CD-spektroskop

Inledning

Alla har väl sett färgerna skimra på cd-skivor. Informationen på CD-skivan är lagrad i en spiral från mitten, där spåren ligger bara 1,61 µm ifrån varandra. Det är inte mycket mer än våglängderna av synligt ljus. Färgerna uppstår genom diffraktion av ett gitter: olika våglängder sprids i olika riktningar.

Man kan använda en cd-skiva för att bygga ett billigt spektroskop - ett instrument som visar vilka våglängder det finns i ljus. Man har varit uppfinningsrik - det finns en mängd olika typer. De flesta design använder CDn som ett reflektionsgitter. Det billigaste är förstås gratis cd-roms med programvara som man får i reklam. Det blir enklare geometrier om man använder cd-skivan som ett transmissionsgitter. Då måste man ta bort metallskiktet. Det går lätt med kniv och tejp och inspelbara cd-skivor (CD-R); (se även Köppen).

Reflektionsgitter

Spaltlös

Det enklaste sättet att mäta våglängder kräver bara en cd-skiva och en linjal. Methoden fungerar mycket bra ute i mörkret med gatubelysningen, särskilt om armaturen har blivit vandaliserad. Dår har man nämligen en stark näranog punktformig ljuskälla. En handledning av General Atomics beskriver hur man kan bestämma spåravståndet, men det går lika bra tvärtom, att utifrån spåravståndet bestämma våglängden av t ex det gula natriumljuset eller av ljuset från kvicksilverlampor.

I transmission är inte ens eget huvud i vägen. Dessutom påverkas inte bilden lika mycket av en darrig hand. Man kan använda skydds-CDn från en spindle eller man kan lätt ta bort metallskiktet av skrivbara CD-R.

Skokartong

Om källan inte är liten, blir också diffraktionslinjerna breda. En spalt ger då ett diffraktionsmönster med bättre upplösning. Det finns många design, men om man har en skokartong är konstruktionen väldigt enkel. Fördel är också att man lätt kan mäta transmissionspektrum av vätskor i en petriskål. En idé av Wakabayashi et al,, J. Chem. Education, se även konstruktionsritningar.

Stor

Om man inte har en skokartong, går det bra med något annat. SciToys har en sida med detaljerade instruktioner.

Miniatur

Genom att dela cd-skivan i bitar, kan man göra flera mindre spektroskop. Alan Schwabacher har ritat modellen på ett urklippsark (pdf). Det går också bra med en muesli-kartong, enklare men större.

Semiproffsig

Själv tycker jag att de här konstruktionerna är lite för perfektionistiska. Men Joachim Köppen har bra anvisningar, tabeller och tips.

Transmissionsgitter

Bilden visar ett heliumspectrum sett i transmission, alltså genom en obelagd cd-skiva. En sådan skiva finns ofta med som skydd när man köper många skivor utan fodral på en spole eller rulle (spindle) (Tim Knauer). Man kan även delaminera belagda cd-skivor.