

Mstari wa njano ni ishara inayotolewa kwa msemaji wa kioo cha kusonga, mstari wa bluu ni ishara kutoka kwa OPT101, mstari mwekundu ni matokeo ya mabadiliko ya Fourier yaliyofanywa na oscilloscope.

Sehemu ya programu

Mpango mzima umeandikwa katika C #. Kazi na sauti inafanywa kwa kutumia maktaba ya NAudio. Mpango huo sio tu mchakato wa ishara kutoka kwa spectrometer, lakini pia hutoa ishara ya sinusoidal na mzunguko wa 20 Hz ili kudhibiti kioo cha kusonga. Masafa ya juu hayasambazwi vizuri na mechanics ya kioo kinachosonga.

Mchakato wa usindikaji wa ishara unaweza kugawanywa katika hatua kadhaa, na matokeo ya usindikaji wa ishara katika programu yanaweza kutazamwa katika tabo tofauti.

Kwanza, programu inapokea safu ya data kutoka kwa kadi ya sauti. Safu hii ina data kutoka kwa njia kuu na za marejeleo:

Juu ni ishara ya kumbukumbu, chini ni ishara kutoka kwa moja ya photodiodes kwenye pato la interferometer. Katika kesi hii, LED ya kijani hutumiwa kama chanzo cha ishara.

Kuchakata ishara ya kumbukumbu iligeuka kuwa ngumu sana. Tunapaswa kutafuta minima ya ndani na maxima ya ishara (iliyowekwa alama kwenye grafu na dots za rangi), kuhesabu kasi ya kioo (curve ya machungwa), na kutafuta pointi za kasi ya chini (iliyowekwa alama na dots nyeusi). Ulinganifu wa ishara ya kumbukumbu ni muhimu kwa pointi hizi, hivyo si mara zote sanjari hasa na kasi halisi ya chini.

Moja ya minima ya kasi iliyopatikana inachukuliwa kama asili ya interferogram (iliyowekwa alama ya mstari wa wima nyekundu). Ifuatayo, kipindi kimoja cha oscillation ya kioo kinasisitizwa:

Idadi ya vipindi vya oscillation ya mawimbi ya marejeleo kwa kila kupita kwa kioo (kati ya dots mbili nyeusi kwenye picha ya skrini iliyo hapo juu) imeonyeshwa upande wa kulia: "REF PERIODS: 68". Kama nilivyosema tayari, interferogram inayosababishwa inarekebishwa mara kwa mara na inahitaji kusahihishwa. Kwa marekebisho, nilitumia data juu ya kipindi cha sasa cha oscillations ya ishara katika kituo cha kumbukumbu. Marekebisho yanafanywa kwa kuingiliana kwa ishara kwa kutumia njia ya ujazo wa ujazo. Matokeo yanaonekana hapa chini (nusu tu ya interferogram inaonyeshwa):

Interferogram imepatikana, na sasa unaweza kufanya mabadiliko ya Fourier inverse. Inatolewa kwa kutumia maktaba ya FFTW. Matokeo ya ubadilishaji:

Kutokana na mabadiliko haya, wigo wa ishara ya awali katika kikoa cha mzunguko hupatikana. Katika picha ya skrini inabadilishwa kuwa sentimita zinazofanana (CM ^ -1), ambazo hutumiwa mara nyingi katika spectroscopy. Lakini bado ninafahamu zaidi kiwango cha urefu wa mawimbi, kwa hivyo wigo lazima uhesabiwe upya:

Inaweza kuonekana kuwa azimio la spectrometer hupungua kwa kuongezeka kwa urefu wa wimbi. Unaweza kuboresha kidogo sura ya wigo kwa kuongeza sifuri hadi mwisho wa interferogram, ambayo ni sawa na kuingiliana baada ya kufanya mabadiliko.

Mifano ya spectra iliyopatikana

Kwa upande wa kushoto - sasa iliyopimwa hutolewa kwa laser, upande wa kulia - sasa ya chini sana. Kama inavyoweza kuonekana, sasa inapungua, mshikamano wa mionzi ya laser hupungua na upana wa wigo huongezeka.

Vyanzo vilivyotumika vilikuwa: diode ya "ultraviolet", bluu, njano, diodi nyeupe, na diodi mbili za IR na urefu tofauti mawimbi

Mtazamo wa upitishaji wa baadhi ya vichungi:

Imeonyeshwa mwonekano wa utoaji baada ya vichujio vya mwingiliano kuchukuliwa kutoka kwa densitometer. Katika kona ya chini kulia ni wigo wa utoaji baada ya chujio cha IR kuchukuliwa kutoka kwa kamera. Inafaa kumbuka kuwa haya sio upitishaji wa vichungi hivi - kupima mkondo wa kichungi, unahitaji kuzingatia sura ya wigo wa chanzo cha mwanga - kwa upande wangu, taa ya incandescent. Mtazamo ulikumbana na shida fulani na taa kama hiyo - kama ilivyotokea, taswira ya vyanzo vya mwanga vya broadband iligeuka kwa namna fulani. Sijawahi kujua hii inaunganishwa na nini. Labda shida inahusiana na harakati isiyo ya kawaida ya kioo, labda kwa utawanyiko wa mionzi kwenye mchemraba, au kwa marekebisho duni ya unyeti usio sawa wa spectral ya photodiode.

Na hapa kuna wigo wa uzalishaji wa taa:

Meno upande wa kulia wa wigo ni kipengele cha algorithm ambayo hulipa fidia kwa unyeti usio na usawa wa spectral wa photodiode.

Kwa kweli, wigo unapaswa kuonekana kama hii:

Wakati wa kupima spectrometer, mtu hawezi kusaidia lakini kuangalia wigo wa taa ya fluorescent - ina sifa ya "striped" sura. Hata hivyo, wakati wa kurekodi wigo wa taa ya kawaida ya 220V na spectrometer ya Fourier, tatizo linatokea - taa za taa. Walakini, ubadilishaji wa Fourier huturuhusu kutenga oscillations ya masafa ya juu (vitengo vya kHz) vinavyotolewa na kuingiliwa kutoka kwa masafa ya chini (100 Hz) yanayotolewa na mtandao:

Wigo wa taa ya fluorescent iliyopatikana na spectrometer ya viwanda:

Maonyesho yote hapo juu yalipatikana kwa kutumia silicon photodiode. Sasa nitatoa taswira iliyopatikana na picha ya germanium:

Ya kwanza ni wigo wa taa ya incandescent. Kama unaweza kuona, sio sawa na wigo wa taa halisi (tayari imetolewa mapema).

Haki - wigo wa maambukizi ya suluhisho sulfate ya shaba. Inashangaza, haipitishi mionzi ya IR. Upeo mdogo wa 650 nm ni kutokana na kutafakari upya kwa mionzi ya laser kutoka kwa njia ya kumbukumbu kwenye substrate.

Hivi ndivyo wigo ulivyochukuliwa:

Chini ni wigo wa upitishaji wa maji, upande wake wa kulia ni grafu ya wigo halisi wa usambazaji wa maji.
Ifuatayo ni spectra ya maambukizi ya asetoni, ufumbuzi wa kloridi ya feri, na pombe ya isopropili.

Mwishowe, nitatoa wigo wa mionzi ya jua iliyopatikana na silicon na picha za germanium:

Sura ya kutofautiana ya wigo inahusishwa na ngozi ya mionzi ya jua na vitu vilivyomo katika anga. Upande wa kulia ni sura halisi ya wigo. Umbo la wigo uliopatikana na photodiode ya germanium ni tofauti kabisa na wigo halisi, ingawa mistari ya kunyonya iko mahali pake.

Kwa hivyo, licha ya shida zote, bado niliweza kupata kuingiliwa kwa mwanga mweupe nyumbani na kufanya spectrometer ya kubadilisha Fourier. Kama unavyoona, sio bila shida zake - taswira ni ya kupotoka, azimio ni mbaya zaidi kuliko ile ya spectrometers za nyumbani zilizo na wavu wa kutofautisha (hii ni kwa sababu ya kiharusi kidogo cha kioo kinachosonga). Lakini hata hivyo - inafanya kazi!

Lebo: Ongeza vitambulisho

Sasa tutakusanya matoleo mawili ya spectroscope ya diffraction kwa mikono yetu wenyewe. Sspectroscope ni kifaa kinachokuwezesha kujifunza wigo wa mwanga kwa kugawanya vipengele vyake vya spectral kwenye mhimili fulani. Nuru inaweza kugawanywa katika mawimbi ya monochromatic ama kwa njia ya uzushi wa mtawanyiko au diffraction. Katika kesi hii, tutatumia diffraction, kwa kuwa tuna grating bora ya diffraction mkononi - CD!

Tutahitaji sanduku ndogo la kadibodi, CD, gundi, na bomba la opaque kwa macho.

Kwa kutumia mkasi, kata kipande cha CD ili kutoshea saizi ya kisanduku:

Wacha tuweke alama kwenye kisanduku ili kifaa cha macho kiweze kusanikishwa kwa usahihi. Kutoka kwa macho tunajua kwamba angle ya matukio ni sawa na angle ya kutafakari. Lakini kwa njia hii tutaona dirisha ambalo mwanga utapita, na sio diffraction maxima, kwa hiyo tutaacha nafasi kwa haki ya mstari wa dirisha la baadaye.

Kisha, kufunga sanduku, tutachagua mahali panapofaa kuingia kwenye mwanga. Ili kufanya hivyo, tutatoboa shimo kwa uangalifu na kuchunguza kwa jicho. Ikiwa tunaona mwanga ulioonyeshwa moja kwa moja kwenye kijicho, basi tunafunga shimo na kutoboa mpya zaidi kidogo. Na kadhalika mpaka dots nyingi za rangi zilizopangwa kwenye mstari zinaonekana kwenye jicho. Kisha tutakata dirisha:

Wacha tusakinishe kisu nyepesi kilichotengenezwa na wembe mbili kwenye dirisha - ili mwanga mwembamba uingie kwenye sanduku - kwa njia hii tutaona picha iliyo wazi iwezekanavyo.

Ikiwa kila kitu kilifanyika, basi tutaona wigo wa diluted kwenye macho. Ikiwa wigo hauendelei (kwa mfano kutoka kwa LDS au taa za kutokwa kwa gesi), basi tutaona seti ya mistari. Kila mstari ni sehemu ya monochromatic. Katika picha, mstari wa juu kabisa ni zambarau ya kina, kamera ilipotosha rangi.

Chaguo la pili

Hebu tutengeneze spectroscope ndogo ambayo inafanya kazi katika mwanga unaopitishwa. Ili kufanya hivyo, kata CD kama katika chaguo la kwanza.