Spectroscopie

1. Spectroscopie Bart Bozon

2. Vega M27

3. Inhoud • Theorie • Licht • Emissie / absorptie spectra • Diffractie – prisma/tralie • Professionele Toepassingen • Mogelijkheden voor de Amateur

4. Geschiedenis - Licht I Euclides van Alexandrië ~300 BC OPTICS Eerste boek over reflectie, perspectief erg geredeneerd vanuit het oog

5. Licht II Hypothesis of Light (1675) Isaac Newton

6. Newton's experiment I Toenmalige gedachte: Prisma's kleuren het licht!

7. Newton's experiment II Licht bestaat uit verschillende kleuren licht!

8. Breking verklaren? Tijdens de overgang krijgt het licht deeltje spin mee... Newton: Verschillende deeltjes (kleuren) krijgen meer of minder spin...

9. Maar dan? Licht zijn golven!!! Christian Huygens Diffractie / buiging/ interferentie.. (twee vinger experiment)

10. Licht golven, hoe zit dat dan? ROOD = weinig energie BLAUW = veel energie Golflengte

11. licht = elektromagnetisme? ~ 1864 komt maxwell erachter (gebaseerd op faraday's werk) dat elektriciteit samenhangt met magnetisme... Hij berekende de snelheid van een elektromagnetische golf... die was gelijk aan de lichtsnelheid...  "We can scarcely avoid the conclusion that light consists in the transverse undulations of the same medium which is the cause of electric and magnetic phenomena."

12. ~1894 De wereld is simpel. Licht zijn elektromagnetische golven!!! (hoera!!!) maar dan.... Planck onderzoekt zwarte stralers (black body radiation) UV catastrofe... kan niet als het golven zijn!

13. 1905 Nobel prijs voor foto elektrisch effect... Licht (b)lijkt toch in pakketjes (quanta) te komen!!!

14. 1920 De Broglie : Waarom zitten electronen in schillen? Electronen zijn ook golven! Niels Bohr: Alles zijn golven en deeltjes! Quantum mechanica...

15. Licht anno nu • licht = elektromagnetische straling • duaal karakter • golven = interferentie • deeltjes = foto elektrisch effect

16. Inhoud • Theorie • Licht • Emissie / absorptie spectra • Diffractie – prisma/tralie • Professionele Toepassingen • Mogelijkheden voor de Amateur

17. Licht • Een atoom kan een foton uitzenden of opnemen (emissie of absorptie) • Het energie niveau (= frequentie) is heel specifiek voor het atoom/elektron! foton (licht) elektron Atoom kern

18. H2-spectrum Electronen bewegen in banen (want zijn golven -> quantum) Ge-exciteerde electronen kunnen terug vallen... maar de energie moeten ze kwijt door fotonen!!! Fotonen hebben verschillende kleur...

19. Emissie / absorptie spectra Spectrum lijnen zijn specifiek voor het gas! Gloeilamp Gasontladings lamp

20. Inhoud • Theorie • Licht • Emissie / absorptie spectra • Diffractie – prisma/tralie • Professionele Toepassingen • Mogelijkheden voor de Amateur

21. Prisma

22. Raster • Een raster (grating) splits het licht ook in de verschillende frequenties / kleuren

23. Licht - diffractie • Een raster splits het licht in 0-orde (rechtdoor) en 1-, 2-, 3- ordes 1-orde 0-orde 1-orde 2-orde Mate van diffractie hangt af van het aantal lijnen per mm (hoe meer lijnen hoe breder het spectrum)

24. Licht - diffractie • Er zijn 2 type rasters: • transmissie (“slits”) • reflectie (richels) • Een “blazed” raster/grating versterkt een orde (bv 1-orde)

25. Inhoud • Theorie • Licht • Emissie / absorptie spectra • Diffractie – prisma/tralie • Professionele Toepassingen • Mogelijkheden voor de Amateur

26. Joseph Fraunhofer* ~ 1814 Spectroscoop met raster * spin off : doublet!

27. Fraunhoferlines Zon spectrum

28. Spectrum Analyse • Met behulp van spectra kun je de compositie van media bepalen (hetzij absorptie, hetzij emissie). • Helium is zo ontdekt! (als eerste op de zon)

29. En de sterren? Henry Draper Angelo Secchi Lewis Morris Rutherfurd William Huggins et al...

30. Sterren verklaard

31. Sterren verklaard II

32. Doppler effect I

33. Doppler effect II

34. Uitdijing van het heelal

35. Hubble Ultra Deep Field Red shift!!

36. James Webb telescope • MIRI = Camera + spectrograaf • NIRcam = Camera • NIRspec = Spectrograaf • NIRISS = Camera + Slitless spectrograaf Merendeel van het astronomisch onderzoek wordt met spectroscopie gedaan!!!

37. Zijstap: Waarom zien wij zichtbaar licht?

38. Inhoud • Theorie • Licht • Emissie / absorptie spectra • Diffractie – prisma/tralie • Professionele Toepassingen • Mogelijkheden voor de Amateur • van goedkoop naar duur!

39. http://www.cs.cmu.edu/~zhuxj/astro/html/spectrometer.html Spleet Spleet Na lamp Zon

40. http://www.vego.nl/ipacity/19/19.htm Hand spectroscoop (bouwpakket) 6,64 euro....

41. http://www.edmundoptics.com/optics/gratings/holographic-diffraction-grating-film/1490http://www.edmundoptics.com/optics/gratings/holographic-diffraction-grating-film/1490 ~20,- euro Zelfbouw?

42. http://www.robtics.nl/product_info.php?products_id=2278 STAR ANALYSER 115,- euro

43. http://www.starspectroscope.com/ http://www.optcorp.com/product.aspx?pid=329-4234 RAINBOW OPTICS ~250,- euro

44. http://www.rspec-astro.com/dslr-adapter/

45. Resultaten Vega M27

46. Vspec freeware http://www.astrosurf.com/vdesnoux/

47. Rspec $99,- http://www.rspec-astro.com/

48. Resultaten II

49. Stap 1 : foto met >10 sec belichting tijd. Let op! telescoop drive uit! (trailing) Stap 2 : Ster stukje uitknippen met bv gimp, horizontaal uitlijnen! Stap 3 : Door Vspec halen eventueel calibreren

50. AMATEUR HIGH END!!! • Zelfbouw • http://www.astrosurf.com/buil/spectrographs.htm