Спектрофотометр из мобилки, дифракционной решетки и светодиода белого свечения
Спектрофотометр позволяет определить состав вещества путем анализа спектра поглощаемых или излучаемых веществом электромагнитных волн. Профессор химии Александр Шилайн, из университета штата Иллинойс, задумался над тем, как студенты могли бы построить подобный прибор самостоятельно, чтобы лучше понять возможности и ограничения спектроскопии. Найти светодиод для источника света, дифракционную решетку и кювету было легко. Но где взять маленький светочувствительный датчик? И тут Шилайна озарила мысль: «Почти у каждого есть мобильный телефон, и многие из них оснащены камерами. А значит достаточно будет проанализировать полученный снимок и простейший спектрометр готов.
Понадобится светодиод белого свечения* (к примеру, от Kingbright - L-54PWC) и 3-х вольтовая батарейка (скажем CR2021, как на биос):

Белый цвет свечения можно получить различными способами, в зависимости от используемого метода преобразования цвета различаются и сферы применения таких светодиодов. В белых ЧИП светодиодах белый свет свечения образуется путем нанесения желтого люминофора на синий светодиод. На цветовой диаграмме МКО координаты такого белого цвета составляют Х=0.33, Y=0.34. Однако нанесение слоя люминофора лишает светодиоды возможности управления цветовой температурой, а также снижает светоотдачу компонента.
Мобильный телефон с камерой, прозрачная кювета и дифракционная решетка (вот где дефицит):

Излучение светодиода попадает на дифракционную решетку, с обратной стороны которой расположена пленка, для удобства получения изображения спектра:


К пояснению явления дифракции, вот вам видеоролик от Чип&Дип:

Для анализа полученных спектров, Шилайн написал программу под ПК и выложил в свободный доступ в Интернет, с расчетом на портирование его детища под мобильные платформы.
Рабочее окно программы

(анализ спектра метилена голубого)
Принцип | общее описание | исходники (for Delphi)
=======================================
Заграничные товарищи конечно не могли обойтись стандартными модулями. Для самостоятельной компиляции вам еще понадобится - Iocomp Instrumentation HMI, Plot, and Scope. Взять его можно на сайте Embarcadero после авторизации (спрашивается зачем?) и без всякой авторизации на офф-ресурсе разработчика IOCOMP.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| CPSUpload.7z | 462.91 КБ |
- raxp's блог
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
- 721 просмотр



Комментарии
12 комментария(ев)Дата: СБ, 18/02/2012 - 16:29
мне даже просто ПРОЧИТАТЬ название топика сложно.... Не то, что понять... В моём случае это что-то вроде "прочитай топик, посмотри видео и"... почувствуй себя Буратинкой...
Дата: СБ, 18/02/2012 - 17:04
Фух, мля. Я не один такой!
Дата: СБ, 18/02/2012 - 16:31
звиздец
Дата: СБ, 18/02/2012 - 18:01
Школьный курс физики по теме "оптика", а я уже толком ничего и не помню. (((
Чувствую, все комментарии здесь будут подобного содержания
Дата: СБ, 18/02/2012 - 18:49
Я раньше на физика учился, даже оптику углубленно изучал, тем не менее - не все понял. У меня мысль возникла, рассказать эту статью своему бывшему преподавателю по оптике, может заинтересует. Заодно журнал пропиарить в универе
Дата: СБ, 18/02/2012 - 18:53
То есть, можно определить сотав на основе поглащающегося/отражающегося веществом света? Нет?
Дата: СБ, 18/02/2012 - 19:52
Ну да... Каждый состав любого материала, будь хоть фосфор, хоть железо... имеет свою определенную структуру молекул, и соответственно атомы отвечают за поглощение и излучение электромагнитных волн.
Короче говоря, спектрофотометр позволяет узнать соотношение и состав исследуемого материала без труда. Соотношение того или иного металла, применяемого для получения сплава, к примеру, бронза и дюралюминий...
Дата: ВС, 19/02/2012 - 02:52
...тут есть такой скользкий момент: спектр "белого" светодиода. "Белый" специально в кавычках, ибо он не совсем белый, да, возможности меньше и погрешности неизбежны. Но стоимость реализации такого домашнего спектрофотометра идет ни в какое сравнение с промышленными изделиями.
p.s.: еще есть методы радиоспектрометрии, все тоже самое, но на более низких частотах от световых волн. Вот ими исследуют резонансы атомов, молекул + на бОльших глубинах, в геологии например.
Дата: СБ, 18/02/2012 - 19:56
А существуют вещества, которые нельзя подвергать данному анализу? Может быть, есть такие, которые при этом взрываются?
Дата: ВС, 19/02/2012 - 02:54
...зависит от мощности и диапазона частот. Некоторые вещества могут поглощать значительную часть энергии на СВЧ и выделять уже в виде тепловой, почти мгновенно.
Дата: СБ, 18/02/2012 - 20:29
Мне сего текста не понять.
Физика была моим злейшим врагом в школе 
Дата: ВС, 19/02/2012 - 10:34
Определение вещества происходит согласно какого-то шаблона? Т.е. программа выдает результат и на основе полученных данных мы сравниваем с шаблоном? Не совсем понял, что выдает программа?