Образовательные наборы для сборки обычного спектрометра и Черни-Тернера

Описание

- Предназначен для использования в образовательных, демонстрационных и учебных аудиториях;

- Включает подробные руководства для легкой сборки и использования;

- Выберите из образовательных комплектов, содержащих компоненты в дюймовой или метрической системе.

Подробнее об образовательном наборе

- Создайте спектрометр на основе решеток 600 линий / мм или 1200 линий / мм;

- Создайте призменный спектрометр с равносторонней рассеивающей призмой;

- Изучите спектральный состав белого светодиода или других различных источников излучения;

- Для абсорбционной спектроскопии доступен отдельный дополнительный комплект Черни-Тернера.

Образовательный набор спектрометра EDU-SPEB2 (/M) от Thorlabs включает в себя компоненты для создания спектрометра на основе решетки или рассеивающей призмы. Этот учебный комплект предлагается как в дюймовой, так и в метрической версии. Хотя спектрометры на основе решеток и призм могут использоваться для наблюдения спектров различных источников излучения, они работают с использованием очень разных физических принципов. Спектрометр на основе решеток позволяет понять интерференцию и волновую природу света, а призменный спектрометр дает возможность изучать различные концепции лучевой оптики, такие как показатель преломления и дисперсии оптического материала.

Также доступен дополнительный комплект Черни-Тернера EDU-SPEBCT1 (/M), который изменяет настройку спектрометра, чтобы он максимально напоминал оптическую геометрию, используемую в коммерческих устройствах. Эта установка может использоваться для проведения количественных измерений абсорбционной спектроскопии. Этот набор не является отдельным и для создания полной установки требуются детали из комплекта спектрометра EDU-SPEB2 (/M).

Образовательный набор EDU-SPEB2/M, показывающий спектр светодиодного источника белого света

Эксперименты

Образовательный набор EDU-SPEB2 (/M) включает в себя все компоненты, необходимые для создания спектрометра на основе решетки ​​или дисперсионной призмы, включая две дифракционные решетки с различной плотностью штрихов (600 линий / мм и 1200 линий / мм) и равностороннюю рассеивающую призму. Доступны версии в дюймовой или метрической системе. С помощью этого набора можно анализировать светодиоды, лазеры, газоразрядные трубки, лампочки и многие другие источники излучения. В комплекте идут белый светодиод и полосовой фильтр. Светодиод представляет собой источник света с широким спектром, который в сочетании с полосовым фильтром также может обеспечивать узкую спектральную линию.

Спектрометр на основе дифракционной решетки

Спектрометр на основе решетки использует отражающую линейчатую дифракционную решетку для разделения спектральных составляющих света. Как видно на фотографии справа, свет фокусируется на регулируемой щели с помощью одной фокусирующей линзы. Свет, выходящий из щели, проходит через другую линзу и падает на дифракционную решетку. Свет дифрагирует от решетки и падает на экран просмотра. Поскольку угол дифракции зависит от длины волны, свет, рассеивающийся за решеткой, разделяется на разные длины волн и появляется в разных местах на экране. Можно анализировать как линии излучения, так и широкополосные источники, а также вычислять длину волны спектральных компонентов.

Призменный спектрометр

В спектрометре на основе призмы используется равносторонняя рассеивающая призма для разделения спектральных составляющих света. Свет фокусируется на регулируемой щели с помощью одной фокусирующей линзы. Свет, выходящий из щели, проходит через другую линзу, которая фокусирует его на смотровом экране после прохождения через равностороннюю рассеивающую призму. Свет с разной длиной волны преломляется через призму под разными углами, поэтому при просмотре на экране свет разделяется на свои спектральные составляющие. Как и в случае описанного выше набора на основе решеток, можно анализировать как линии излучения, так и широкополосные источники.

Кроме того, можно изучить преломляющие свойства призмы. Например, показатель преломления призмы можно найти, измерив угол минимального отклонения. Угол минимального отклонения обозначен знаком γ на рисунке слева внизу. Он определяется как угол между светом, входящим в призму и выходящим из нее, когда свет, проходящий через призму, параллелен основанию призмы.

Комплектация набора спектрометра:

Дополнительный комплект EDU-SPEBCT1 (/M) Черни-Тернера включает в себя дополнительные компоненты, которые в сочетании с деталями из набора образовательного спектрометра EDU-SPEB2 (/M) позволяют пользователю создавать сканирующий спектрометр с геометрией Черни-Тернера.

Сканирующий спектрометр с конфигурацией Черни-Тернера

Используя установку, показанную на рисунке, источник света можно четко отобразить на входной щели, а затем коллимировать на решетку с помощью вогнутого зеркала. Решетка установлена ​​на поворотном столике, что позволяет изменять угол падения. Дифрагированный свет от решетки фокусируется на выходную щель вторым вогнутым зеркалом. Линза фокусирует свет, который проходит через выходную щель, на фотодиодный детектор, а напряжение на фотодиоде измеряется мультиметром. Маленький экран, расположенный между входной и выходной щелями, используется для предотвращения попадания постороннего света на зеркала.

Эта установка представляет собой монохроматор. Из-за рассеивания света на решетке через выходную щель проходит только небольшой диапазон длин волн, а центральная длина волны выбирается вращением решетки. Спектры могут быть получены точечно, записывая напряжение на фотодиоде для различных углов поворота решетки.

Получение спектров

Спектр интенсивности источника света получается путем вращения решетки с небольшими фиксированными шагами и регистрации напряжения на фотодиоде для каждого шага. Для абсорбционной спектроскопии твердого или жидкого образца снимаются два спектра; это включает в себя эталонный спектр без образца и спектр с образцом, вставленным на пути луча. Спектр пропускания образца может быть определен путем деления спектра образца на эталонный спектр.

Комплектация набора спектрометра Черни-Тернера:

В каждом комплекте поставляются все необходимые материалы для сборки, в том числе ключи, отвертки и винты.