|
โพสต์เมื่อ:
08:15 วันที่ 1 ก.ค. 2550 ชมแล้ว:
12,856
ตอบแล้ว:
55
วิชาการ.คอม > วิทยาศาสตร์ > ฟิสิกส์
วิชาการ.คอม > วิทยาศาสตร์ วิชาการ.คอม > ครูอาจารย์ วิชาการ.คอม > วิทยาศาสตร์ > ดาราศาสตร์
สนุกกับสเปคโตรสโคป
![]() ![]() คู่มือสนุกกับสเปคโตรสโคป ขอบคุณครับที่ให้ข้อมูลโครงงาน day_thaita@hotmail.com (IP:203.131.212.18) ขอบคุณค่ะ I took an astronomy class last year and the professor gave each student a spectroscope. I liked it very much. The physics used in the instrument is simple, but yet, very ingenious. The fun thing was that, the professor did bring some vapor lamps (if I'm not mistaken, they were mercury, neon, helium, and hydrogen lamps). We had to guess which element a set of spectral lines belonged to (this was quite challenging, we must think about the properties of the atoms that emitted that lines). I have a request for Khun Khaechana. The Zeeman effect and the Stark effect are among the most interesting Quantum phenomena. The Zeeman effect was used to prove that the sunspot is due to the magnetic field on the surface of the sun, for example. You are probably obligated to writing topics about physics toys and tricks. So, maybe someone else would write about them. (Unfortunately, I cannot do that since my semester is starting soon and I can't type in Thai.) Batominovski (IP:18.251.7.171) Thanks for your comments, Batominovski! I am trying to simplify physics principles to young students and science teachers in an amuzing way so that they will have a good attitude towards physics and finally, I hope, they will love to learn physics. I guess you are studying at Cambridge, right? I wonder why you could not use Thai key board. What kind of computer system you are using, PC? When I use computer outside Thailand I used to use a Thai Keyboard Mask to cover the local keyboard even 20 years ago when I studied in Germany. I wish you a successful study. JY เอ่อ...............โยไม่รู้เรื่องอีกแล้วค่ะ.TT^TTรบกวนคุณ แขชนะ ช่วยบอกเด็กบ้านนอกอย่างโยหน่อยนะค่ะสเปกตรัม คืออะไร ทำประโยชน์อะไรได้ไหม บอด วิทยาศาสตร์มากเลยค่ะ ถ้าจะให้ดี yoyawoo@thaimail.com นะค่ะ อยากเก่งวิทย์ แต่คิดไม่ออก*-* โยเย (IP:222.123.207.247) ลองเข้าไปในความเห็นที่ 2 แล้ว download คู่มือมาอ่านก่อนนะครับ SPECTROSCOPE.doc [tex]ขอบคุณครับที่ให้ข้อมูล[/tex] burit_kul@yahoo.co.th (IP:222.123.148.221) ![]() คู่มือสเปคโตรสโคป
1. สเปคตรัมของแสง มนุษย์เรารู้จักและคุ้นเคยกับแสงมาตั้งแต่สมัยโบราณ แสงเป็นพลังงานรูปหนึ่งและถูกจัดว่าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในศตวรรษที่ 17 เซอร์ไอแซค นิวตัน ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับแสง โดยให้แสงแดดส่องผ่านช่องแคบๆ แล้วไปตกลงบนแท่งแก้วปริซึม แสงจากดวงอาทิตย์จะถูกแยกออกมาเป็นสี 7 สี ที่เราเรียกว่าสเปคตรัมของแสง ดังแสดงในรูป ![]() ถ้าพิจารณาจากสเปคตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่คลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีแกมมา ดังรูป ![]() เราจะเห็นได้ว่า สเปคตรัมของแสงซึ่งประสาทตาของมนุษย์สามารถรับรู้ได้ เป็นเพียงช่วงเล็กๆ ช่วงหนึ่งของสเปคตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้นเอง กฎเกณฑ์ทางธรรมชาติที่สำคัญอย่างหนึ่งของแสง ที่ทำให้เกิดการแยกสเปคตรัมก็คือ การหักเหของแสง สเปคตรัมของแสงแดดที่เราเห็นกันอยู่คุ้นตาก็คือ รุ้งกินน้ำ ดังรูป ![]() แสงแดดเคลื่อนที่ผ่านหยดน้ำฝนที่มีลักษณะเป็นทรงกลมจะเกิดการหักเห และถูกแยกออกเป็นสีต่างๆของรุ้งกินน้ำ ดังแสดงเป็นไดอะแกรมในรูป ![]() ดังนั้นเราอาจกล่าวได้ว่า ถ้ามีแสงสีต่างๆ มาผสมรวมกันด้วยอัตราส่วนที่พอเหมาะจะได้แสงสีขาว ตามทฤษฏีสีของแสง เราพบว่า แม่สีของแสงมี 3 สี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน (ทั้งนี้เป็นเพราะเซลประสาทของตาที่ใช้รับแสงมี 3 ชนิด คือชนิดที่ไวต่อแสงสีแดง เขียว และน้ำเงิน) ถ้าสีทั้งสามรวมกันจะได้สีขาว แต่ถ้าผสมกันไม่ครบทั้งสามสี ก็จะได้สีอื่นๆ เช่น สีเหลืองเกิดจาก สีแดง ผสมกับ สีเขียว เป็นต้น ดังแสดงในรูป ![]() นั่นคือเซลประสาทรับแสงสีแดงและสีเขียวจะทำงาน แล้วส่งสัญญาณไปที่สมอง ซึ่งจะตีความว่าเป็นสีเหลือง แต่แสงสีเหลืองที่เรามองเห็น ไม่จำเป็นต้องเกิดจากสีแดงผสมกับสีเขียวเสมอไป เช่น แสงสีเหลืองจากสเปคตรัมเปล่งแสงของโซเดียม ซึ่งเป็นสีเหลืองบริสุทธิ์ เมื่อแสงสีเหลืองกระทบตา เซลประสาทรับแสงสีแดงและสีเขียวก็จะทำงานเช่นเดียวกัน ตาของคนเราไม่สามารถแยกได้ว่า เป็นสีเหลืองแท้ หรือเกิดจากการผสม เราจำเป็นต้องอาศัยอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่ใช้วิเคราะห์สเปคตรัมนี้ซึ่งเราเรียกว่าสเปคโตรสโคป(Spectroscope) ![]() 2. สเปคโตรสโคป สเปคโตรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวิเคราะห์สเปคตรัมของแสง เพื่อศึกษาธรรมชาติของแสงนั้น หรือเพื่อใช้วิเคราะห์และศึกษาสมบัติของสารต่างๆที่ให้กำเนิดแสงนั้นๆ โดยอาศัยการแยกสเปคตรัมของแสงออกเป็นแสงสีต่างๆ ตามลักษณะเฉพาะตัว การแยกสเปคตรัมของแสงอาศัยหลักการ 2 แบบ คือ การหักเหของแสง กับ การแทรกสอดและเลี้ยวเบนของแสง ดังนั้นสเปคโตรสโคปจึงมี 2 แบบ ตามหลักการที่ใช้แยกสเปคตรัม (ดังรูปที่แสดงอยู่ในปกหลัง) คือ สเปคโตรสโคปแบบปริซึม อาศัยหลักการหักเหของแสง สเปคโตรสโคปแบบเกรตติ้ง อาศัยหลักการแทรกสอดและเลี้ยวเบนของแสง สเปคโตรสโคปอย่างง่ายสามารถแยกสเปคตรัมของแสงออกได้ตั้งแต่ความยาวคลื่นแสงที่ 760 นาโนเมตร ไปจนถึง 390 นาโนเมตร สามารถแยกสเปคตรัมของแสงแดดได้ ข้อควรระวัง : ไม่ควรนำสเปคโตรสโคปไปส่องโดยตรงกับดวงอาทิตย์ แต่ควรให้ แสงแดดตกลงบนพื้นกระดาษขาวเสียก่อน แล้วสะท้อนขึ้นมา ![]() 3. สเปคตรัมของเปลวไฟ (Flame Spectra) เราสามารถศึกษาสเปคตรัมของเปลวไฟได้จากการใช้สเปคโตรสโคปส่องไปยัเปลวไฟ ที่เกิดจาการเผาเกลือของโลหะบางชนิด เช่น แคลเซียม สตรอนเชียม ลิเธียม ธาลเลียม ตะกั่ว โบรอน โซเดียม เป็นต้น โดยใช้ลวดพลาตินัมจุ่มลงในสารละลายเข้มข้นของโลหะที่จะทดลอง แล้วนำไปเผาในเปลวไฟของตะเกียงบุนเซน เมื่อสารละลายละเหยไป โลหะจะถูกเผาจนร้อนและเปล่งแสงออกมาได้ ดังแสดงในรูป ![]() 4. เส้นสเปคตรัมเปล่งแสงของแก๊ส (Bright Line Spectra of Gasses) ![]() 5. สเปคตรัมดูดกลืนของสารละลาย (Absorption Spectra of Solutions) เราสามารถตรวจสอบและวิเคราะห์สารละลายหลายชนิดได้จากการศึกษาสเปคตรัมดูดกลืนของมัน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างจากสารละลายตัวอื่น ที่เราไม่สามารถแยกได้ด้วยตาเปล่า วิธีการก็คือ ให้แสงสว่างสีขาวจากแหล่งกำเนิดแสงความเข้มสูง ส่องผ่านสารละลายที่จะทำการศึกษาที่บรรจุอยู่ในหลอดทดลอง จากนั้นนำสเปคโตร สโคปมาส่องดู เลือดจากเส้นเลือดดำและเส้นเลือดแดงจะให้สเปคตรัมที่แตกต่างกัน สารละลายของสารบางชนิดจะให้สเปคตรัมดูดกลืนเป็นแถบใหญ่ เช่น สารละลายของ คลอโรฟีลล์ ไซโตโครม และไลโคพิน เป็นต้น ตัวอย่างสเปคตรัมดูดกลืนของคลอโรฟิลล์แสดงในรูป ![]() 6. สเปคตรัมดูดกลืนของแผ่นแก้ว (Absorption Spectra of Glasses) สมบัติทางการดูดกลืนแสงของแผ่นแก้ว หรือแผ่นพลาสติกกรองแสง สามารถตรวจสอบได้โดยใช้สเปคโตรสโคปตรวจดูสเปคตรัมดูดกลืนของมัน ซึ่งจะเป็นประโยชน์มากในทางการถ่ายภาพที่ต้องการคุณภาพสูง เช่น แผ่นกรองแสงที่เป็นสีเหลือง เราจะรู้ว่าเป็นแผ่นกรองที่ยอมให้แสงสีเหลืองผ่านสีเดียว หรือเป็นแผ่นที่ยอมให้แสงสีแดงและแสงสีเขียวผ่านพร้อมๆกันได้โดยดูจากสเปคตรัม เราไม่สามารถแยกได้ด้วยตาเปล่า 7. สเปคตรัมของดวงอาทิตย์ (The Solar Spectrum) วิธีดีที่สุดที่จะสังเกตสเปคตรัมของดวงอาทิตย์คือ อาศัยการสะท้อนแสงแดดที่กระทบลงบนก้อนเมฆ หรือให้แสงแดดสะท้อนจากกระดาษสีขาวขึ้นมาเสียก่อน ไม่ควรส่องสเปคโตร สโคปไปยังดวงอาทิตย์โดยตรง ตาอาจเสียได้ ! ตัวดวง(Photosphere)ของดวงอาทิตย์ถ่ายทอดพลังงานจากภายในและแผ่ออกเป็นแสงสว่างที่มีสเปกตรัมแบบต่อเนื่อง เมื่อแสงสว่างผ่านบรรยากาศของดวงอาทิตย์ คือชั้น Chromosphere และ |