ספקטרומטר אור למדידת אורך גל דומיננטי של אור צבעוני

הבנת אור ואורכי גל

מה זה אור?

אור הוא קרינה אלקטרומגנטית שנוסעת בגלים דרך החלל. בדיוק כמו שלגלי האוקיינוס יש גבהים שונים ומרחקים בין פסגות, לגלי האור יש אורכי גל שונים - המרחק בין פסגות הגל. כל אורך גל מתאים לצבע ספציפי שאנו קולטים, מסגול עמוק באורכי גל קצרים יותר לאדום בהיר באורכי גל ארוכים יותר.

הספקטרום הנראה

מה זה אור לבן?

אור לבן מורכב מתערובת של כל הצבעים הנראים (אורכי גל) משולבים יחד. כשאור שמש עובר דרך פריזמה, הוא נפרד לכל צבעי הקשת כי אור לבן למעשה מכיל את כל הספקטרום הנראה. מקורות נפוצים של אור לבן כוללים אור שמש, נורות ליבון, ו-LEDs לבנים. בניגוד למקורות אור צבעוניים שפולטים בעיקר אורך גל אחד, מקורות אור לבנים פולטים טווח רחב של אורכי גל בו-זמנית, וזו הסיבה שאין להם אורך גל דומיננטי יחיד אלא הם מאופיינים על ידי טמפרטורת הצבע שלהם.

מה זה אורך גל דומיננטי?

בעוד שרוב מקורות האור פולטים מספר אורכי גל בו-זמנית, "אורך הגל הדומיננטי" הוא אורך הגל היחיד שמתאים הכי קרוב לצבע הנתפס. חשבו על זה כעל חתימת הצבע הראשית של מקור אור. לדוגמה, LED אדום עשוי לפלוט קצת אורכי גל כתומים ואדומים עמוקים, אבל אורך הגל הדומיננטי שלו עשוי להיות 660nm - הרכיב האדום החזק ביותר שמגדיר את המראה שלו.

חשוב: אורך גל דומיננטי משמעותי רק למדידת מקורות אור צבעוניים. אור לבן (כמו אור שמש, נורות ליבון, או LEDs לבנים) מכיל את כל אורכי הגל הנראים מעורבבים יחד ואין לו אורך גל דומיננטי יחיד. עבור מקורות אור לבנים, מה שחשוב זה טמפרטורת הצבע שלהם - האם הם נראים חמים (צהבהבים) או קרים (כחלחלים). כדי למדוד טמפרטורת צבע בקלווין, השתמשו באפליקציית Kelvin Meter המיוחדת שלנו במקום.

למה ורוד לא נמצא בספקטרום?

אם אתם מסתכלים על קשת בענן או על ספקטרום האור הנראה, תבחינו במשהו מרתק: ורוד לא נמצא בשום מקום. בעוד שאנחנו יכולים לראות סגול, כחול, ירוק, צהוב, כתום ואדום בספקטרום של הטבע, ורוד נעדר באופן מסתורי. זה לא פיקוח - זה היבט בסיסי של איך אור וצבע עובדים.

ורוד הוא מה שמדענים קוראים "צבע לא-ספקטרלי" - הוא לא מתאים לאורך גל יחיד של אור. במקום זאת, ורוד נוצר כאשר העיניים שלנו תופסות תערובת של אור אדום (אורכי גל ארוכים סביב 700nm) ואור כחול או סגול (אורכי גל קצרים סביב 400-450nm) בו זמנית, עם מעט או ללא אור ירוק ביניהם. מכיוון שאורכי הגל האלה נמצאים בקצוות מנוגדים של הספקטרום הנראה, הם לא יכולים להיות מיוצרים על ידי מקור אורך גל יחיד.

זו הסיבה שנורות LED ורודות הן למעשה מכשירים מורכבים למדי - הן בדרך כלל משלבות שבבי LED אדומים וכחולים, או משתמשות בציפויי פוספור כדי להמיר חלק מהאור הכחול לאדום. כאשר אתם מודדים מקור אור ורוד עם האפליקציה הזו, לעתים קרובות תזהו את הרכיב האדום או הכחול הדומיננטי, תלוי באיזה אורך גל חזק יותר. צבעים לא-ספקטרליים אחרים כוללים מגנטה, חום וגוונים רבים של סגול - כולם דורשים תערובות של אורכי גל שונים שלא קיימים כנקודות יחידות בספקטרום הטבעי.

למה למדוד אורכי גל?

למדידת אורך גל יש חשיבות מעשית בתחומים רבים. יצרני LED מציינים אורכי גל מדויקים לבקרת איכות. מכשירי טיפול באור מסתמכים על אורכי גל ספציפיים להשפעות טיפוליות (כמו טיפול באור אדום למשל). בחינוך, מדידת אורכי גל עוזרת לתלמידים להבין את הקשר בין פיזיקה לצבעים שהם רואים מדי יום.

סמארטפון מול ציוד מקצועי

ספקטרומטרים מקצועיים יכולים לעלות אלפי דולרים ודורשים הכשרה מיוחדת. מצלמת הסמארטפון שלך מכילה חיישנים שמזהים אורכי גל שונים של אור, בדומה לאופן שבו העיניים שלך עובדות. למרות שאינה מדויקת כמו ציוד מעבדה, ספקטרומטריה בסמארטפון מציעה דיוק יוצא דופן עבור רוב היישומים המעשיים - מה שהופך את הכלי המדעי החזק הזה לנגיש לסטודנטים, חובבנים ומקצוענים הזקוקים לאימות מהיר של אורך גל.

כיול מכשיר

האם אתה צריך לכייל?

רוב המשתמשים לא צריכים לכייל. האפליקציה מספקת דיוק טוב ברוב המכשירים ללא כל כיול. עם זאת, בגלל שינויים בייצור בחיישני מצלמה ואלגוריתמי עיבוד צבע, חלק מהמכשירים עלולים להראות סטיות משמעותיות מערכי אורך הגל האמיתיים. כיול מומלץ רק אם יש לך גישה למקורות אור עם אורכי גל ידועים במדויק ואתה מבין את תהליך הכיול ביסודיות.

אנא שים לב

כיול שגוי יכול להוביל למדידות לא מדויקות לחלוטין בכל הקריאות העתידיות שלך. בצע כיול רק אם יש לך גישה לפחות למקור אור אחד עם אורך גל ידוע במדויק ואתה מבין את תהליך הכיול והשלכותיו.

מה אתם צריכים לכיול

לכיול יעיל, אתה צריך לפחות מקור אור אחד עם אורך גל ידוע - באופן אידיאלי שני מקורות אור או יותר עם צבעים ידועים אך שונים לחלוטין (מופרדים לפחות ב-50 ננומטר). דוגמאות כוללות:

• מודולי LED מדויקים עם אורכי גל מוגדרים
• מצביעי לייזר עם אורכי גל ידועים
• מקורות אור מכוילים מציוד מדעי
• מנורות ייחוס ספקטרליות (כספית, נתרן וכו')

תהליך כיול שלב אחר שלב

לפני התחלה: השתמש באותו משטח נייר לבן לכיול שבו תשתמש למדידות, וודא שרק אור הייחוס שלך מאיר את המשטח.

1. איפוס כיול: עבור לכרטיסיית כיול והקש על "קבע כיול ברירת מחדל" כדי להתחיל מחדש
2. מדוד את הייחוס שלך: עבור לכרטיסיית בית, האר את המשטח הלבן שלך עם מקור האור באורך הגל הידוע, ושים לב לקריאה הלא מכוילת שהאפליקציה מציגה
3. צור נקודת כיול: חזור לכרטיסיית כיול וערוך את הנקודה הקיימת "מפה מ-600nm ל-600nm" או הוסף נקודת כיול חדשה
4. קבע ערכים: הזן את הקריאה הלא מכוילת של האפליקציה כערך "מ" ואת אורך הגל האמיתי של מקור האור שלך כערך "אל"
5. חזור במידת האפשר: לכיול טוב יותר, חזור על שלבים 2-4 עם מקורות אורך גל ידועים נוספים שנמצאים במרחק של לפחות 50nm זה מזה
6. בדוק ואמת: מדוד שוב את מקורות הייחוס שלך כדי לאשר שהכיול שיפר את הדיוק

מתי לאפס כיול

חזור לכיול ברירת המחדל אם אתה מבחין שהמדידות הופכות פחות מדויקות או אם אתה לא בטוח לגבי נקודות הכיול שלך. הכפתור "הגדר כיול ברירת מחדל" בלשונית הכיול ישחזר את הגדרות היצרן, שעובדות היטב עבור רוב המכשירים והיישומים.

מה משתמשים אומרים בביקורות רשמיות

תמיכה רחבה בשפות

לאפליקציה יש תמיכה מלאה ב-40 שפות שונות, מה שהופך את המדידה לנגישה ברחבי העולם.

הורד את אפליקציית ספקטרומטר האור עכשיו

תיהנה מפונקציונליות מלאה למשך כמה שבועות. לאחר מכן, בחר תשלום חד-פעמי או מנוי - עדיין בחלק קטן מהעלות של מכשיר מד טמפרטורת צבע ייעודי.