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あぷらなーとの写真ブログ
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あぷらなーと
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2018年 03月 18日 ( 1 )

簡易分光器作製ごっこ

★2018年の『プロジェクト④』

負傷した右肩の治療プランがまだ決まらずガクブルのあぷらなーとです。
当面、重たい機材は封印せざるを得ないので、
先日予備実験した『プロジェクト④』:「簡易分光器で自宅周辺の光害のスペクトルを測定ごっこ」 を少し進めてみることに・・・。


★相手が点光源の場合は簡単で・・・

スペクトル撮影のため回折格子を用いることにしたのですが、相手が恒星とか遠方の街灯のように「点光源」の場合は、撮影は『超』楽勝です。
デジカメの前に回折格子をかざすだけで、キレイなスペクトルが撮れます。
f0346040_01122376.jpg
うむ。良い感じ♪


★相手が面積体の場合は少々厄介

今回のプロジェクトの主目的は、自宅周辺の光害のスペクトルを撮影して「従来型街灯」と「LED照明」のどちらが『効いて』いるのかを見極めることにあります。
ところが、撮影対象が「夜空のバックグラウンド」とか「室内の蛍光灯」などのように面光源の場合は、スペクトルの撮影が少々厄介になります。

たとえば、デジカメの前に回折格子をかざしただけでは・・・・
f0346040_17403609.jpg
こんな感じになって、輝線スペクトル同士が重なってしまって弁別できなくなるんですね。
上記の写真は室内の蛍光灯を撮影したものなので、まだスペクトルが少し分離してますが、これがもしも「夜空のバックグラウンド」のように無限の面積をもつ光源だと、全てのスペクトルが完全に重なってしまいます。要するに全く分光しない訳ですね。

要するに、撮影対象が面積を持つからダメなわけで、それなら、一度スリットを通すことで対象を「面」から「線」に変えちゃえば上手く行きそう
というわけで・・・


★スリット付き回折格子型分光器の試作開始

f0346040_17454972.jpg
回折格子をマウントごと切り取ってBORG規格(M57)の延長筒で挟み込みます。

f0346040_17481026.jpg
スリットは、紙(プリンタ用のフォトペーパー)とアルミホイルを組み合わせて適当に作ってみます。
ま、本来なら研磨した金属板とかをマイクロステージで間隔調整すべきでしょうが、所詮今回は(いつも?)『遊び』なので気にしません。

f0346040_17505900.jpg
うむ。我ながらなかなか良い感じに仕上がりました。
f0346040_17514073.jpg
これを回転装置に装着して、スリットの角度を変えられるようにしました。

あとは迷光防止のフードを取り付けて、完成。
f0346040_17531309.jpg
★カメラにはどう接続する?

問題はカメラとの接続なのですが、基本的にはスリットと回折格子を通過した光を「カメラ側のレンズ」で接写するイメージです。
たいていコンパクトデジカメにこの手のパーツを接続するのは難儀するものですが・・・

ふっふっふ。
私が愛用しているコンパクトデジカメ:ニコンクールピクスP7800には、あまり知られていない必殺技があるのだよ!

それは・・・・
f0346040_17583905.jpg
レンズの元にある黒いリングを回すと・・・
f0346040_17592753.jpg
パカッと取れます。
すると、なんと!

f0346040_18000559.jpg
BORG規格のM57オスネジが登場っ!!

つまり、ニコンのクールピクスP7800はBORG互換パーツが直接接続可能なのだっ!
しかもM57ネジは台座に切ってあるので、レンズ自体は干渉せずに自由に伸縮できます。

さっそく、先ほどの分光器を直接ねじ込むと・・・・

・・・ででん!!
f0346040_18062808.jpg
あっという間に、手のひらサイズの『スペクトル撮影カメラ』が完成♪

★目論見どうり面光源を攻略できるか?

さっそく、室内の蛍光灯を撮影してみましょう。
スリット無しだと
f0346040_17403609.jpg
こんな感じになっちゃう蛍光灯ですが、
今回のスリット装備式の『新兵器』を用いると・・・・

・・・ででん!!
f0346040_18205907.jpg
おお!
なんと見事に輝線スペクトルが分離!!
作戦成功のようです♪


★他の光源も撮影してみる

ではLEDランタンの発光面を撮影するとどうでしょう?

f0346040_18244840.jpg
ああ、なるほどね。
緑から青にかけて空隙があるものの、基本的には連続スペクトルですね。

では、メイン対象である「夜空のバックグラウンド」撮影の『予行演習』として、昼間の曇天を撮影してみましょう。

f0346040_18280223.jpg
おお?
キレイな連続スペクトルですが、よく見ると・・・・

・・・ででん!!
f0346040_18290330.jpg
フラウンホーファー線(吸収スペクトルの暗線)まで写ってるじゃないか!!

こ、これは面白い。

たった150円程度のレプリカ回折格子と、紙とアルミホイルで作ったスリットを使うだけで、対物レンズもコリメータも無くフラウンホーファー線って写せるものだったのかぁ。
これだけのスペクトル分解能があれば、光害の調査には十分でしょう。

うむ。
『本実験』が楽しみになってきたぞ♪

★★★ご注意★★★
スリットのみでコリメータ無しの構成は、あくまで『邪道』です。
本来はスリットを焦点位置に持つコリメータを内蔵させて、
回折格子全面に平行光線を入射させないとダメです。(念のため)

by supernova1987a | 2018-03-18 18:35 | 科学写真 | Comments(8)


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