
流向我們眼睛的大多數光顯得白色或淡黃色,但是電磁譜的一部分的光實際上包含了幾種波長,人眼將其視為不同的顏色。
紫羅蘭擁有人們可以看到的最短波長,而紅色的波長最長。在可見光譜的兩端,有些人看不見的波長,例如紫外線和紅外輻射。
光譜學如何工作
光譜儀或光譜儀將光線拆分為構成其的波長。早期的光譜學使用了通過折射來裂開光的棱鏡 - 在光波穿過玻璃時彎曲。折射的一個很好的例子是彩虹,其中陽光通過雨滴並分為不同的顏色。
現代光譜法經常用稱為衍射光柵的狹窄縫隙代替棱鏡。縫隙通過不同的量將光擴散到不同的波長中,這使得可以測量波長。
發出光的物質會產生髮射光譜。例如,非常熱的金屬在所有波長中發出光,並顯示“白熱”。另一方面,氣體在加熱時僅在某些波長下產生光,具體取決於存在的元素。同樣,每個元素在特定波長處吸收光譜,稱為吸收光譜。吸收光譜可用於識別元素。
化學家發現了一些元素 - 銫(原子編號55)和銣(例如,原子編號37),例如使用光譜儀。知道元素的吸收光譜,天文學家使用光譜鏡來確定恆星和其他遠處物體的化學組成。
光譜學不必限於專業科學家。使用日常物品構建自己的光譜儀需要不到一個小時的時間。
需要的材料
- 一個紙板箱:該盒子需要足夠大才能包含CD或DVD。我使用了一個中等優先的運輸盒,但是小型運輸盒,鞋盒或穀物盒也可以工作。
- DVD或CD:您不會回來,因此請確保它不介意輸掉。
- 一兩個名片/3x5卡:名片比標準索引卡厚,因此我覺得它們會減少亮點。一些網站建議使用兩個單刃剃須刀,這會更厚,而且肯定是筆直的,但是紙牌更適合兒童友好。
- 紙板管:廁紙管或紙巾或禮品包管的一部分正常工作;當然,較大的試管將需要切成更易於管理的尺寸。
- 鋁製膠帶或鋁箔和膠水:鋁製膠帶可以在大多數五金店中找到,但是廚房的標準箔和膠水有效地工作。
- 剪刀或X-Acto刀
- 玻璃紙膠帶
- 筆/鉛筆/標記
- 統治者
概述
光將通過一個小縫隙(衍射光柵)進入光譜儀,從CD上反射,並通過觀察管看到。 CD將有助於確保正確排列這三個元素。
程式
步驟1:首先為觀察管打孔。將CD設置在盒子頂部,距您打算放置管的側面的左邊緣約半英寸。使用筆在CD的中間追踪圓。
步驟2:將管子置於圓上並追踪。將管子移動大約半英寸,並追踪另一個圓圈。兩個重疊的圓圈會產生一個橢圓形。
步驟3:使用剪刀或X acto刀將橢圓形切開。
步驟4:進行觀看縫隙。將盒子向右旋轉,以使橢圓形在其側面。將CD放在盒子的左側,並繪製另一個小圓圈以標記位置。
步驟5:切一個小矩形,大約半英寸寬,高2英寸,其底座設置在CD創建的圓圈上。
步驟6:在矩形上彼此平行設置兩個名片的邊緣,它們之間留下了很小的差距。確保差距是均勻的,並且在頂部或底部不寬。
如果您決定使用剃須刀,請使兩者之間的銳利邊緣創建縫隙。同樣,請確保縫隙甚至是一端或另一端不大。
步驟7:站起來。將CD膠帶到觀看縫隙對面的牆壁上,印有側面的側面靠在牆壁上,彩虹側指向縫隙。確保CD的邊緣距框側與縫隙相同。
步驟8:使用鋁製膠帶或鋁箔密封盒子。覆蓋光線可能進入的任何區域。將觀看橢圓形圍繞的部分打開。
步驟9:將紙管插入橢圓形,內部端朝向CD傾斜。通過將縫隙朝向光源,以確保您的角度正確,以便可見整個光譜。將管子膠帶粘在適當的位置,並使用鋁製膠帶或箔紙密封邊緣。
使用光譜學
使用您的光譜儀的良好科學博覽會項目正在檢驗以下假設:不同的氣體會產生不同的光譜。
將光譜學針對各種光源瞄準。尋找特定的顏色,並註意彩色線條之間的間距。
白熾燈泡會產生連續的光譜,因為它是加熱的固體 - 鎢絲。熒光燈泡會產生不同的彩色線,因為它含有汞蒸氣。
其他一些要檢查的光源是蠟燭火焰,手電筒,黃色的路燈,藍色的路燈,Bunsen燃燒器的火焰,露營燈籠和霓虹燈標誌。
您也可以檢查陽光,儘管您永遠不要通過光譜儀直接看陽光。取而代之的是,將儀器瞄準從白色牆壁彈起的光線。
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