Зарегистрируйтесь для отключения рекламы и доступа ко всем возможностям портала

Самодельный спектрометр.

dimetrius

Набрёл в интернете вот такую картинку и задумал сделать свой приборчик, но не для жидкостей, а для света. Такие вопросы:
1. Нужен-ли колиматор на входе или достаточно регулируемого светового ножа?
2. Какой светоприёмник можно использовать, нужен с наибольшей спектрочувствительностью. Имеются фотоэлементы от уличных светильников, сгодятся-ли?
3. Нужен-ли колиматор на выходе, перед светоприёмником, что предпочтительнее - слабый свет на большой площади или сконцентрированая точка?
alwspb

Как-то слишком много сложностей для просто так побаловаться...
На лампе накаливания будешь делать? Как планируешь бороться с нестабильностью потока света? Двухлучевую схему придется мастерить.
А на вопросы твои не отвечу, ибо нужны знания по электронике, которых у меня нет...
dimetrius

Перечитал все мнения откликнувшихся энтузиастов :hi_hi_hi: и пришел к мнению - опять мне быть первооткрывателем. :-(
С третьим пунктом разобрался, солнечная батарея лучше работает с рассеяным светом по всей площади чем с концентрированной точкой, похоже прийдётся наоборот - ставить рассеивающюю линзу.
Второй пункт, солнечная батарея от старого ПДУ много эффективнее при искуственом свете чем от уличного фонарика. Надо попробовать от калькулятора.
С первым пунктом прийдётся подождать до получения призмы.

Такой вопрос, кто знает, в видеомагнитофонах используютя фотодиоды или фоторезисторы (на датчик касетоприёмника)?

Нет, Саш, ты не понял, мне для замера спектра нужно, то есть мерять как раз буду лампочки, светодиодики и тд. Калибровать буду по брендовым лампам с известным спектром.

Добавлено спустя 2 минуты:
alwspb писал(а): слишком много сложностей для просто так побаловаться
Жутко интерсно, как оно работает и на столько ли это сложно сделать. :hi_hi_hi:
alwspb

Раз не будет кюветы с пробой, то это спектрометр, а не спектрофотометр. Был бы ты рядом, подарил бы тебе хороший фотодиод от ломаного китайского спектрофотометра.
Ну ты все равно по итогам расскажи, если получится.
dimetrius

alwspb писал(а):хороший фотодиод от ломаного китайского спектрофотометра
Было бы идеально, но увы. :ny_tik: :dr_ink:

О всех результатах буду отчитываться.
alwspb писал(а):спектрометр, а не спектрофотометр.
Корректирую заголовок. :smu:sche_nie:
dimetrius

Появилась очередная безумная идея :ps_ih:
Если вместо призмы использовать трёхгранную кювету, то:
1. При наполнении её дистилированной водой - будет работать как спектрометр.
2. При наполнении её исследуемым раствором - как фотоколлориметр, с возможностью исследования во всём видимом спектре.

А если вместо монохроматора поставить экран - спектроскоп.
Получается универсальный прибор 3 в 1. :ya_hoo_oo: :smu:sche_nie: :mi_ga_et:
alwspb

dimetrius писал(а):2. При наполнении её исследуемым раствором - как фотоколлориметр, с возможностью исследования во всём видимом спектре.

Это не будет работать. Я понял идею. В принципе, даже спектральная селекция некая есть. Только слишком капризная схема и неоднозначный результат. При том, что в техническом плане реализация сложнее классики со стандартной кюветой.
dimetrius

alwspb писал(а):Только слишком капризная схема и неоднозначный результат.
Почему? Ведь и в вашем и в нашем варианте замеряется поглощённый свет определённого спектра, а дифракция света будет по любому, с любым наполнителем, будет меняться только проходимость тех или других частей спектра.
alwspb писал(а):При том, что в техническом плане реализация сложнее классики со стандартной кюветой.
Ну не намного и сложнее. :-):
alwspb

Для понимания процессов упростим схему. Пусть на призму попадает свет, состоящий из 3 компонентов - красный, зеленый и синий. Вот как это будет выглядеть: Цветные компоненты разделяются прямо на входе в призму. Каждая из компонент будет ослабляться по-разному. На выходе нам надо зарегистрировать, насколько ослабла каждая из компонент. Тогда мы сможем построить спектр.
Сложности:
1) путь каждой из компонент внутри призмы различен по длине. А закон Бугера-Ламберта-Бера гласит, что концентрация вещества пропорциональна оптическому пути. Значит, надо вводить поправку для каждой из длин волн, учитывающую это различие оптического пути.
2) нужно сравнивать с исходным спектром источника света. Здесь он нигде не фиксируется, знаит надо хранить его в памяти. Значит очень высоки требования к стабильности источника света, как по интенсивности, так и по спектральному составу излучения
3) треугольная призма-кювета должна быть идеальной по чистоте внутри и снаружи. Собственно, любая кювета должна быть чистой. Но классическую кювету легче вынуть и помыть.
4) очень высоки требования по точности установки призмы-кюветы. Выше, чем у классической кюветы.
dimetrius

alwspb писал(а):Вот как это будет выглядеть:
На это я и ориентировался. :a_g_a:
alwspb писал(а):надо вводить поправку для каждой из длин волн, учитывающую это различие оптического пути.
Один раз замерить/просчитать для каждой длины.
alwspb писал(а):Значит очень высоки требования к стабильности источника света, как по интенсивности, так и по спектральному составу излучения
:a_g_a: , но ничего не мешает сделать контрольный замер с призмой (дистилятом) перед проведением замера концентрации.
alwspb писал(а):Здесь он нигде не фиксируется, знаит надо хранить его в памяти.
Ну в ваших вариантах такая-же проблема присутствует. :mi_ga_et:
alwspb писал(а):классическую кювету легче вынуть и помыть
Неоспоримый факт. :a_g_a:
alwspb писал(а):требования по точности установки призмы-кюветы.
Фиксированое посадочное место и стабильная в радиальном отношении ось поворота кюветы/призмы или светоприёмника. Не думаю что ошибка установки в доли миллиметра даст критическую погрешность, а лабораторной точности нам дома не добиться по любому.
alwspb

Регистрацию лучше делать при помощи фотодиодной линейки.
А коррекцию на нестабильность источника света делать при помощи светоделительной пластины до призмы и дополнительного фотодиода.
dimetrius

alwspb писал(а):фотодиодной линейки.
Это надо ещё где то взять, такое чудо. :-):
alwspb писал(а):А коррекцию на нестабильность источника света
Пожалуй я остановлюсь просто на спектрометре :smu:sche_nie: , а потом посмотрим.
Получил долгожданную призму :ya_hoo_oo: , китайского производства с канадским гражданством и транзитом через америку и голландию. :hi_hi_hi:
Можно приступать к экспериментам. :-):
dimetrius

Так, пучёк света получается довольно плотный, в качестве светоприёмника буду использовать фотодиоды от видика, у них светоприёмное окно 1,5мм. Даже с использованием фотодиодов агрегат получится довольно габаритным. :-(
alwspb

покажи хоть фото агрегата :)

PS А где это призму заказывал? Интересно.
dimetrius

alwspb писал(а):хоть фото агрегата
Так его ещё нету, пока развлекался на полу и белой стенке тумбы, проверял фокусы имеющихся линз.
alwspb писал(а):призму заказывал
http://www.amazon.de/gp/product/B008U0R ... UTF8&psc=1
dimetrius

Предположительная схема исполнения, пояснения нужны? :smu:sche_nie:
alwspb

а вращение последнего блока (линза с детектором) обеспечит детектирование разных длин волн? Или там, может, в детектор всегда будет попадать свет одной и той же длины волны?
dimetrius

Эксперименты показали что обеспечит, и с намного меньшим шагом замера чем при использовании щелевой шторки. К тому-же великолепно экономится место, чем при той схеме что в начале темы.
Вот только интересно, столько уже инфы перелопатил, но такой схемы монохроматора ни где не встречал, везде используется поворотная составная призма или шторка. Похоже это моё очередное ноу хау. :hi_hi_hi:
alwspb

Поворотный объектив обеспечит дополнительные потери света на отражении. Причем, разные потери на разных длинах волн. Ну, то есть, будет просто дополнительное изменение аппаратной функции. просто надо это учитывать.

Добавлено спустя 1 минуту 9 секунд:
Кстати, такая схема монохроматора, я извиняюсь, конечно, но уже каменный век :) Сейчас делают на дифракционных решетках.
dimetrius

alwspb писал(а):Сейчас делают на дифракционных решетках
Ты предлагаеш сделать звездолёт в домашних условиях? :-)
alwspb писал(а):просто надо это учитывать
Потери будут, несомненно, и коррекция нужна будет. Это только предварительная схема. Да, я сделал ошибку в рисунке, детектор будет неподвижен, вне поворотного модуля. :smu:sche_nie:
  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение