Siatka do spektroskopii
utworzona 11-20 marca – 2 kwietnia 2018 – 9 maja 2019
Od czasów Isaaca Newtona wiadomo, że światło można rozłożyć na spektrum składające się z różnych częstotliwości. Następnie w tych spektrach wykryto linie widmowe charakterystyczne dla źródła. Wreszcie, skoro dawniej spektra tworzono za pomocą pryzmatu, współczesne systemy opierają się na siatkach, które są przezroczystymi nośnikami z cienkimi równoległymi rysami. Gdy sygnał świetlny przechodzi przez taką siatkę, światło ulega dyfrakcji, tworząc dwa spektra symetryczne. Oto co uzyskujemy na przykład przy analizie światła słonecznego:
Spektrum: światło słoneczne
Tzw. „lampa neonowa” to szklana rura zawierająca pod niskim ciśnieniem parę rtęci. Przez nią przepływa rozładowanie elektryczne. Zderzenia między swobodnymi elektronami a jonami rtęci wzbudzają te ostatnie, które następnie emitują promieniowanie ultrafioletowe. Jeśli wykorzystamy to promieniowanie w jego oryginalnej postaci, otrzymamy „lampę do opalania”. Jednak jeśli chcemy przekształcić ten układ w źródło światła widzialnego, na wewnętrznej powierzchni rury umieścimy warstwę fluorescencyjną. Fluorescencja to zdolność niektórych substancji do pochłaniania promieniowania padającego o określonej długości fali i ponownego wyemitowania tej energii o innej długości fali. W tej warstwie zatem złożono różne substancje, które pochłaniają promieniowanie pierwotne wyemitowane przez parę rtęci w zakresie ultrafioletu i emitują je w innych długościach fali, aby jak najbardziej przybliżyć światło słoneczne. Słońce emituje również światło w postaci linii widmowych. Jednak są one tak gęsto upakowane, że spektrum wydaje się niemal ciągłe. Nie jest to jednak prawdą dla tego, co emituje substancja fluorescencyjna na wewnętrznej powierzchni rury. Spektrum ma pewne luki, jak widać na poniższym obrazie. Dlatego oświetlenie lampą fluorescencyjną wydaje się inne niż światło słoneczne. Oczy ludzkie są bardzo wrażliwymi analizatorami. Oto obraz źródła światła dostarczanego przez szczelinę pionową (centralny, biały obraz):
Spektrum lampy fluorescencyjnej
Jeśli zrobimy zdjęcie źródła niemal punktowego, umieszczając między nim a aparatem siatkę, otrzymamy coś takiego:
Spektrum źródła punktowego.
Aby przetworzyć taki obraz, najpierw należy go wyprostować:
Spektrum źródła punktowego
Następnie użyjemy specjalistycznego oprogramowania, które przeanalizuje zdjęcie, tworząc profil fotometryczny, pokazujący ilość światła odbieranego dla różnych długości fal. Oprogramowanie najpierw przekształci obraz na odcienie szarości:
Spektrum źródła punktowego w odcieniach szarości
Skupiając się na interesującym fragmencie spektrum, po kalibracji na znane źródło, oprogramowanie zintegruje ilość światła na obrazie między dwiema bliskimi pasm