سومین دستاورد برتر دبستان آل طه
در هشتمین جشنواره پروژه های دانش آموزی
پژوهشگران جوان دبستان آل طه به مدیریت سرکار خانم زینب سیاهپوش در هشتمین دوره جشنواره پروژه‌های دانش آموزی تبیان حضور داشتند. سمینار طیف سنج از این دبستان جزء برترین سمینارهای این دوره از جشنواره شد. محمد جواد گلی، آرشام عجمی، سینا امینی و محمدرضا صفا، پژوهشگران عزیزی هستند که این پروژه را با راهنمایی سرکار خانم ندا کچوئی انجام دادند. در زیر خلاصه ای از این پژوهش ارائه می گردد.
تعریف طیف سنج
طیف‌سنج وسیله‌ای است که به ما توانایی شناخت نور را می دهد. این وسیله نور را دریافت کرده و آن را به اجزای رنگی تجزیه می‌کند. عناصر مختلف، وقتی برافروخته می‌شوند رنگ‌های مختلف تولید می‌کنند.
ما می‌توانیم اجسام یا گازها را با گرم کردن روی شعله برافروخته کنیم. البته این کار را با عبور الکتریسیته از آن‌ها نیز می‌توان انجام داد.
طیف‌سنج رنگ‌های نور را از هم تفکیک می‌کند و ما می‌توانیم به وسیله‌ی خطوط رنگی که در طیف‌سنج می‌بینیم عناطر را تشخیص دهیم.
طیف سنج به وسیله ی منشور نورها را از هم تجزیه می کند. اساس روش های طیف سنجی نوری، بر برانگیختگی اتم و رابطه آن با جذب یا نشر پرتو الکترومغناطیس استوار است.
زمانی که الکترون های مدار ظرفیت، به تراز بالاتر انرژی، برانگیخته می شوند، در هنگام برگشت به حالت ابتدایی، از خود انرژی نورانی تابش می کنند که طول موج آن در گستره امواج فرابنفش یا مریی است. این نشر یا جذب پرتو که ناشی از تغییر انرژی ترازهای بیرونی اتم می باشد، برای هر اتم مقدار مشخصی بوده و بنابراین می توان با مطالعه طیف مربوط به این جذب یا نشر، اتم مورد نظر را شناسایی کرد.
در دماهای معمولی، امکان برانگیختگی اتم ها و یا به عبارت دیگر برانگیختن الکترون ها به سطوح مجاز بالاتر وجود ندارد
به عنوان مثال، امواج مرئی یا فرابنفش نمی توانند در دمای محیط باعث برانگیختگی الکترون ها شوند. پس باید شرایط مناسبی برای این منظور پدید آورد. اصلی ترین روش برای پدید آمدن برانگیختگی، افزایش دماست.
وسایل لازم برای ساخت طیف سنج
1- یک سی‌دی یا دی‌وی‌دی: برای این پروژه سی‌دی‌های نرم‌افزارهای قدیمی مناسب هستند
2- جعبه‌ی مقوایی: یک مکعب 20 سانتی‌متری برای این کار مناسب است
3- دو عدد تیغ کاتر (یک لب تیز): این تیغ‌ها در فروشگاه‌های رنگ فروشی یا ابزارفروشی یافت می‌شوند
4- لوله‌ی مقوایی کوچک: همانند آن چه که کاغذ یا پارچه را به دور آن می‌پیچند
5- مقداری نوار چسب شفاف
6- مقداری نوار چسب آلومینیومی یا مقداری ورق آلومینیوم و چسب: از ابزارفروشی‌ها می توان آنرا تهیه کرد
روش ساخت طیف سنج
طیف سنج ما ازسه قسمت اصلی تشکیل شده است
1-یک شیار که از دو تیغ کاتر ساخته شده است
2-توری پراش که از سی دی به جای آن استفاده می شود
3-بخش دیدن که از لوله ی دستمال کاغذی استفاده شده است
ابتدا لوله ی کاغذی را روی جعبه قرار داده و با آن دو دایره به فاصله یک سانتی متر رسم می کنیم. حال با استفاده از کاتر بیضی رسم شده بر روی جعبه را برش می دهیم. مرحله‌ی بعدی این است که شیار را درست کنیم. جعبه را نود درجه می چرخانیم به طوری که بیضی که بریده‌اید، سمت راست قرار گیرد. به کمک سی‌دی، دایره‌ی کوچکی نزدیک کناره‌ی چپ جعبه رسم می کنیم و شیار رسم شده را برش می دهیم. قسمت تیز تیغ‌ها را تقریباً در تماس با هم قرارمی دهیم. تیغ‌ها را طوری روی جعبه می چسبانیم که فاصله ای بین تیغ‌ها وجود داشته باشد و این فاصله در بالا یا پایین پهن‌تر نشود.
سپس جعبه را رو به بالا قرار دهید، به طوری که شیار به سمت شما باشد. حال سی‌دی را روی دیوار پشتی جعبه بچسبانید. سمت رنگین‌کمانی آن باید به سمت شما باشد و سمت چاپ خورده‌ی آن به مقوا بچسبد.
تصویر نشان می‌دهد که سی‌دی به سمت چپ متمایل است. سمت چپ سی‌دی باید به همان اندازه که شیار از سمت چپ جعبه فاصله دارد قرار داشته باشد. حال هر محلی روی جعبه که نور ممکن است وارد یا خارج شود را درز گیری می کنیم.
مرحله‌ی آخر استفاده از نوار چسب آلومینیومی برای چسباندن لوله‌ی کاغذی به جعبه است. نوار چسب آلومینیومی، اطراف لوله را درز گیری می‌کند تا نوری از اطراف لوله وارد نشود. برای اطمینان از این که زاویه لوله درست است، شیار را در مقابل نور قرار دهید و از طریق لوله نگاه کنید و لوله را آن قدر حرکت دهید تا بتوان طیف کامل نور (از بنفش تا قرمز) را دید.
نتیجه گیری
پروژه ی طیف سنج با هدف شناسایی منابع نوری مختلف بر اساس بررسی گسترده ی طیف های نوری که از آن منبع نور به خصوص متصاعد می گردد صورت گرفته است. در این پروژه ما نور خورشید را به وسیله ی تجزیه این دستگاه به صورت یکی از کامل ترین گسترده ی نور مشاهده و مطالعه کردیم.
بخش پژوهش تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی
