天文學(xué)家從未登陸過(guò)月球之外的任何星球,更不用說(shuō)是到任何一顆炙熱的恒星上采集樣品了。為何天文學(xué)家能告訴我們太陽(yáng)的組成成分以及各種成分的比例呢?天文學(xué)家又如何知道星體的移動(dòng)速度呢?
所有的答案都在星光中,這也就是為什麼有越來(lái)越多的大望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)然,純粹盯著星光是看不出星星的成分的,如果能將星光解剖開(kāi)來(lái),也就是讓星光透過(guò)三稜鏡分光而形成光譜,就可以窺得其中奧秘。這樣的裝置,就稱(chēng)為光譜儀。
利用隨處可得的電子垃圾——光盤(pán)。便可做出個(gè)簡(jiǎn)易的分光器
步驟1: 現(xiàn)狀
要知道,大家平常使用的光盤(pán),實(shí)際上也是種電子垃圾。
請(qǐng)不要不小看它,用了幾年電腦的人,手中都會(huì)有大把的報(bào)廢光盤(pán),
而把這個(gè)數(shù)量乘以人口,這個(gè)數(shù)量是十分驚人的
通常我們會(huì)把這些廢盤(pán)扔掉,實(shí)在不太環(huán)保,無(wú)意中讓這些廢塑料污染了環(huán)境。
用又不能用,扔又沒(méi)地方扔,難道報(bào)廢的光盤(pán)真的這么難處理?
有沒(méi)有什么辦法把它們充分利用起來(lái),為我們的生活增添一點(diǎn)光彩?
步驟2: 制作的原因和原理
正好在高二物理中學(xué)到衍射光柵,又看見(jiàn)Dr. Whoand作品中的光盤(pán)的光軌圖,
于是突發(fā)奇想,光盤(pán)里的光軌不就正好是現(xiàn)成的光柵么?
資訊時(shí)代中,光碟片是不可或缺的電子產(chǎn)品,
而大多數(shù)的光盤(pán)卻是只能進(jìn)行一次寫(xiě)入,且沒(méi)法進(jìn)行修改,
那么,難免會(huì)產(chǎn)生許許多多的廢棄光盤(pán),那么,將其做為分光器便是個(gè)處理這種電子垃圾的好方法
不得不承認(rèn),與專(zhuān)業(yè)光譜儀有很大差距, 但是作為科普工具人人可做, 對(duì)普及一些物理知識(shí)還是很有用的。 這還是個(gè)很好的玩具
原理:光柵衍射
步驟3: 制作分光器機(jī)身
拿一個(gè)廢棄的牙膏盒,并使用反光紙將其包覆
步驟4: 開(kāi)狹縫
在牙膏盒的一側(cè)的中部畫(huà)一條線,并拿刀割開(kāi)(1-2mm寬)
確認(rèn)透光之后,同樣蒙上反光紙,并使用指甲剪剪去狹縫處的反光紙,
再用透明膠處理邊緣,保證除狹縫外沒(méi)有其他地方透光
步驟5: 切割廢舊光盤(pán)
1-1在光碟片上畫(huà)下欲切割的大小
1-2多次切割同一條線,直到光碟片被切斷。
1-3 快切斷時(shí)請(qǐng)?zhí)貏e小心,千萬(wàn)要保持美工到的銳利度,才不會(huì)讓后方的反射層脫落。如果使用壓克力刀切割,在快切斷時(shí)也請(qǐng)換成銳利的美工刀,以保持反射層的完整。
步驟6: 測(cè)量角度并開(kāi)槽
將割好的光盤(pán)放到牙膏盒的另一側(cè),將牙膏盒對(duì)準(zhǔn)光源
上下改變光盤(pán)角度,直到看見(jiàn)清晰的光譜時(shí),使用量角器記下角度
然后再在牙膏盒側(cè)面開(kāi)槽,插入割好的光盤(pán)
(cd,cd-r的角度大概在60度 dvd的角度大概是45度)
步驟7: 制作觀察孔
使用刀子在頂部開(kāi)個(gè)長(zhǎng)方形槽,
并且用衛(wèi)生紙的紙卷制作觀察孔(防止漏光)
步驟8: 做完了,來(lái)說(shuō)說(shuō)分光器的用處吧
1.利用簡(jiǎn)易的光譜儀可以看出各種不同光源的發(fā)光原理是否相同。
例如:從光譜可以明顯看出日光燈管與省電燈泡的發(fā)光原理其實(shí)是相同的,而白熱燈泡則是利用高熱發(fā)光的原理(因?yàn)樗墓庾V沒(méi)有特別亮的譜線,這種光譜稱(chēng)為連續(xù)光譜)。
2.每個(gè)元素都有自己專(zhuān)屬的譜線(光譜中特別亮或是特別暗的線)位置。那么,許多肉眼觀察的并不是非常清楚的焰色反應(yīng),就能通過(guò)分光器清晰觀測(cè)。
3.配合多普勒效應(yīng),觀察移動(dòng)物體的譜線與靜止時(shí)的位置移動(dòng)量,即可推算出此物體的徑向(視線方向)移動(dòng)速度。天文學(xué)家就是利用光譜與都卜勒效應(yīng)算出星體是在接近我們,還是遠(yuǎn)離我們,而速度又是多快。
步驟9: 日光燈的光譜
日光燈發(fā)光分兩步: 首先水銀蒸汽被激發(fā)主要發(fā)出紫外線, 然后管壁上的熒光粉將紫外線轉(zhuǎn)化為寬譜可見(jiàn)光。 所以日光燈在連續(xù)背景上有亮水銀譜線, 以綠色的546nm最顯著。
步驟10: CRT顯示器的光譜
計(jì)算機(jī)CRT顯示器白色屏幕的光譜。 紅色是離散譜線, 但綠和藍(lán)則是連續(xù)光譜
步驟11: 液晶屏幕顯示白色時(shí)的光譜
筆記本電腦液晶顯示屏和CRT顯示器發(fā)光原理顯然不同,而且和顯卡還有關(guān)系
步驟12: 新型三基色節(jié)能燈的光譜
節(jié)能燈(又稱(chēng)緊湊型日光燈, compact fluorescent light)和普通日光燈(3)發(fā)光原理類(lèi)似, 但它采用新型三色熒光粉, 而非普通的寬譜白色熒光粉。 光譜儀下連續(xù)譜不見(jiàn)了, 代之以各種顏色的譜線。
步驟13: 趕快動(dòng)手做個(gè)自己的光譜儀吧
相片和實(shí)際的效果有色差,
所以,趕快利用廢棄電子垃圾——光盤(pán)
做一個(gè)屬于你的分光器吧
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