Spectroscopie Bart Bozon

Vega M27

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

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

Licht II Hypothesis of Light (1675) Isaac Newton

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

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

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

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

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

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."

~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!

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

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

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

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

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

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...

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

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

Prisma

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

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)

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

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

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

Fraunhofer lines Zon spectrum

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)

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

Sterren verklaard

Sterren verklaard II

Doppler effect I

Doppler effect II

Uitdijing van het heelal

Hubble Ultra Deep Field Red shift!!

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

Zijstap: Waarom zien wij zichtbaar licht?

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

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

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

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

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

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

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

Resultaten Vega M27

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

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

Resultaten II

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

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

AMATEUR HIGH END!!! Kopen Baader ~1700,- Shelyak ~1000....~3000

Vragen? Conclusie Spectroscopie is bouwsteen van astronomie Amateur spectroscopie hoeft niet duur/ingewikkeld te zijn Vragen?