[iulian90]

Buna ziua tuturor.

De curand am construit un nou spectroscop , cu retea de difractie de calitate ce am primit-o de la Erwin anul trecut, provenita de la un spectroscop didactic. Reteaua are 600 linii / mm si o eficitenta luminoasa cu mult peste retelele de difractie facute din CD-uri sau DVD-uri si ce-i mai important, linii drepte, nu curbate ca la CD-uri si DVD-uri.
Este de dimensiuni mari, pe un disc de sticla aluminizat pe o parte peste care este aplicata reteaua , montat la randul sau intr-un suport metalic prevazut cu un ax cu flansa ce permite montarea usoara a retelei si totodata miscarea aceasteia in plan vertical in jurul axului. Axul mai are un brat care servea probabil la reglarea precisa a retelei cu surub si arc, metoda ce am folosit-o si eu in constructia noului spectrocop.

Reteaua insa avea mult praf pe suprafata sa si a trebuit sa spal ca pe oglinzile de telescop, lasand-o mai intai in apa distilata cu fata in jos ca sa cada o parte din praf urmand ca apoi sa o clatesc cu apa fara sa ating suprafata care este foarte delicata si se poate deteriora foarte usor, din ce mi-a spus si Erwin.
Dupa o ora in care reteaua a stat in apa cu fata in jos am verificat-o , se mai curatase de de praf, fiind mai curata, dar am avut parte si de o surpriza neplacuta; suprafata capatase niste ondulatii neregulate, tot atunci consatand ca reteaua este de fapt o folie aplicata pe discul de sticla aluminizat (nu strat special depus pe discul de sticla ,cum crezusem initial), sub care apa a patruns ,formand acele ondulatii urate pe supratata retelei.
Din fericire doar o parte din suprafata se deterioarase, restul ramanand intacta (partea stanga) si deci reteaua o puteam folosi in continuare. Nu am mai continuat spalarea , am scos-o din apa am lasat-o la uscat apoi am pus-o intr-o cutie ,bine protejata si a stat o buna perioada de timp , pana de curand, cand mi-am adus aminte de ea si am decis sa construiesc un spectoscop de mare precizie.

Constructia spectroscopului am inceput-o acum trei-patru zile si am finalizat-o ieri. Carcasa este de dimensiuni mari ,dat fiind dimensiunea mare a retelei de difractie, din PAL, inauntrul caruia am montat reteaua intr-un colt , colimatorul intr-o parte a carcasei si luneta in partea opusa a retelei asa cum se paote vedea si in imagini.

Colimatorul tot de la Erwin il am, mi l-a adus odata cu reteaua de difractie, provenind tot de pe acelasi spectroscop didactic. Are o fanta cam larga, de 1mm, asa ca i-am facut eu o fanta cu deschiderea de doar 0,2-0,3mm si am montat-o peste fanta originala. Am mai folosit si un dublet divergent (dintr-un obiectiv de camera compacta) care are rolul de a micsora imaginea fantei fara ca aceasta sa mai trebuieasca inchisa prea mult (0,1mm) pentru ca pot patrunde particule care obtureaza din fanta si pot produce linii si dungi nedorite in spectru, perpendiculare fata de liniile din spectru.
De asemenea mareste si focala efectiva a colimatorului, misorand factorul de marire al colimatorului, ce apare in urma colimarii fascicolului si in final imaginea fantei se vede mai subtire prin luneta analizoare, ceea ce contribuie la marirea rezolutiei spectrului analizat.

Ca luneta analizoare am folosit un obiectiv AMAR-S 105mm, de fabricatie poloneza, care se folosea pe aparatelele acelea de marit, folosite in developarea fotografiilor ,filmelor pe pelicula. Obiectivul l-am montat intr-o bucata scurta de teava din PVC de 50mm la capatul caruia am montat o celula cu filet M42, provenita de pe un obiectiv MIKAR-S 55mm, folosit tot pentru aparate de marit, in care vine montat aparatul foto Canon 450D, cu inel adaptor M42-EOS, pentru fotografierea spectrului, dar poate fi montate si oculare pe formatul 1,25" care intra aproape fix in gaura centrala a celulei cu filet M42, pentru studiul vizual al spectrului.
Dar obiectivul AMAR 105mm s-a dovedit a nu fi prea bun din cauza aberatiei de sfericitate destul de vizibile ce facea spectrul mai neclar la magnificatii mari, asa ca l-am desfacut si am inlocuit lentilele cu un mic obiectiv de binoclu de 25mm diametru f/4 , ce l-am montat in celula obiectivului AMAR, si care s-a dovedit mai bun, producand o imagine mai clara decat obiectivul AMAR 105mm.

Deasemenea, cum am scris mai sus, pentru reglarea retelei, pentru baleierea spectrului in fata lunetei analizoare, am folosit un surub ce l-am montat prin peretele carcasei (folosind o piulita M 6 cu gheare) in dreptul bratului de la suportul retelei de difractie care il impinge, si un arc de pix care sa il traga contra surubului , cand acesta este desfiletat asigurand un reglaj mai ferm.

Spectroscopul l-am testat aseara si da rezultate fantastice, produce un spectru foarte detaliat, clar si drept, nu curbat ca la variantele anterioare de spectorscoape cu CD, DVD sau prisme. Si de asemenea
liniar, adica nu produce dispersie mai mare in zona albastra a spectrului cum se intampla in cazul spectroscopului cu prisme sau in zona rosie ca in cazul sepctroscoapelor cu CD sau DVD. Sunt foarte multumit de acest spectroscop.

Aseara am facut fotografii la spectrele unor lampi tip CFL, economice si la o lampa cu neon rosie (portocaliu-rosu de fapt) iar astazi si la spectul solar, folosind lumina soarelui care a patruns pe fereastra in casa si reflectata cu o bucata de geam spre fanta spectroscopului.
Am ramas uimit de ce rezolutie poate sa aiba acest spectroscop, cate linii se vad in spectrul solar. Am slitat fara probleme si liniile sodiului 596-598 nm, liniile magneziului si fierului in zona verde , linia H-alpha si linia de absorbtie a oxigenului in zona rosie, si liniile calciului in zona violet a spectrului.

In zilele urmatoare o sa mai pun fotografii cu spectrele celorlalte lampi care le am (cu vapori de sodiu ,cu halogenuri etc) si poate le voi analiza si cu softul Theremino , specializat in masurarea spectrelor.

[valy]

Foarte frumos proiectul si rezultale. Merge si la stele?

[iulian90]

Adica reglarea pozitiei retelei de difractie in jurul axei sale pentru a "baleia" fasiculul reflectat si dispersat de retea , in asa fel incat sa poti vedea intreg spectrul deoarece in luneta analizoare nu se vede chiar intreg spectrul ci doar o parte a sa mai ales la grosismente mari, cu oculare mai puternice.

La stele nu stiu daca ar merge, constructia e greoaie, dificil de adaptat pe telescop. Pentru studierea spectrului la stele m-am gandit la o retea de difractie montata in fata obiectivului telescopului, formata din fire paralele (lita subtire sau ata), fixate pe un suport, cu 1-2 linii/mm ,care ar produce un spectru cu dispersie in jur de 103" sau 1,7' si care la focala de 900mm ar acoperi cam 80 pixeli pe senzorul camerei la pixel-size de 5,6 microni si la densitate de 2 linii/mm, care ar putea fi extins la 240 pixeli cu barlow-ul 3x care il am. Nu stiu insa daca ar fi suficient pentru analiza liniilor Fraunhofer din spetrele stelare.
Am mai facut eu in trecut un ocular-spectroscop care il foloseam la telescop si care avea o bucata de CD pusa in fata lui la un unghi de 60 grade si care reflecta si dispersa lumina provenita de la stele producand un spectru destul de slab luminos si scurt , dar acum nu il mai am ,iam dat jos bucata de CD si ocularul l-am montat pe un cautator.

[valy]

[Erwin]

Bravo, Iulian! Mă bucur tare mult că ai reușit să faci spectroscopul. Piesele provin de la un spectroscop de laborator Zeiss, nu didactic. Așadar calitatea originală era maximă, din păcate au stat ani de zile aruncate grămadă fără nicio protecție.

Pentru Soare îți recomand să faci un celostat. Sunt sigur că te vei descurca să-l construiești. Pentru că lumina e destul de puternică nu trebuie o oglindă prea mare. Poate nici nu trebuie oglindă aluminizată, merge și o sticlă plană. Sau poate ipotenuza unei prisme de binoclu, e mai bună calitatea suprafeței. Cred că și în locul oglinzii plane din interior poți folosi o prismă de binoclu.

[iulian90]

Valy . Intersanta constructia retelei de difractie din fire paralele ,dar si varianta cu prisma in fata obiectivului. De fapt ultima varianta ,cea cu prisma este cu mult mai buna decat varianta cu retea de difractie cu fire, avand atat o dispersie mai mare cat si o eficienta mai buna.

Erwin. Intr-adevar, reteaua de difractie a fost dintr-un spectroscop de calitate superioara, pe capacul protectie care l-a avut scrie in nemteste ca trebuie manipulata cu atentie si nu trebuie atinsa suprafata. Este buna si in starea in care este acum, da rezultate mult mai bune decat CD-urile sau chiar prismele.

Celeostat sigur as putea sa-i fac ,as putea sa il montez pe montura ecuatoriala care dispune de tracking, l-as face dintr-o bucata de geam care sa reflecte o parte din lumina solara si sa fie montat pe montura si o oglinda mica fixa care sa directioneze lumina spre fanta spectroscopului. Calitatea suprafetei reflective nu cred ca conteaza, ca o sa folosesc si un ecran mat inaintea fantei ,care sa uniformizeze lumina de-a lungul fantei.
Desigur ,as putea sa inlocuiesc si oglinda din interior cu o prisma, ar reflecta mai eficient lumina decat oglinda.

Mai pun doua poze, una cu spectrul unei lampi de noapte fluorescenta, de culoare verde si una cu spectrul lampii cu neon, in care am folosit expunere mai mare, de 20s ,pentru a pune in evidenta si liniile verzi ,chiar si o linie albastra din spectrul acestei lampi. Neonul produce printre cele mai frumoase spectre, cu multe linii, mai ales in partea rosie a spectrului.
Am observat ca la tuburile cu neon de la firmele luminoase, de la reclame, lumina e mai rosie decat la lampile cu neon folosite ca indicatoare la diverse electrocasnice, la prelungitoare, intrerupatoare etc. Nu am studiat spectrul acestor tuburi (trebuie sa imi fac si un spectroscop de buzunar compact cu care sa studiez spectrele luminilor din departare de pe strada ) dar banuiesc ca prezinta aceleasi linii, doar ca maximul este deplasat mai spre rosu, nu spre portocaliu-galben ca la lampile cu neon mici. Deasemena si lampile cu halogenuri metalice mai prezinta un spectru bogat in linii.

[Erwin]

Cu ce merge oare "lampa de noapte" de culoare verde? Spectrul este compus, o parte de emisie reprezentată de liniile discrete și o parte difuză, caracteristică radiației unui "corp negru" încălzit.

[iulian90]

Lampa de noapte verde este un mic tub fluorescent cu mercur, de 1 W, la care liniile din spectru sunt emise de vaporii de mercur iar spectrul continuu cu maximul in zona verde este emis de luminoforul de pe peretii tubului, ceea ce da culoarea finala verde, virat putin spre bleu de linia albastra din spectrul mercurului.
Ceva similar am observat la unele tuburi fluorescente de 18-20W , la care luminoforul (format din halogenfosfat) emitea un spectru continuu care da culoarea alba si se suprapunea cu spectrul de linii ale mercurului.
Mai sunt si tuburi la care luminoforul emite linii si benzi, intocmai ca becurile economice tip CFL, acelea au luminofori tricromatici (formati din trei tipuri de luminofori amestecate) care au trei maxime in rosu , verde si albastru-verzui si sunt mai eficiente decat tuburile cu un singur tip de luminofor.

[valy]

Nu este cam mare, se poate taia in bucati mai mici?
https://www.astronomy.ro/forum/files/20220130_210401_392.jpg

[Mircea Pteancu]

Exceptional, felicitari Iulian pentru ingeniozitate !

Spor la experimente, Mircea

[iulian90]

Multumesc dl. Mircea. Acest spectroscop este cel mai bun si precis din cate am construit pana acum ,are si sensibilitate buna ,pot studia spectrele unor lampi slab luminoase cu el.

Valy. Da, este mare reteaua de difractie, dar nu m-as incumeta sa tai din ea ,sa decupez bucati mai mici fiindca s-ar putea sa distrug si mai tare suprafata delicata a retelei, discul e din sticla cam groasa, nu stiu cum s-ar taia cu diamantul, cu disc abraziv nu stiu ce sa spun, cred ca s-ar taia dar ar face mult praf de sticla care ar ajunge pe suprafata retelei, nu prea se merita, mai bine as lasa-o asa cum este, chiar daca este mare si voluminoasa.

Mai prezint poze mai reusite cu spectre de lampi, am mai inchis putin fanta, cred ca pe la 0,1 mm am ajuns, se vede mai subtire acum, rezolutia spectrului a mai crescut putin.

Am fotografiat spectrul la lampa economica, la o mica lampa cu neon si la o lampa cu argon provenita de la un starter pentru tuburi fluorescente (sau "neoane", cum le spun majoritatea )

[iulian90]

Astazi am prins putin Soarele printre nori si i-am fotografiat spectrul prin noul spectroscop , dar cu camera web Philips Toucam modificata, care am montat-o pe spectroscop in locul camerei Canon. Are senzor mic si prinde doar o mica parte din spectru , dar ofera rezultatul cel mai bun , cu claritate foarte buna datorita posibilitatii de a face capturi de zeci sau sute de cadre sub forma de filmulete care apoi le pot stacka cu Registax sau AutoStakkert2. Plus ca in cazul spectrului surselor slabe de lumina are posibilitatea de a face cadre cu expuneri mari in modul LX.

Am reusit doar un film de 200 cadre sa fac la spectrul solar , din cauza fluctuatiei luminii solare datorita norilor ce tot acopereau Soarele, ca mai apoi sa se strice de tot vremea , dar apoi am mai filmat si spectrul lampii economice, facand 13 filmulete scurte , de 200 cadre care dupa stacking in AS2 au rezultat 13 imagini clare cu cate o mica parte din spectrul lampii, ce le-am lipit una langa alta si am facut un mozaic cu intregul spectru in care se vad foarte clare liniile si fondul difuz curat, fara zgomot mare. A fost migalos sa fac atatea capturi si sa le alatur ca sa obtin imaginea intregului spectru dar a meritat pe deplin efortul.
Am continuat cu spectrul lampii cu neon ,la care am facut 27 capturi cu cate 40 cadre fiecare, dar in modul LX , la expuneri de 0,5-1s, a durat mai mult dar rezultatul a iesit fain, neonul avand multe linii si in zona infrarosu, nu numai in vizibil.

[valy]

Poti sa captezi spectrul poluarii luminoase?

[iulian90]

Spectrul poluarii luminoase cred ca as putea sa il captez ,dar trebuie sa deschid fanta mai mult ca sa intre mai multa lumina (0,5-1mm) si sa maresc mult expunerea, de ordinul minutelor. Oricum la Braila iluminatul public a trecut de cel putin 4 ani pe leduri albe, in foarte putine locuri mai sunt lampi cu vapori de sodiu, asa ca spectrul dominat ar fi cel al ledurilor, un spectru continuu, care nu este chiar uniform, ci prezinta o zona ceva mai intunecata in zona verde-albastru pe la 500nm, si ar favoriza putin filtrele UHC si ceva mai mult filtrele O III de banda ingusta.

[Erwin]

BRAVO! Felicitări pentru ideea de a folosi camera Philips și stacking.

Dacă este sensibilă în infraroșu apropiat atunci poți face spectrografie și la diferite substanțe chimice moleculare, folosind o soluție apoasă din substanța respectivă pusă într-un recipient plat din sticlă și un bec alb cu halogen. În mod normal sursele de lumină pentru spectroscopie sunt calibrate dar cred că pe zona de infraroșu apropiat, unde au linii de emisie/absorbție multe substanțe organice obișnuite, poți determina destul de bine spectrele folosind programul acela care are deja o mulțime de spectre în baza de date. Eventual pui un stabilizator de tensiune reglabil pentru alimentarea becului, probabil un mic bec auto la 12V e suficient. Sau poți folosi un modul de putere PWM dacă pui bec mai puternic. Trebuie avut grijă că becul se încălzește puternic. Ssticla obișnuită cam taie din IR și UV așadar recipientul e bine să fie din sticlă subțire, o eprubetă.