สเปกโตรมิเตอร์แสงสำหรับวัดความยาวคลื่นหลักของแสงสี

ความเข้าใจเรื่องแสงและความยาวคลื่น

แสงคืออะไร?

แสงคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางเป็นคลื่นผ่านอวกาศ เช่นเดียวกับคลื่นทะเลที่มีความสูงและระยะห่างระหว่างยอดคลื่นที่แตกต่างกัน คลื่นแสงมีความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน - ระยะห่างระหว่างยอดคลื่น ความยาวคลื่นแต่ละความยาวสอดคล้องกับสีเฉพาะที่เรารับรู้ ตั้งแต่สีม่วงเข้มที่ความยาวคลื่นสั้นไปจนถึงสีแดงสดใสที่ความยาวคลื่นยาว

สเปกตรัมที่มองเห็นได้

แสงสีขาวคืออะไร?

แสงสีขาวประกอบด้วยการผสมของสีที่มองเห็นได้ทั้งหมด (ความยาวคลื่น) รวมกัน เมื่อแสงแดดผ่านปริซึม มันจะแยกออกเป็นสีรุ้งทั้งหมดเพราะแสงสีขาวจริงๆ แล้วประกอบด้วยสเปกตรัมที่มองเห็นได้ทั้งหมด แหล่งกำเนิดแสงสีขาวทั่วไป ได้แก่ แสงแดด หลอดไส้ และ LED สีขาว ต่างจากแหล่งกำเนิดแสงสีที่ปล่อยความยาวคลื่นหลักเพียงหนึ่งความยาว แหล่งกำเนิดแสงสีขาวปล่อยความยาวคลื่นในช่วงกว้างพร้อมกัน ซึ่งเป็นเหตุผลที่มันไม่มีความยาวคลื่นหลักเดียว แต่มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิสีของมันแทน

ความยาวคลื่นหลักคืออะไร?

แม้ว่าแหล่งกำเนิดแสงส่วนใหญ่จะปล่อยความยาวคลื่นหลายความยาวพร้อมกัน "ความยาวคลื่นหลัก" คือความยาวคลื่นเดียวที่ตรงกับสีที่รับรู้ได้มากที่สุด คิดว่ามันเป็นลายเซ็นสีหลักของแหล่งกำเนิดแสง ตัวอย่างเช่น LED สีแดงอาจปล่อยความยาวคลื่นสีส้มและสีแดงเข้มบางส่วน แต่ความยาวคลื่นหลักของมันอาจเป็น 660nm - องค์ประกอบสีแดงที่แข็งแกร่งที่สุดที่กำหนดลักษณะของมัน

สำคัญ: ความยาวคลื่นหลักมีความหมายเฉพาะสำหรับการวัดแหล่งกำเนิดแสงสีเท่านั้น แสงสีขาว (เช่น แสงแดด หลอดไส้ หรือ LED สีขาว) ประกอบด้วยความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมดผสมกันและไม่มีความยาวคลื่นหลักเดียว สำหรับแหล่งกำเนิดแสงสีขาว สิ่งที่สำคัญคืออุณหภูมิสีของมัน - ว่ามันดูอุ่น (เหลืองๆ) หรือเย็น (น้ำเงินๆ) เพื่อวัดอุณหภูมิสีในหน่วยเคลวิน ใช้แอป Kelvin Meter เฉพาะของเราแทน

ทำไมสีชมพูจึงไม่อยู่ในสเปกตรัม?

หากคุณมองดูรุ้งกิ้งหรือสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ คุณจะสังเกตเห็นสิ่งที่น่าทึ่ง: สีชมพูไม่ปรากฏที่ไหนเลย ในขณะที่เราสามารถเห็นสีม่วง น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม และแดงในสเปกตรัมของธรรมชาติ สีชมพูกลับหายไปอย่างลึกลับ นี่ไม่ใช่การมองข้าม แต่เป็นลักษณะพื้นฐานของการทำงานของแสงและสี

สีชมพูคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "สีที่ไม่ใช่สเปกตรัม" - มันไม่สอดคล้องกับความยาวคลื่นของแสงเดี่ยวใดๆ แต่สีชมพูถูกสร้างขึ้นเมื่อตาของเรารับรู้การผสมของแสงสีแดง (ความยาวคลื่นยาวประมาณ 700nm) และแสงสีน้ำเงินหรือม่วง (ความยาวคลื่นสั้นประมาณ 400-450nm) พร้อมกัน โดยมีแสงสีเขียวเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในระหว่างนั้น เนื่องจากความยาวคลื่นเหล่านี้อยู่ที่ปลายตรงข้ามของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ จึงไม่สามารถผลิตได้จากแหล่งความยาวคลื่นเดียว

นี่คือเหตุผลที่ LED สีชมพูเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนจริงๆ - โดยทั่วไปจะรวมชิป LED สีแดงและน้ำเงิน หรือใช้การเคลือบฟอสเฟอร์เพื่อแปลงแสงสีน้ำเงินบางส่วนเป็นสีแดง เมื่อคุณวัดแหล่งแสงสีชมพูด้วยแอปนี้ คุณมักจะตรวจพบองค์ประกอบสีแดงหรือน้ำเงินที่เด่น ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นใดที่แข็งแกร่งกว่า สีที่ไม่ใช่สเปกตรัมอื่นๆ ได้แก่ สีม่วงแดง น้ำตาล และเฉดสีม่วงหลายเฉด - ทั้งหมดต้องการการผสมของความยาวคลื่นต่างๆ ที่ไม่มีอยู่เป็นจุดเดียวในสเปกตรัมธรรมชาติ

ทำไมต้องวัดความยาวคลื่น?

การวัดความยาวคลื่นมีความสำคัญในทางปฏิบัติในหลายสาขา ผู้ผลิต LED ระบุความยาวคลื่นที่แน่นอนเพื่อควบคุมคุณภาพ อุปกรณ์บำบัดด้วยแสงอาศัยความยาวคลื่นเฉพาะเพื่อผลการรักษา (เช่น การบำบัดด้วยแสงแดง) ในการศึกษา การวัดความยาวคลื่นช่วยให้นักเรียนเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างฟิสิกส์และสีที่พวกเขาเห็นในชีวิตประจำวัน

สมาร์ทโฟน เทียบกับ อุปกรณ์มืออาชีพ

สเปกโตรมิเตอร์ระดับมืออาชีพอาจมีราคาหลายพันดอลลาร์และต้องการการฝึกอบรมเฉพาะทาง กล้องสมาร์ทโฟนของคุณมีเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกัน คล้ายกับวิธีการทำงานของตาคุณ แม้ว่าจะไม่แม่นยำเท่าอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ แต่สเปกโตรมิเตรีสมาร์ทโฟนให้ความแม่นยำที่น่าทึ่งสำหรับการใช้งานจริงส่วนใหญ่ - ทำให้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ทรงพลังนี้เข้าถึงได้สำหรับนักเรียน ผู้ที่ทำเป็นงานอดิเรก และมืออาชีพที่ต้องการการตรวจสอบความยาวคลื่นอย่างรวดเร็ว

การปรับเทียบอุปกรณ์

คุณต้องการปรับเทียบหรือไม่?

ผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบ แอปให้ความแม่นยำที่ดีในอุปกรณ์ส่วนใหญ่โดยไม่ต้องปรับเทียบ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างในการผลิตของเซ็นเซอร์กล้องและอัลกอริทึมการประมวลผลสี อุปกรณ์บางตัวอาจแสดงค่าที่เบี่ยงเบนจากค่าความยาวคลื่นจริงอย่างมาก การปรับเทียบแนะนำเฉพาะเมื่อคุณมีแหล่งแสงที่ทราบความยาวคลื่นอย่างแม่นยำและเข้าใจกระบวนการปรับเทียบอย่างถี่ถ้วน

โปรดทราบ

การปรับเทียบที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่การวัดที่ไม่แม่นยำอย่างสิ้นเชิงในการอ่านค่าในอนาคตทั้งหมด ควรปรับเทียบเฉพาะเมื่อคุณมีแหล่งกำเนิดแสงอย่างน้อยหนึ่งแหล่งที่มีความยาวคลื่นที่ทราบแน่นอนและเข้าใจกระบวนการปรับเทียบและผลกระทบของมัน

สิ่งที่คุณต้องการสำหรับการปรับแต่ง

สำหรับการปรับเทียบที่มีประสิทธิภาพ คุณต้องการแหล่งแสงอย่างน้อยหนึ่งแหล่งที่มีความยาวคลื่นที่ทราบ - ในอุดมคติคือแหล่งแสงสองแหล่งหรือมากกว่าที่มีสีที่ทราบแต่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง (แยกกันอย่างน้อย 50nm) ตัวอย่างรวมถึง:

• โมดูล LED ความแม่นยำที่มีความยาวคลื่นที่ระบุ
• เลเซอร์พอยเตอร์ที่มีความยาวคลื่นที่ทราบ
• แหล่งแสงที่ปรับเทียบแล้วจากอุปกรณ์วิทยาศาสตร์
• หลอดไฟอ้างอิงสเปกตรัม (ปรอท โซเดียม ฯลฯ)

กระบวนการปรับเทียบทีละขั้นตอน

ก่อนเริ่มต้น: ใช้พื้นผิวกระดาษขาวแผ่นเดียวกันสำหรับการปรับเทียบที่คุณจะใช้สำหรับการวัด และให้แน่ใจว่ามีเพียงแสงอ้างอิงของคุณเท่านั้นที่ส่องไปยังพื้นผิว

1. รีเซ็ตการปรับเทียบ: ไปที่แท็บ Calibration และแตะ "Set default calibration" เพื่อเริ่มใหม่
2. วัดค่าอ้างอิง: ไปที่แท็บ Home ส่องแสงที่ทราบความยาวคลื่นไปยังพื้นผิวสีขาว และจดค่าที่ยังไม่ได้ปรับเทียบที่แอปแสดง
3. สร้างจุดปรับเทียบ: กลับไปที่แท็บ Calibration และแก้ไขจุด "Map from 600nm to 600nm" ที่มีอยู่ หรือเพิ่มจุดปรับเทียบใหม่
4. ตั้งค่า: ใส่ค่าที่ยังไม่ได้ปรับเทียบของแอปเป็นค่า "from" และความยาวคลื่นจริงของแหล่งแสงเป็นค่า "to"
5. ทำซ้ำหากเป็นไปได้: เพื่อการปรับเทียบที่ดีขึ้น ทำซ้ำขั้นตอน 2-4 ด้วยแหล่งแสงที่ทราบความยาวคลื่นเพิ่มเติมที่ห่างกันอย่างน้อย 50nm
6. ทดสอบและตรวจสอบ: วัดแหล่งอ้างอิงอีกครั้งเพื่อยืนยันว่าการปรับเทียบช่วยปรับปรุงความแม่นยำ

เมื่อไหร่ควรรีเซ็ตการปรับแต่ง

กลับไปใช้การปรับเทียบเริ่มต้นหากคุณสังเกตเห็นว่าการวัดมีความแม่นยำลดลง หรือหากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับจุดปรับเทียบของคุณ ปุ่ม "ตั้งค่าการปรับเทียบเริ่มต้น" ในแท็บการปรับเทียบจะคืนค่าการตั้งค่าจากโรงงาน ซึ่งทำงานได้ดีสำหรับอุปกรณ์และแอปพลิเคชันส่วนใหญ่

ผู้ใช้พูดอะไรในรีวิวอย่างเป็นทางการ

รองรับหลายภาษา

แอปรองรับภาษาต่างๆ ครบ 40 ภาษา ทำให้การวัดเข้าถึงได้ทั่วโลก

ดาวน์โหลดแอป Light Spectrometer ตอนนี้

เพลิดเพลินกับฟังก์ชันครบครันเป็นเวลาหลายสัปดาห์ หลังจากนั้นเลือกค่าธรรมเนียมครั้งเดียวหรือการสมัครสมาชิก — ยังคงเป็นเพียงเศษเสี้ยวของต้นทุนของอุปกรณ์วัดอุณหภูมิสีเฉพาะทาง