Проекты

Спектральный анализ

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная физика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Приборостроение
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1502
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Современной квантовой механикой строго доказано, что атомы каждого химического элемента имеют присущий только им набор возможных стационарных энергетических состояний. Переходы между этими состояниями и образуют спектр частот излучения (или поглощения), характерный только для данного элемента.

Поэтому качественный спектральный анализ следует проводить по нескольким наиболее интенсивным линиям в исследуемом спектре. Совпадение измеренных длин волн этих линий с табличными данными надёжно показывает присутствие элемента в источнике излучения.

Цель

Сделать более удобный для измерения спектров прибор, позволяющий снимать показания и строить графики на их основе.

Задачи

1. Создать прибор для спектрального анализа.

2. С помощью компьютерных программ составить графики.

3. Проанализировать графики и сделать выводы.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Микроконтроллер Arduino UNO
  • Камера QHY-5
  • Программное обеспечение: Stellarium, MaxIm DL 5
  • Объектив Industar-50-2

Описание

Разработанное устройство по нажатию кнопки на макетной плате делает множество фотографий подряд в формате TIF. Полученные фото склеиваются в один целый спектр, и через программу MaxIm DL 5 строится график.

Полученные графики сравниваются со спектрами атомов или веществ из интернета, и делается вывод, например, о газе в лампе или о звезде, то есть источнике излучения.

Результаты работы/выводы

В результате работы выяснили, что различные спектрометры и спектрографы уже позволяют не только определять пропускаемость, но и фиксировать рождение звёзд, видеть сквозь млечные туманности и т. п. Ярким примером этого является ИКО (инфракрасная космическая лаборатория), которая, вглядываясь в центр нашей галактики, обнаружила воду, т. е. главную среду жизни.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе – усовершенствовать устройство для получения более точных данных, доработать программу для качественной обработки результатов.