
流向我们眼睛的大多数光显得白色或淡黄色,但是电磁谱的一部分的光实际上包含了几种波长,人眼将其视为不同的颜色。
紫罗兰拥有人们可以看到的最短波长,而红色的波长最长。在可见光谱的两端,有些人看不见的波长,例如紫外线和红外辐射。
光谱学如何工作
光谱仪或光谱仪将光线拆分为构成其的波长。早期的光谱学使用了通过折射来裂开光的棱镜 - 在光波穿过玻璃时弯曲。折射的一个很好的例子是彩虹,其中阳光通过雨滴并分为不同的颜色。
现代光谱法经常用称为衍射光栅的狭窄缝隙代替棱镜。缝隙通过不同的量将光扩散到不同的波长中,这使得可以测量波长。
发出光的物质会产生发射光谱。例如,非常热的金属在所有波长中发出光,并显示“白热”。另一方面,气体在加热时仅在某些波长下产生光,具体取决于存在的元素。同样,每个元素在特定波长处吸收光谱,称为吸收光谱。吸收光谱可用于识别元素。
化学家发现了一些元素 - 铯(原子编号55)和铷(例如,原子编号37),例如使用光谱仪。知道元素的吸收光谱,天文学家使用光谱镜来确定恒星和其他远处物体的化学组成。
光谱学不必限于专业科学家。使用日常物品构建自己的光谱仪需要不到一个小时的时间。
需要的材料
- 一个纸板箱:该盒子需要足够大才能包含CD或DVD。我使用了一个中等优先的运输盒,但是小型运输盒,鞋盒或谷物盒也可以工作。
- DVD或CD:您不会回来,因此请确保它不介意输掉。
- 一两个名片/3x5卡:名片比标准索引卡厚,因此我觉得它们会减少亮点。一些网站建议使用两个单刃剃须刀,这会更厚,而且肯定是笔直的,但是纸牌更适合儿童友好。
- 纸板管:厕纸管或纸巾或礼品包管的一部分正常工作;当然,较大的试管将需要切成更易于管理的尺寸。
- 铝制胶带或铝箔和胶水:铝制胶带可以在大多数五金店中找到,但是厨房的标准箔和胶水有效地工作。
- 剪刀或X-Acto刀
- 玻璃纸胶带
- 笔/铅笔/标记
- 统治者
概述
光将通过一个小缝隙(衍射光栅)进入光谱仪,从CD上反射,并通过观察管看到。 CD将有助于确保正确排列这三个元素。
程序
步骤1:首先为观察管打孔。将CD设置在盒子顶部,距您打算放置管的侧面的左边缘约半英寸。使用笔在CD的中间追踪圆。
步骤2:将管子置于圆上并追踪。将管子移动大约半英寸,并追踪另一个圆圈。两个重叠的圆圈会产生一个椭圆形。
步骤3:使用剪刀或X acto刀将椭圆形切开。
步骤4:进行观看缝隙。将盒子向右旋转,以使椭圆形在其侧面。将CD放在盒子的左侧,并绘制另一个小圆圈以标记位置。
步骤5:切一个小矩形,大约半英寸宽,高2英寸,其底座设置在CD创建的圆圈上。
步骤6:在矩形上彼此平行设置两个名片的边缘,它们之间留下了很小的差距。确保差距是均匀的,并且在顶部或底部不宽。
如果您决定使用剃须刀,请使两者之间的锐利边缘创建缝隙。同样,请确保缝隙甚至是一端或另一端不大。
步骤7:站起来。将CD胶带到观看缝隙对面的墙壁上,印有侧面的侧面靠在墙壁上,彩虹侧指向缝隙。确保CD的边缘距框侧与缝隙相同。
步骤8:使用铝制胶带或铝箔密封盒子。覆盖光线可能进入的任何区域。将观看椭圆形围绕的部分打开。
步骤9:将纸管插入椭圆形,内部端朝向CD倾斜。通过将缝隙朝向光源,以确保您的角度正确,以便可见整个光谱。将管子胶带粘在适当的位置,并使用铝制胶带或箔纸密封边缘。
使用光谱学
使用您的光谱仪的良好科学博览会项目正在检验以下假设:不同的气体会产生不同的光谱。
将光谱学针对各种光源瞄准。寻找特定的颜色,并注意彩色线条之间的间距。
白炽灯泡会产生连续的光谱,因为它是加热的固体 - 钨丝。荧光灯泡会产生不同的彩色线,因为它含有汞蒸气。
其他一些要检查的光源是蜡烛火焰,手电筒,黄色的路灯,蓝色的路灯,Bunsen燃烧器的火焰,露营灯笼和霓虹灯标志。
您也可以检查阳光,尽管您永远不要通过光谱仪直接看阳光。取而代之的是,将仪器瞄准从白色墙壁弹起的光线。
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