Spectroscopie Bart Bozon Vega M 27 Inhoud l

Spectroscopie Bart Bozon

Vega M 27

$Inhoud l Theorie l Licht l Emissie / absorptie spectra l Diffractie – prisma/tralie$

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

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

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

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

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

Licht golven, hoe zit 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 l duaal karakter l l golven = interferentie l deeltjes = foto elektrisch effect

$Inhoud l Theorie l Licht l Emissie / absorptie spectra l Diffractie – prisma/tralie$

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

Licht l l 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

H 2 -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

$Inhoud l Theorie l Licht l Emissie / absorptie spectra l Diffractie – prisma/tralie$

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

Prisma

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

$Licht - diffractie 2 -orde 1 -orde 0 -orde Een raster splits het licht$

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

$Licht - diffractie l Er zijn 2 type rasters: l l l transmissie (“slits”)$

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

$Inhoud l Theorie l Licht l Emissie / absorptie spectra l Diffractie – prisma/tralie$

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

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

Fraunhofer lines Zon spectrum

Spectrum Analyse l Met behulp van spectra kun je de compositie van media bepalen (hetzij absorptie, hetzij emissie). l 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 • NIRcam • NIRspec • NIRISS = Camera + spectrograaf = Camera = Spectrograaf = Camera + Slitless spectrograaf Merendeel van het astronomisch onderzoek wordt met spectroscopie gedaan!!!

Zijstap: Waarom zien wij zichtbaar licht?

$Inhoud l Theorie l Licht l Emissie / absorptie spectra l Diffractie – prisma/tralie$

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

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

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

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

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 M 27

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