Простейшее измерительное устройство на рисунке ниже состоит из двух линеек, на одной из которых закреплена дифракционная решётка, а над второй возвышается узкая щель, например, из двух лезвий. Используются расстояния в миллиметрах от дифракционной решётки до линейки с щелью, и от щели (максимума нулевого порядка) до максимума первого порядка.
Нужно смотреть через дифракционную решётку на источник света с известной длиной волны: лазер (важно следить, чтобы свет лазера гарантированно не мог повредить глаза: снижать яркость узкой щелью, отражением, светорассеивателем) или пламя горелки, окрашенное в жёлтый цвет двумя линиями 588,995 и 589,5924 нм с помощью проволоки, покрытой раствором соли NaCl и внесённой в огонь. Также подойдёт турбо зажигалка с красным пламенем, дающим в спектре тонкую линию 670,78 нм. Скорее всего в ней используется пластина с веществом, содержащим литий. Если кто знает подобную информацию о зажигалке с зелёным пламенем, то напишите, пожалуйста, комментарий.
Период дифракционной решётки можно посчитать следующим образом:
589нм*204мм/20мм≈6000 нм
Этим же устройством можно определить длину волны света, зная период дифракционной решётки:
20*6000/204≈588 нм.
Существует и немного другой вариант устройства. Лазер светит через дифракционную решётку на линейку. В этом случае щель не нужна.
Это устройство тоже позволяет определить характеристику дифракционной решётки и света, но с помощью лазера.
Можно сделать некое подобие лазера из светодиода, спроецировав изображение его светящегося кристалла линзой в сторону дифракционной решётки.
Период решётки: 780нм*250мм/32,5мм=6000 нм
Длина волны: 32,5мм*6000нм/250мм=780 нм
Я использовал дифракционную решётку из насадки "Звёздное небо", которая шла в комплекте с лазерной указкой. Там две решётки. Насадку нужно разобрать и вытащить одна решётку. Дифракционная решётка из CD даёт ошибку в 100 нм и не подходит.
Готовую фотографию спектра минимум с двумя известными линиями можно сопоставить в Photoshop со шкалой, чтобы узнать длины волн неизвестных линий.
Создаём чистый лист, вставляем на него шкалу и изображение, на котором есть неизвестные длины волн. Для сопоставления известных длин волн со шкалой, изменяем масштаб фотографии таким образом: нажимаем "Редактирование", "Трансформирование", "Масштабирование"; нажимаем кнопку "Сохраняет пропорции" и меняем числовые значения вверху, указанные в %. После сопоставления, неизвестные длины волн автоматически займут правильные положения на шкале. Должно получится примерно следующее:
Известные линии спектров газоразрядных ламп есть в ГОСТ Р 55703-2013. Некоторые спектры в виде графиков и в виде фотографий.
Можно использовать и математический метод. Например, нужно узнать длину волны лазера с фотографии выше. Открываем её в Photoshop CC. С помощью инструмента "Линейка" измеряем расстояние от линии натрия до линии лития. Оно равно 1223 п. Измеряем расстояние от натрия до лазера - 1104 п. Считаем таким образом: (670нм-589нм)/1223п*1104п+589нм=662 нм
Если у нас фотография с источником излучения, полученная простейшим спектроскопом, то неизвестную линию считаем так.
Узнаём линию 1064 нм. Измеряем расстояние от точки лазера до линии 802 нм. Будет 2876 п. От лазера до неизвестной линии - 3831 п. 802нм*3831п/2876п=1068 нм
Предлагаю ознакомиться с тематическим списком и всеми статьями!
Спасибо за то, что дочитали мою статью!
Если информация понравилась - ставьте лайк и делитесь на других сайтах. Также буду рад комментариям и долгому времени прочтения!