Verwandeln Sie Ihren Laptop in ein Spektrometer

  • 2019

Spektrometer zerlegen Licht in verräterische Muster von farbigen Bändern, die die Zusammensetzung von fast jeder Art von Materie enthüllen, sei es eine Pflanzenprobe, die dunkle Wolke, die aus einem Schornstein austritt, oder Gase, die in der Atmosphäre eines anderen Planeten wirbeln. Die Geräte befinden sich in Biologie- und Chemielabors, sind an astronomische Teleskope angeschlossen und heben sich auf Marslandern. Wie ich kürzlich herausgefunden habe, ist es auch möglich, ein paar kostengünstige Teile herzustellen.

Jeff Warren, Mitbegründer des Citizen-Science Public Laboratory für offene Technologie und Wissenschaft (PLOTS), inspirierte mich. Nach der Deepwater Horizon-Katastrophe von 2010 suchte Warren nach einer kostengünstigen Methode, um Strand-Sand-Proben auf Ölverschmutzung zu untersuchen. Er wusste, dass verschiedene Arten von Ölen fluoreszieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht angestrahlt werden, wodurch sie eindeutige Lichtsignaturen erzeugen. Um sie einzufangen, stellte Warren ein kostengünstiges USB-Webcam-Spektrometer her, das eine Verbindung zu einem von ihm entwickelten Softwareprogramm, Spectral Workbench, herstellt. "Wir haben angefangen zu fragen, warum die Leute keinen Zugang zu diesen Werkzeugen haben." er sagt. Warren hat die Pläne online gestellt und ich habe daraus ein Spektrometer gebaut.

Ich testete zwei Lichtquellen - die Sonne und eine kompakte fluoreszierende Glühbirne - und durchleuchtete etwas Olivenöl. Die Ergebnisse sind faszinierend und die Farben zeigen unterschiedliche chemische Elemente an.

Projekt: Spektrometer

PLOTS

Grobe Kosten: Weniger als 60 US-Dollar. Zu den Teilen gehören ein VHS-Gehäuse, eine USB-Webcam, eine DVD-R und schwarze Pappe. PLOTS verkauft $ 30-Kits.

Zeitaufwand: 2 Stunden Bauzeit, zusätzliche Zeit für die Kalibrierung. Die Software funktioniert auf Macs und Linux-Computern besser als auf Windows-Computern.

Vollständige Pläne: publiclaboratory.org/wiki/video-spectrometer-construction

Online Community: spectralworkbench.org; Die Quelle der Spektren wird hier gezeigt.

Farbdekodierung

PLOTS

Die Sonne

Chemische Elemente erzeugen spektrale "Fingerabdrücke", die durch mehr oder weniger starke Lichtabsorption bei verschiedenen Wellenlängen bestimmt werden, gemessen in Nanometern (nm). Sonnenlicht erzeugt auffallende Linien bei 656, 486, 434 und 410 nm, die Wasserstoff entsprechen, und bei 762 nm, was Sauerstoff anzeigt.

PLOTS

Olivenöl

Hochwertiges Olivenöl enthält viel Chlorophyll. Die Substanz ist für das bloße Auge grün, aber ihre Spektren werden durch Konzentrationen von Blau und Rot in den Bereichen von 400 bis 500 nm bzw. 600 bis 700 nm ausgedrückt.

PLOTS

Fluoreszierendes Licht

Das Farbregister einer 25-Watt-CFL enthält a helle grüne Linie bei 546 nm Quecksilber anzeigen. Elektrifiziertes Quecksilber emittiert UV-Licht, das mit der Leuchtstoffschicht der Lampe reagiert, um sichtbares Licht zu erzeugen.

Verwandeln Sie Ihren PC in TV Video.

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