Címlap
Címlap

Vess egy új pillantást a fényre: készítsd el a saját spektroszkópod!

A fehér fény valójában nem fehér, hanem sokféle színből áll. A fény összetevőit – a spektrumot – a spektroszkóp nevű eszközzel tanulmányozhatjuk. Ebben a tevékenységben leírjuk, hogy hogyan készíthetsz el egy működőképes spektroszkópot egy CD lemez, egy gabonapehely doboz és néhány más apróság felhasználásával. Ezzel a magad által készített eszközzel megcsodálhatod azokat a színeket, amelyeket a mindennapi tárgyaink, például egy villanykörte, egy fénycső, a számítógép monitorja vagy egy gyertya lángja rejtegetnek a számodra. Felfedezésre fel! A fehér fényt többféle módszerrel választhatjuk szét különböző színű összetevőkre. Egyik lehetőség az, hogy prizmát használunk, ahogy azt Newton is tette. Mivel eltérő a törésmutató a különböző színek esetében, ezért ezek más-más útvonalon haladnak a prizmában, és így elválnak egymástól. A másik lehetőség, ha úgynevezett optikai rácsot használunk, amelyet egy felületen elhelyezkedő igen sok egymással párhuzamos barázda alkot. A fényhullámok kölcsönhatásba lépnek a kis barázdákkal, és ennek következtében a különböző színek eltérő irányokba verődnek vissza. A gabonapehely-doboz spektroszkóp elkészítése: Jó hasznát vesszük ennek az otthon is fellelhető optikai rácsnak a spektroszkópunk elkészítésénél. A spektroszkóp két fontos elemet tartalmaz: a CD-t, amely a fényt különböző színű összetevőire bontja, és egy szűk rést a doboz ellentétes oldalán, amely csak egy keskeny fénysugarat enged át. A doboz egyik oldalán készítsük el a rést vastag papír és ragasztószalag felhasználásával. Egy kicsit csinosabb modellt kaphatunk, ha egy egyszer használatos borotvapenge két darabját ragasztjuk be élükkel egymás felé. Vigyázzunk a kezünkre, hogy ne vágjuk meg magunkat! Ha a rés túlságosan széles, a spektrum elmosódott lesz, ha pedig túlságosan keskeny, akkor a színkép halvány lesz, ezért a 0,2 mm széles rést ajánljuk, de lehet még további kísérleteket folytatni. A színkép minősége a réstől függ, ezért azt gondosan készítsük el. A doboz másik oldalára ragasszuk be a CD-t (lehet üres, újraírható lemezt használni) úgy, hogy a doboz aljával 60º-os szöget zárjon be. A doboz tetejére vágjunk egy lyukat, amelyen keresztül nézhetjük a CD-t . Sötét ragasztószalaggal ragasszunk be minden lyukat a CD körül, amelyen keresztül beszökhet a fény. Amikor tanulmányozni akarjuk a színképet, a rést fordítsuk a fényforrás felé (minél közelebb helyezzük el, annál jobb), és a megfigyelő nézzen bele a doboz tetején lévő lyukba. A doboz kis mozgatásával pontosan állítsuk be a spektrumot. A spektrumot le is fényképezhetjük olyan digitális kamerával, amelyiknél van ‘makro’ beállítási lehetőség, vagyis képes közeli tárgyakat fényképezni. Előnyös, ha a kamera fókuszát kézzel állíthatjuk, ugyanis automata fókusszal nehéz éles spektrumot kapni. Mérések: Először vizsgáljuk meg egy hagyományos izzólámpa színképét! A következő kísérletben nézzük meg két különböző fluoreszkáló fényforrás színképét! Mindkettő fehér fényt bocsát ki. Az első, hagyományos fénycső színképében egy folytonos spektrum előtt éles vonalakat láthatunk. Ezt az emissziós színképet a csőben lévő kis sűrűségű higanygőz bocsátja ki. A higany ultraibolya fényt is kibocsát, amelyet a cső belső felületére felvitt vékony foszfor réteg látható fénnyé alakít át A másik fluoreszkáló fényforrás színképe nagymértékben különbözik az előzőtől. Ennek az az oka, hogy a gyártók a foszfor háromféle módosulatát használják a fénycsőben. A háromféle módosulat arányától függ az előállított fény színe, ezeknek a színeknek a keverékét érzékeljük fehér fényként. A Nap színképe: Ha kivisszük a spektroszkópot a szabadba, megvizsgálhatjuk a Nap színképét. A színkép első pillantásra folytonosnak látszik. Azonban ha jobban megnézzük, néhány sötét vonalat vehetünk észre, amelyek azért jönnek létre, mert a Nap külső rétegeit és a Föld légkörét alkotó atomok elnyelnek bizonyos frekvenciájú fényösszetevőket. A spektroszkópunkkal látható színképek között van olyan, amelyben a színek folytonosan követik egymást a sötétvöröstől a sötétkékig. Más színképeknél éles vonalakat láthatunk egy folytonos háttérrel vagy háttér nélkül, vagy sötét vonalakat folytonos háttér előtt, mint például a Nap színképében. Megfigyelhetjük a vonalak létrejöttét egy kibocsátási színképben, ha közönséges konyhasót szórunk egy gyertya lángjába.

A diákok a tevékenység elvégzése során egyszerű eszközök segítségével olyan berendezést készítenek, amelynek használatával konkrét tapasztalatokra tesznek szert a fény tulajdonságait illetően.

A tevékenység az alábbi linken érhető el:

http://www.scienceinschool.org/hu/2007/issue4/spectrometer

Vess egy új pillantást a fényre: készítsd el a saját spektroszkópod!
// impresszum // kapcsolat