Kad valovi upoznaju boje

Izvori informacija:

CD Multimedijalnog centra Instituta za fiziku; onlajn verzija:

http://susbaza.ifs.hr/onlineverzija/

Pogram za obradu spektara:

http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/

Okvirni plan rada:

1. dan

Nakon otvaranja LJTZ-a i upoznavanja sudionika, radionicu smo započeli raspravljanjem o svjetlosti. Ponovili smo ono što su dečki znali iz srednje škole o valnoj prirodi svjetlosti, osnovne pojmove (frekvencija, valna duljina), spektar elektromagnetskog zračenja, izvor koherentnog zračenja (laser) te karakteristične fenomene - interferenciju i difrakciju.

Nakon teorijskog uvoda bacili smo se na prve pokuse. Na raspolaganju smo imali dva lasera, jedan crveni i jedan zeleni. Promatrali smo ogib laserske svjetlosti na rubu žileta te na uskoj pukotini, koju smo napravili iz dva žileta zalijepivši dvije oštre strane jednu blizu druge. Promatrali smo kako razmak interferentnih pruga ovisi o valnoj duljini (crveni ili zeleni laser), o udaljenosti od zaslona te o širini pukotine. Zatim smo uzeli cd i dvd koji su nam poslužili kao optička rešetka, promatrali smo uzorak i zaključivali o razlikama između cd-a i dvd-a (dvd ima više zareza pa su interferentne pruge razmaknutije - bolja je razlučivost).

2. i 3. dan

Drugi dan smo se bacili na izradu spektroskopa. Izrađivali smo ga od kutija - mogu poslužiti kutije od cornflakesa, riže ili nečeg sličnog (od cipela su pretvrde pa se ne daju dobro rezati), kao uska pukotina ponovno su nam poslužili žileti, kao difrakcijska rešetka cd ili dvd za koje je samo trebalo napraviti otvor na kutiji za umetnuti cd/dvd i otvor za gledanje i spektroskop je gotov. Kroz usku pukotinu od žileta upada tanka zraka svjetlosti koja se na difrakcijskoj rešetci (cd-u) razlaže po valnim duljinama te se kroz otvor za gledanje na cd-u vidi spektar.

Promatrali smo spektre raznih izvora svjetlosti - žarulje sa žarnom niti, štedne žarulje, katodne cijevi (imali smo zelenu, plavu i ružičastu), žarulju napravljenu od led dioda, a imali smo i UV lampu. Uspoređivali smo spektre te prepravljali spektroskop tako da što bolje vidimo spektar - micali smo žilete, naginjali cd te smo zaključili da je bolje koristiti cd jer su se na dvd-u vidio i spektar drugog reda pa nije bilo pogodno za fotografiranje.

Spektre smo fotografirali i potom obrađivali u programu Tracker koji nam je davao intezitet pojedine boje. Da bismo dobili točne valne duljine boja, potrebno je bilo napraviti kalibraciju, za što smo iskoristili lasere jer njima znamo valnu duljinu (piše na njima :D).

4.dan

Četvrti dan smo promatrali spektre nekih kemijskih elemenata. Budući da svaki kemijski element ima svojstvene spektralne linije, pokušali smo otkriti o kojem je elementu riječ (na cd-u Instituta za fiziku su prikazani spektri svih kemijskih elemenata pa smo pokušali uspoređivati). Kemičari su nam pripremili bakar, kalij i kalcij u spreju, upalili smo plamenik i špricali po plamenu, koji je mijenjao boju ovisno s kojim elementom smo ga pošpricali. Imali smo problema sa fotografiranjem jer se nismo mogli sinkronizirati tako da nismo mogli obraditi slike u Trackeru. Također smo probali posipati sol po plamenu i vidjeti spektar natrijevog klorida.

5.dan

Uz pomoć voditelja astronomske radionice, peti dan smo pokušali snimiti spektar Sunca. Mučili smo se na razne načine, ali nismo uspjeli vidjeti ništa značajnije.

6.dan

Spremali smo poster prezentaciju za zadnji dan te pisali izvještaj za stranicu, koji možete pročitati (link je dolje).

7.dan

Prezentacija onoga što smo napravili na radionici.

Evo što su Marko i Trpimir napisalo o radionici:

http://www.tvornica-znanosti.org/blog/spektroskopija-stosedesavalonaradionici

Materijali:

Za radionicu su potrebni laseri različitih valnih duljina (skuplja stvar, nabavljivo u chipoteci), razni izvori svjetlosti (žarulje sa žarnom niti, štedne žarulje, žarulja sa led-diodama, katodne cijevi) cd-i i dvd-i, kutije, žileti, izolir traka i škare. Za obradu podataka potreban je fotoaparat te program Tracker.