سه شنبه, 01 آبان 1397

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
شما هم یک طیف نمای ساده بسازید!................................................................................طیف نمایی

 

استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.

 

شما هم  یک طیف نمای ساده بسازید!

طیف نمایی

مقدمه:

رنگی که از اشیاء پیرامونمان و یا منابع نورانی مختلف می بینیم در واقع متشکل از رنگ ها و طول موج های متعددی است که چشم انسان قادر به تفکیک آنها نیست. این مجموعه از طول موجها را که به وسیله ی یک جسم، جذب یا گسیل (نشر) می شود و ویژگی خاص آن جسم است، طیف مینامیم. بعنوان مثال نور ساطع شده از  لامپ مهتابی دارای خط های طیفی مشخصی است که برایند تمام آن خطوط  و گستره ی طول موجی موجود در آن، نور سفید را تولید می کند. یا خورشید از مجموعه رنگهای قرمز تا بنفش تشکیل شده که چشم ما مجموعه همه آنها را بصورت نوری با رنگی که می شناسید می بیند. در واقع نمایش طیف را میتوان ملموس کردن قوانین مکانیک کوانتمی و ترازهای اتم محسوب کرد که اطلاعات جالبی را از ساختار ماده ارائه میدهد. فرایند جدا سازی و تفکیک فیزیکی نور بر اساس طول موج  و نیز مطالعه خواص ماده با کمک  نور گسیل، جذب و یا پراکنده شده از ماده را، طیف سنجی یا بیناب نمایی می نامند. طیف سنجی به عنوان مطالعه برهمکنش بین نور و ماده نیز تعریف می‌شود. بطور معمول طیف تابشی منابع مختلف نور را میتوان به کمک منشور یا توری پراش از هم جدا کرد.  البته برای مشاهده طیف و جدا کردن اجزای آن باید نور از یک شیار باریک عبور کند و به منشور یا توری بتابد در غیر این صورت طیف در هم تدغام می شود و اجزای آن از هم جدا نمی شود. برای طیف سنجی شیار ورودی و منشور یا توری اساسی است و بقیه اجزا برای ایجاد تصویر و افزایش دقت است. منشور بخاطر تفاوت سرعت نور در طول موجهای مختلف در شیشه باعث می شود که هر طول موج در یک زاویه منحرف شود. توری پراش هم بخاطر وابستگی زاویه پراش به طول موج نور می تواند رنگهای مختلف را از هم جدا کند. اثر و اهمیت وجود شیار را هنگامی که نور گسترده ای مثل لامپ داریم دیده می شود.

هدف:

در این آزمایش قصد داریم یک طیف نمای ساده بسازیم و با استفاده از نقش پراش حاصل شده از فرود نور بر يك CD که منجر به تجزیه طیفی آن می­شود، طیف­ تشکیل دهنده نورمرئی موجود در لامپ مهتابی را شناسايی كنيم. مطالعه طیف یک منبع نور، اطلاعات مفیدی در مورد تراز اتم های منبع ارائه میکند.

 

چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

می خواهیم یک طیف نمای ساده بسازیم و برای آن به اقلام زیر نیاز داریم:

- یک قطعه لوله پولیکای مثلا قطر 2 سانتی متری

- یک قطعه سی دی

- دو عدد تیغ

- اره، کاتر و دریل

آزمایش (مقدماتی):

- یک تکه لوله پولیکا به طول حدود پانزده سانتی متر و قطر حدود 3 سانتی متر انتخاب کنید. اندازه های ارائه شده پیشنهادی هستند و میتوانید آنها را به دلخواه تغییر دهید.

- با استفاده از اره، لبه یک انتهای لوله را با زاویه 45 درجه برش بزنید.

- یک قطعه سی دی را با استفاده از کاتر برش زده و بر لبه انتهای مورب لوله بچسبانید.

- با کمک دریل سوراخی روی لوله ایجاد کنید. این سوراخ بایستی وسط بیضی 45 درجه قرار گیرد. در واقع سایه مرکز این سوراخ بر روی مرکز سی دی منطبق میشود.

- در انتهای دیگر لوله، یک تیغ را در وسط بچسبانید به طوریکه با قرار دادن تیغ دیگر شکافی ایجاد شود که موازی سطح 45 درجه مقابل باشد و نور فقط از آن وارد طیف نما شود.

- حال اين لوله را از سمت شیار آن، به سمت نور مهتابي به نحوی نشانه گيري كنيد که راستای شیار و لامپ یکی شود.

در شكل (2) نحوه استفاده صحيح از طيف نما را نشان داده ايم. با تغيير زاويه لوله نست به افق طيفي  مانند شكل (3) را خواهيد ديد كه يك طيف پيوسته (طيف ناشي از ماده سفيد رنگ در جداره لامپ)  همراه با مجوعه اي از خطوط طيفي (طيف اتم هاي جيوه) است.

 

آزمایش (پیشرفته تر):

- می توانید پهنای شیار را تغییر دهیم و اثر آنرا در دقت جداسازی طیفی ببینیم.

 

به چه کار می آید:

مشاهده طیف منابع نوری مختلف و شناسایی آنها

 

سؤال پیشنهاد ونکته:

- مي توانيد طيف ناشي از نور خورشيد، ستاره ها، نور لامپ تنگستن، نور لامپ نئون، LED، نور صفحه نمايش كامپيوتر و تلويزيون را با استفاده از طيف نمایی كه ساخته ايد مشاهده كنید و تفاوت طیف آنها را بررسی کنید.

- در مدیریت رنگ کامپیوتر خودتان در برنامه ای مثل paint ، رنگهای مختلف را ایجاد کنید و طیف آنها را یررسی کنید.

- طیف لامپهای کم مصرف رنگهای مختلف را بررسی کنید.

- طیف نما را با توری عبوری نیز می توانید بسازید.

- با کمک کمی اپتیک می توانید طیف را روی پرده ای تصویر کنید و در نتیجه با قرار دادن یک دوربین طیف را ثبت کرده و یک طیف سنج بسازید.

- درباره ارتباط رنگ و طیف چه نتیجه ای می گیرید.

 

آزمایشهای مرتبط:

عنکبوت هم میتواند رنگین کمان بسازد! 
یک منشور چقدر میتواند نور را منحرف کند؟ 

 

بیشتر بدانید:

طیف نمایی و طیف سنجی

 

 

 

 

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info