« DVDで作る簡易分光器の校正のために - ネオン管のスペクトル | トップページ | 低圧ナトリウムランプのスペクトル - 自作DVD分光器 »

2016年5月 8日 (日)

簡易分光器の自作・作り方と反省点 - DVD-ROM使用

作り方と書いたのですが実際は“作ってみた”的な記事です。この分光器(あるいはその“発展形”)で撮ったスペクトル画像は

  光源別スペクトル(分光分布)一覧表 - DVD簡易分光器による

にあります。

なおこの記事はDVD-ROMで作ったのですが、実際にはDVD-Rの方が好結果が得られました。
  「
フラウンホーファー線の画像が画期的に改善! - 太陽光のスペクトル

また本気(?)で簡易分光器を作るのでしたら次の記事が参考になるかも。
  DVD簡易分光器の改良 (1)

===> まとめの記事を作りました

    簡易分光器 - 作り方・使い方のまとめとリンク集

-------

まず国立科学博物館 - 理工学研究部 - 若林文高 - DVD分光器の回折条件を参考に寸法を決めます。2例ありますが“r=20mm”の方を“採用”しました。
この資料は“理屈”も書いてあるので応用が効きます一度は目を通しておいた方がいいと思います。

なお簡易とは言っても分光器を作る以上どの波長の光がどの位置に写るかを知りたくなる(=校正したくなる)と思います。これは身近にありそうなものとしては次のようなものが使えると思います。

波長が短い領域 ... 水銀灯・蛍光灯(できれば水銀灯)
  「
DVDで作る簡易分光計 - 蛍光灯の分光スペクトル
  「
DVDで作る簡易分光器 - 水銀灯の分光スペクトル

中間的な波長の領域 ... ナトリウムランプ(低電圧低圧ナトリウムランプ?)
  自作DVD分光器で調べるナトリウムランプのスペクトル

波長が長い領域 ... ネオン管
  「DVDで作る簡易分光器の校正のために - ネオン管のスペクトル

-------

寸法が決まったら厚紙(ノートの表紙を使いました)に展開図を書き切り取ります。切り取ったらつや消しの黒(マットブラック)の塗料を塗ります。これは“やった方がいい”ではなく“必ずやるべき”です。面倒であれば反射の少ない黒い紙を使いましょう。
Imgp1808_1000_2

この写真にはありませんが迷光対策として遮光板を何箇所か入れてあります。問題になるのはスリットから入った光がDVD-ROMに(ふつうの意味で)反射して観察窓に向かう光とスリットから直接観測窓に向かう光です。

 
-----------


次にDVD-ROMを切り取ります。Welcome to my homepage. - DVD分光器にはお湯につけてハサミで切る方法が紹介されていますが私はプラスチック用のカッターで切りました。DVDはプラスチックを貼り付けてあるので中途半端に切り込みを入れて折ったりすると歪んだり割れたりするので注意深く切ります。Imgp18091000

これも迷光対策を行っておいた方がいいでしょう。“スリットから入った光がDVD-ROMに(ふつうの意味で)反射して観察窓に向かう光”への対策となります。

-----

次のように組み立てました。
Imgp20441000

撮影用にフードを作りました。これもできるだけレンズに不要な光が入らないようにするためです。本体を少し傾けてありますが、傾けた方がいいか、傾けるとしたらどの程度傾ければいいかはカメラとの位置関係やレンズによって異なります。ここは丁寧に調整します。これも計算すればどうすればいいかわかりそうですが、カットアンドトライの方が早くて確実だと思います。

-------

観察窓の方から見たところです。
Imgp20431000

遮光用フードの中も黒く塗ります。これをしないとコントラストが悪化します。

-------

スリット
Imgp20451000

紙を切るのは面倒なのでカッターナイフの刃を使って作ってあります。間隔は0.2~0.3mmくらいになっていると思います。スリットやピンホールは売っているのでそういうのを使ってもいいかもしれません。

--------

カメラと簡易分光器はこういうのを使って固定(?)します。
Imgp20461000

---------

全体図

(すみません画像の用意ができていません。明日にでも追記します)

Img_20160508_1843451000

上のバーで固定することにより簡易分光器とカメラの位置関係が固定されます。
これによって同じ波長の光は画像の同じ位置に写るというメリットがあるのですが、露出時間を長くしても手ブレの心配をしなくていいというのはもっと大きいメリットです。

---------

成果

水銀灯の分光スペクトル写真
Imgp18861000

上の画像を“数値化”したもの

1886s1

---------

反省点(改良すべき点)

ちょっと華奢です。もう少し強度がほしいです。プラ板で作るかプラバンで補強した方がよさそうです。

迷光対策はやり過ぎたかも。光路を邪魔している部分があるような (^^;;

スリットはもっと遠くした方がよかったかも。
さらにコリメータを使えばいいんでしょうが、そうなると“簡易”ではないわけで....

  ==> DVD簡易分光器の改良 (1)

--------

その後の改良版によるスペクトル画像
Imgp7665_682d691000
(「ナトリウム炎色反応のスペクトル(二つのD線)」より)


前の記事 「DVDで作る簡易分光器の校正のために - ネオン管のスペクトル
次の記事 「自作DVD分光器で調べるナトリウムランプのスペクトル

まとめ記事
  「
簡易分光器 - 作り方・使い方のまとめとリンク集
    簡易分光器とは?
    簡易分光器の実力
      太陽光(フラウンホーファー線)
      蛍光灯
    原理・設計
    製作・材料
      スリット

      回折格子
      構成/構造
    フラウンホーファー線の撮影法
    簡易分光器の性能評価
    トラブルが起きたときの対処法
    画像の数値化・グラフ化
    デジカメの分光感度特性
    スペクトルデータの再画像化

    分光器の応用
      光害カットフィルターの特性を調べる
      半導体レーザー出力光の波長の変化
      簡易分光器では手が出ないようなもの
    スペクトルに関する資料集
    スペクトル(画像)の実例

---------

  「
測定対象別記事一覧(測定、電子工作、天文計算)
  「
過去記事の一覧(測定、電子工作、天文計算)

« DVDで作る簡易分光器の校正のために - ネオン管のスペクトル | トップページ | 低圧ナトリウムランプのスペクトル - 自作DVD分光器 »

趣味の実験」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く

(ウェブ上には掲載しません)

トラックバック


この記事へのトラックバック一覧です: 簡易分光器の自作・作り方と反省点 - DVD-ROM使用:

« DVDで作る簡易分光器の校正のために - ネオン管のスペクトル | トップページ | 低圧ナトリウムランプのスペクトル - 自作DVD分光器 »

フォト

サイト内検索

  • 記事を探されるんでしたらこれがいちばん早くて確実です。私も使ってます (^^;; 検索窓が表示されるのにちょっと時間がかかるのはどうにかしてほしいです。

新着記事

リンク元別アクセス数

  • (アクセス元≒リンク元、原則PCのみ・ドメイン別、サイト内等除く)

人気記事ランキング

  • (原則PCのみ、直近2週間)
無料ブログはココログ