Lav Dit Eget Spektroskop | Spectroscopy Science Fair Project

{h1}

Spektroskoper bruges til at opdele lys i forskellige bølgelængder for at bestemme den kemiske sammensætning af genstande som stjerner og elementer.

Det meste af lyset, som strømmer til vores øjne, fremstår som hvidt eller gulligt, men lys, en del af det elektromagnetiske spektrum, indeholder faktisk flere bølgelængder, som det menneskelige øje ser som forskellige farver.

Violet har den korteste bølgelængde, som folk kan se, mens rød er den længste. I begge ender af det synlige spektrum er der bølgelængder, som folk ikke kan se, såsom ultraviolet og infrarød stråling.

Hvordan et spektroskop virker

Et prisme kan bryde hvidt lys op i det synlige lys spektrum.

Et prisme kan bryde hvidt lys op i det synlige lys spektrum.

Kredit: NASA

Et spektroskop eller spektrometer splitter lys ind i de bølgelængder, der gør det op. Tidlige spektroskoper brugte prismer, der splittede lyset ved brydning - bøjede lysbølgerne, da de passerede gennem glasset. Et godt eksempel på brydning er en regnbue, hvor sollys passerer gennem regndråber og er opdelt i sine forskellige farver.

De spektrale linjer af hydrogen, helium og carbon. Hvert element har et unikt emissionsspektrum.

De spektrale linjer af hydrogen, helium og carbon. Hvert element har et unikt emissionsspektrum.

Kredit: NASA

Moderne spektroskoper erstatter ofte prismet med smalle slidser, der kaldes diffraktionsgitter. Slidserne breder lyset i forskellige bølgelængder af forskellige mængder, hvilket gør det muligt at måle bølgelængderne.

Stoffer, der udsender lys, producerer et emissionsspektrum. Meget varme metaller udsender for eksempel lys i alle bølgelængder og fremstår som "hvide hot". På den anden side producerer gasser, når de opvarmes, kun lys ved bestemte bølgelængder afhængigt af de elementer, der er til stede. Desuden absorberer hvert element lys ved specifikke bølgelængder kaldet et absorptionsspektrum. Absorptionsspektre kan bruges til at identificere elementer.

Kemister opdagede nogle elementer - cæsium (atomnummer 55) og rubidium (atomnummer 37), for eksempel - ved anvendelse af et spektroskop. At kende absorptionsspektra af elementer, astronomer bruger spektroskoper til at bestemme stjernernes kemiske sammensætning og andre fjerne objekter.

Spektroskoper behøver ikke begrænses til faglige forskere. At bygge dit eget spektroskop ved hjælp af hverdagsprodukter tager lidt under en time.

De nødvendige værktøjer, som alle skal være relativt lette at finde rundt i huset.

De nødvendige værktøjer, som alle skal være relativt lette at finde rundt i huset.

Kredit: Nola Taylor Redd

Materialer der er nødvendige

  • En papkasse: Kassen skal være stor nok til at indeholde en cd eller dvd. Jeg brugte en medium prioriteret shipping kasse, men små forsendelsesbokse, skoæsker eller kornkasser vil fungere lige så godt.
  • En dvd eller cd: Du får det ikke tilbage, så sørg for, at det er en, du ikke har noget imod at miste.
  • Et eller to visitkort / 3x5 kort: Visitkort er tykkere end standard indeks kort, så jeg følte de ville lade mindre lys gennem. Nogle websteder foreslår at bruge to enkeltskårne barberblad, som ville være tykkere og helt sikkert være lige, men papirkort er mere børnevenlige.
  • Et paprør: Et toiletpapirrør eller en del af et papirhåndklæde eller gaveindpakningsrør virker fint; større rør ville selvfølgelig skulle skæres til en mere håndterbar størrelse.
  • Aluminiums tape eller aluminiumsfolie og lim: Aluminiumstape findes i de fleste hardwareforretninger, men standardfolie fra dit køkken og lim fungerer effektivt.
  • Saks eller X-acto kniv
  • Cellofan tape
  • Pen / blyant / markør
  • Lineal

Oversigt

Lyset kommer ind i dit spektroskop gennem en lille spalte (diffraktionsgitteret), afspejler CD'en og ses gennem synsrøret. CD'en vil bidrage til at sikre, at de tre elementer passer korrekt op.

Procedure

Trin 1: Begynd med at lave et hul til synsrøret. Sæt CD'en oven på boksen, ca. en halv tomme fra den venstre kant på den side, du har til hensigt at placere røret. Brug en pen til at spore cirklen midt på cd'en.

Placer cd'en / dvd'en ca. en halv tomme væk fra kanten af ​​kassen og spor indersiden.

Placer cd'en / dvd'en ca. en halv tomme væk fra kanten af ​​kassen og spor indersiden.

Kredit: Nola Taylor Redd

Trin 2: Centrér røret over cirklen og spor det. Flyt røret over en halv tomme og spor en anden cirkel. De to overlappende cirkler skaber en oval.

Brug røret til at skabe en oval, som vil blive udskåret til visningssektionen.

Brug røret til at skabe en oval, som vil blive udskåret til visningssektionen.

Kredit: Nola Taylor Redd

Trin 3: Brug en saks eller en X-acto kniv til at skære det ovale ud af kassen.

Trin 4: Gør visningslidsen. Drej boksen til højre, så visningen oval er på sin side. Placer cd'en på venstre side af kassen og tegn en anden lille cirkel for at markere placeringen.

Trin 5: Skær et lille rektangel omkring en halv tommers bred og 2 tommer høj, med dens base sat på cirklen skabt af cd'en.

Brug cd'en / dvd'en til at skabe bundens bundhøjde for dit spektrometer.

Brug cd'en / dvd'en til at skabe bundens bundhøjde for dit spektrometer.

Kredit: Nola Taylor Redd

Trin 6: Sæt kanterne af to visitkort parallelt med hinanden over rektanglet og efterlader et lille mellemrum mellem dem. Sørg for at hullet er jævnt og ikke bredere øverst eller nederst.

Hvis du beslutter dig for at bruge barberblad, har de skarpe kanter skabt spalten mellem de to. Igen skal du sørge for, at spalten er jævn, og ikke større i den ene ende eller den anden.

Brug visitkortene (eller barberbladene) til at skabe en smal spalte til dit spektrometer. Sørg for, at indvendige kanter er parallelle.

Brug visitkortene (eller barberbladene) til at skabe en smal spalte til dit spektrometer. Sørg for, at indvendige kanter er parallelle.

Kredit: Nola Taylor Redd

Trin 7: Stå boksen op. Tape CD'en til væggen modsat synsskiven, med den udskrevne side mod væggen og regnbuesiden spids mod slidsen.Sørg for, at kanten af ​​cd'en er den samme afstand fra kassens side som slidsen.

Tape CD / DVD på indersiden af ​​boksen. Kanten af ​​disken skal være den samme afstand fra boksens side som spalten.

Tape CD / DVD på indersiden af ​​boksen. Kanten af ​​disken skal være den samme afstand fra boksens side som spalten.

Kredit: Nola Taylor Redd

Trin 8: Sæt boksen op med aluminiumsfolie eller aluminiumsfolie. Dæk en hvilken som helst region, hvor lyset kan komme ind. Lad det afsnit, der omgiver synsvisningen, være åben.

Trin 9: Sæt papirrøret i den ovale, med den indvendige ende vinklet mod cd'en. Sørg for, at din vinkel er korrekt, ved at sigte spalten mod en kilde til lys, så hele spektret er synligt. Tape røret på plads og brug aluminiums tape eller folie til at forsegle kanterne.

Det færdige, letforseglede spektrometer. Indsæt rør i ovalt, brug derefter aluminiums tape eller folie til at forsegle enhver del af kassen, hvor lys kan komme ind.

Det færdige, letforseglede spektrometer. Indsæt rør i ovalt, brug derefter aluminiums tape eller folie til at forsegle enhver del af kassen, hvor lys kan komme ind.

Kredit: Nola Taylor Redd

Brug dit spektroskop

Et godt videnskabsmæssigt projekt, der bruger dit spektroskop, tester hypotesen om, at forskellige gasser producerer forskellige spektra af lys.

Mål dit spektroskop ved forskellige lyskilder. Se efter bestemte farver og bemærk afstanden mellem de farvede linjer.

En glødelampe producerer et kontinuerligt spektrum, fordi det er et opvarmet faststof - en wolframfilament. En fluorescerende pære producerer forskellige farvede linjer, fordi den indeholder kviksølvdamp.

Nogle andre lyskilder at undersøge er en stearinlys, en lommelygte, gule gadebelysning, blå gadebelysning, flammen fra en Bunsen-brænder, en camping lanterne og neonskilt.

Du kan også undersøge sollys, selvom du aldrig skal se direkte på solen gennem din spektroskopi. I stedet skal du målrette dit instrument på det lys, der hopper ud af en hvid væg.

Du vil se spektrale linjer svarende til disse, når du peger på dit spektroskop ved forskellige lyskilder.

Du vil se spektrale linjer svarende til disse, når du peger på dit spektroskop ved forskellige lyskilder.

Kredit: NASA

Flere videnskabelige fairprojekter

  • Sådan vælger du et videnskabsmæssigt projekt-emne
  • Middle School Science Fair Projekter
  • High School Science Fair Projekter
  • Vejrforsøg / Videnskabelige Fair Projekter

Yderligere ressourcer:

  • Illinois Institute of Technology: Science Fair Extravaganza
  • NASA: Observatoriet for Observation af Solar Terrestrial Relations (STEREO)
  • NASA: Introduktion til spektroskopi


Video Supplement: Thorium..




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com