ספקטרוסקופ פשוט לבנייה עצמית

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

ספקטרוסקופ פשוט לבנייה עצמית - בדף זה תוכלו למצוא הוראות לבנייה עצמית של ספקטרוסקופ פשוט (ראו תמונה משמאל). על מנת לבנות את הספקטרוסקופ יש להדפיס התרשים המופיע בתחתיץ הדף ולעקוב אחר הוראות ההרכבה. זמן הרכבה משוער יכול לנוע בין 20 ל-40 דקות, בהתאם לגיל ולמיומנות. ההסברים המופיעים להלן מהווים תמצית של הרעיונות הקשורים בבניית הדגם, ומתאימים בהיקפם לליווי לימודי של הפעילות. להסברים מקיפים יותר, יש לקרוא את המאמרים המורחבים המקושרים מדף זה.

הקדמה: אור, צבע והקרינה האלקטרומגנטית

ספקטרום של מנורות נבחרות. בציר האופקי מופיע אורך הגל של הקרינה ובציר האנכי עוצמת הקרינה הנפלטת בכל אורך גל. בשורה העליונה (מימין לשמאל) מצוירים ספקטרום הקרינה של נורת כספית , אור שמש ביום , נורת להט (נורת וולפרם). בשורה השנייה, מימין לשמאל: נורת הלוגן , נורת נתרן בלחץ גבוה ו-נורת נתרן בלחץ נמוך . האיור לקוח, ברשות, מאתר חברת lamptech.

האור שאנו רואים וכן "גלי רדיו" המשמשים אותנו לשידורי רדיו, טלוויזיה וטלפון תאי, כמו גם קרינת ה-X המשמשת במכשירי הדמיה רפואיים הינם סוגים שונים של אותה התופעה הקרויה קרינה אלקטרומגנטית. קרינה זו נישאת על-ידי חלקיקים הקרויים פוטונים. חלקיקים אלו יכולים להיפלט ולהיבלע ע"י תהליכים המערבים תגובה עם חלקיקים תת- אטומיים טעונים (פרוטונים ואלקטרונים). לפוטונים יש גם תכונות של גלים, הגורמות למגוון תופעות מעניינות כגון התאבכות ועקיפה. ההבדל בין פוטונים של סוגי קרינה שונים (דוגמת קרינת רדיו וקרינת אור נראה) מצוי באנרגיה של הפוטונים, באורך הגל שלהם ובתדירות שלהם (שאף הם היבטים של האנרגיה). לדוגמא, אורכי הגל האופייניים של קרינת רדיו המשמשת לשידורי רדיו FM הוא כמטר ואילו אורכי הגל של קרינת אור נראה הוא בתחום של 4000 עד 8000 אנגסטרם (אנגסטרם אחד שווה ל 1 חלקי 100 מיליון של הס"מ). בתחום האור הנראה, אורכי הגל הקצרים מאפיינים אור כחול ואילו אורכי הגל הארוכים מאפיינים אור אדום. באמצעות מכשיר הנקרא ספקטרוסקופ, ניתן לשבור את האור לצבעים השונים שממנו הוא מורכב, כלומר להפריד בין הפוטונים השונים על-פי האנרגיה שלהם. תופעת ה"קשת בענן" היא דוגמא לשבירה של אור השמש לספקטרום. במקרה זה, טיפות מים המצויות באויר הלח שוברות את אור השמש וכתוצאה מכך שפוטונים בעלי אורכי גל שונים נשברים בזוויות שונות, מתקבלת קשת של צבעים. באמצעות הספקטרוסקופ שתרכיבו תוכלו לצפות במנורות מסוגים שונים ולראות את הספקטרום שלהם. למשל, תוכלו להבחין שמנורת להט רגילה פולטת אור בכל הצבעים (קרינת רצף), ולעומתה מנורות נתרן המשמשות לתאורת רחוב ומנורות נאון פולטות קרינה רק באורכי גל מסוימים (קרינת קווים). באיור משמאל ניתן לראות את הספקטרום, כלומר את עוצמת האור כתלות באורך הגל (צבע), עבור מנורות מסוגים שונים.

שימושים באסטרונומיה

אסטרונומים משתמשים בספקטרוסקופים מדויקים המורכבים על גבי טלסקופים גדולים על מנת לפרק את אור הכוכבים והגלקסיות וכך ללמוד על מגוון התכונות והתהליכים הפיזיקליים המתרחשים בהם. הספקטרום של גוף שמימי יכול לספר לנו אודותיו עובדות רבות, כגון הרכב היסודות הכימיים בגוף, הטמפרטורה שלו, המהירות, הלחץ, השדה המגנטי והתהליכים הגורמים לפליטת הקרינה האלקטרומגנטית מהעצם. לדוגמא, באמצעות ספקטרוסקופים מדויקים במיוחד אסטרונומים מחפשים שינויים מחזוריים זעירים במהירות היחסית של כוכבים (ביחס אלינו). שינויים אלו יכולים להגרם ע"י כוכבי לכת המקיפים את הכוכב. נכון ליולי 2007, התגלו באמצעות שיטה זו 237 כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.

הוראות לבניית הספקטרוסקופ

דגם ספקטרוסקופ פשוט לבנייה עצמית. הקליקו על התמונה על מנת לקבל גרסה בהפרדה גבוהה. הדפיסו את הדגם ועיקבו אחר הוראות ההרכבה. הספקטרוסקופ תוכנן ע"י Alan Schwabacher ומופיע כאן ברשותו.

הספקטרוסקופ המובא להלן תוכנן ע"י Alan Schwabacher ומופיע כאן ברשותו.

בתמונה משמאל ניתן למצוא 2 דגמי ספקטרוסקופ לבנייה עצמית (באותו הדף):

  • הדפיסו את דגם הסקפטרוסקופ המופיע בתמונה משמאל.
  • חתכו את דגם הספקטרוסקופ לאורך כל הקווים המסומנים כקו רציף.
  • שימו לב: חיתוך המלבן הצר המסומן כ"חריץ" דורש הקפדה. חתך החריץ צריך להיות בעל שוליים חדות (מומלץ לעשות שימוש בסכין חיתוך). רוחב החריץ צריך להיות צר ככל האפשר (רצוי פחות ממילימטר אחד).
  • קחו תקליטור (DVD או CD) וגזרו אותו בצורת רצועה - שימו לב, גזירת התקליטור עשויה להיות קשה במקצת.
  • הדביקו את רצועת התקליטור כאשר צד המידע כלפי פנים (כלומר, צד התווית כלפי חוץ) .
  • קפלו את הדגם לאורך כל הקווים המקווקוים (למעט הקו המקווקו המסומן ב"הדבק רצועת תקליטור").
  • הדביקו את השוליים המקופלים, כך שישלימו צורת קופסא כפי שמודגם בתמונה בראש העמוד.


הוראות שימוש

  • זהירות: אין להסתכל על השמש! התבוננות ישירה בשמש הינה מסוכנת ועלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לעין (ראו גם: כללי בטיחות בתצפית שמש).
  • כוונו את חריץ הספקטרוסקופ כך שהאור מגיע מכיוון החץ המאויר על גביו והתבוננו דרך הפתח. במידה ואתם לא רואים דבר שנו את כיוון המכשיר עד אשר תבחינו בספקטרום צבעוני של המנורה עליה בחרתם להסתכל.

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית


מחברים


ערן אופק