Исследовательская работа «Спектроскоп»

Актуальность: в современном мире исследование веществ, субстанций и разного рода излучений крайне важно для дальнейших технологических разработок. Высокоточный анализ объекта позволяет собрать о нем данные, которые невозможно получить традиционными метрологическими средствами. Для таких целей в разных сферах используется спектроскоп. Это устройство, предназначенное для визуального наблюдения видимого спектра излучения (380-760 нм). Он позволяет быстро провести спектральный анализ вещества. Находит широкое применение в различных областях промышленности, в частности для химического анализа металлов и сплавов используются стилоскопы. Далее мы сможем сделать из спектроскопа спектрометр, благодаря специальным программам. Общее назначение спектрометра — средство анализа, которое дает представление о различных веществах и отдельных параметрах конденсированных сред. А в качестве целевого объекта может выступать излучение, жидкость, твердые вещества и даже молекулы.

Проблема: возможно ли собрать спектроскоп в домашних условиях.

Тип проекта: технологический.

Объект исследования: дисперсия света.

Предмет исследования: процесс разложения света спектроскопом.

 Цель:  изготовить удобный прибор для демонстрации и объяснения темы «Дисперсия света» на уроках физики.

 Задачи:

• построить удобный спектроскоп, который наглядно демонстрирует разложение света на спектры;
• изучить спектры с помощью изготовленного прибор.

 Ход работы:

• мы ознакомились с теорией вопроса и изучили необходимые нам темы.
• нашли необходимые материалы для создания собственного спектроскопа.
• изготовили конструкцию будущего спектроскопа, проверяя его работоспособность.
• изучили спектры различных источников света

Методы, используемые в работе: 

• поисковый метод: изучение литературы, анкетирование, беседы, наблюдение, поиск необходимой информации в сети Интернет
• практический метод: создание необходимых деталей, разработка чертежей конструкции, сборка

Практическую значимость: данный спектроскоп можно всегда принести в магазин электротоваров и купить для освещения квартиры энергосберегающие лампы со спектром, близким к естественному.

 Педагогическую значимость: конструкторское задание по изготовлению подобных простых спектроскопов можно давать школьникам в качестве домашнего задания при изучении геометрической и волновой оптики, а также давать задание по наблюдению и фотографированию спектров (на фотокамеру мобильного телефона).

Результаты и выводы

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования, в процессе которых найдены оптимальные геометрические параметры, влияющие на качество изображения спектра:

• • чтобы спектр был высоким, глаз наблюдателя должен находиться на оптимальном расстоянии (около 6 см) от поверхности DVD;
  • чтобы спектр был одинаковой яркости, вся поверхность дифракционной решетки должна быть освещена

2. Для получения дифракционной картины высокого качества необходимо выбрать лучший для этого DVD.
3. Сфотографированы спектры доступных источников света. Установлено, что среди энергосберегающих ламп лучший спектр (близкий к непрерывному) имеют светодиодные лампы.