Construiește un spectrometru (spectroscop): 4 – Operare și discuții

Operare

Așezați un DVD sau CD în mască, cu partea nemarcată către fereastra de mască.

Pe corpul spectroscopului, selectați slotul superior pentru un DVD, cel inferior pentru un CD. Cu latura ferestrei în sus, introduceți discul în jos prin acel slot, în mod perfect în marginea inferioară a colțului frontal.

Îndreptați fanta către o sursă de lumină. Priviți prin tubul de vizualizare pentru a vedea liniile spectrale. Tubul de vizualizare previne distorsiunile luminii să intre în fereastra de vizualizare Priviți spectrele din diferite surse de lumină, cum ar fi lumina fluorescentă, incandescentă, LED, lumina lumânărilor, etc. Luați spectroscopul afară și priviți cerul. Este posibil să vedeți linii de absorbție negre. Acestea se numesc linii Fraunhofer. Ele pot fi cauzate fie de absorbția anumitor lungimi de undă ale luminii de gazul rece din atmosferă, sau de gazele de la Soare.

Puteți utiliza o cameră foto pentru a face fotografii spectrografice. Îndepărtați tubul de vizualizare și așezați camera aproape de fereastra de vizualizare. Se poate conecta o cameră digitală la un computer pentru a afișa spectrul pentru ca toți să-l poată vizualiza simultan.

Înapoi la ozon

Tropospheric Emission Spectrometer (TES) sesizează lumina infraroșie. Nu vedem lumină infraroșie, dar o simțim ca o căldură. Pe măsură ce lumina soarelui încălzește suprafața Pământului, Pământul radiază energia înapoi în spațiu ca lumină infraroșie. TES separă lumina infraroșie într-un spectru foarte clar (detaliat). Spectrul arată „amprentele” specifice ale ozonului la altitudini diferite. Amintiți-vă, dacă ați fi o moleculă, cu cât mergeți mai sus, cu atât este mai puțin aer deasupra, deci cu atât veți experimenta mai puțină presiune. TES este atât de sensibil, încât poate detecta diferențele foarte mici în lungimile de undă ale presiunii de ozon care se află la diferite presiuni atmosferice și la temperaturi diferite. Variațiile de temperatură verticală nu sunt atât de simple precum variațiile de presiune, dar sunt cunoscute.

Satelitul Aura care transportă TES orbitează în apropierea polilor Pământului. Pe măsură ce Pământul, instrumentul trece peste fiecare punct de pe Pământ la aceeași oră în fiecare zi. Aceasta se numește orbită sincronă cu Soarele. TES indică drept în jos, astfel încât poate detecta concentrațiile de ozon la diferite niveluri din atmosferă până la sol. De asemenea, ”vede” lateral într-un unghi prin atmosferă, ceea ce oferă o citire și mai bună a straturilor de ozon, dar nu „vede” până la sol.

TES măsoară și alte gaze pertinente încălzirii globale și poluării aerului, inclusiv monoxidul de carbon, metanul și vaporii de apă. TES poate măsura, de asemenea, metanol, amoniac și dioxid de carbon. Informațiile oferite de TES ne ajută să luăm alegeri bazate pe științe solide, în beneficiul întregii lumi.

(În redarea aceasta artistică a navei spațiale Aura, imaginile pentru TES sunt afișate în roșu.)

Discuții – Întrebări

1. De ce este important ca TES să poată face distincția între ozonul din stratosferă și ozonul de lângă suprafața Pământului?
2. De ce ar trebui să ne pese dacă există o mare „gaură în ozon”?
3. Care este diferența dintre spectroscopia de emisie și spectroscopia de absorbție?
4. De ce unele spectre pe care le vedeți în spectroscop au linii strălucitoare în anumite culori?

Puteți găsi mai multe despre gazele cu efect de seră aici http://spaceplace.nasa.gov/en/kids/tes/gumdrops și aici: https://www.telework.ro/ro/category/ro/stiinta/incalzirea-globala/.

1. Ozonul
2. Cum funcționează un spectroscop
3. Construcția unui spectroscop
4. Operarea spectroscopului și discuții

Acest articol a fost scris de Diane K. Fisher, scriitoare și designer al The Space Place la spaceplace.nasa.gov, și tradus în limba română de Nicolae Sfetcu, www.telework.ro. Alexander Novati a făcut ilustrațiile, care au fost editate pentru limba română de Nicolae Sfetcu. Domnul Gene Schugart, consultant în Republica Moldova pentru  dezvoltarea de produse educaționale, a ajutat la proiectarea spectroscopului. Articolul a fost furnizat prin amabilitatea et Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, în baza unui contract cu National Aeronautics and Space Administration.

PDF: https://www.telework.ro/ro/e-books/construieste-un-spectrometru-spectroscop/