虹科便携式光谱仪：可视化的掌上光谱课堂

光谱分析法是一种根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法。光谱的应用范围遍及材料、化学、物理、生物、医疗和工业等各个领域，可适用于定性研究、定量分析和测定分子结构。光谱分析的优越性在于提供快速、简便、可重复且无损的检测过程，是获取物质信息的有力手段。

在基础教育实践中，光谱学是基础物理和化学实验中的必不可少的课程。通过对教学用光谱仪的实际操作，可以让学生加深对光谱分析法的了解，掌握光谱分析的基础实验技术，为后续科学研究打下夯实的经验基础。

 

虹科GoSpectro光谱仪是一款超紧凑的设备，可将任何配备摄像头的智能手机或平板电脑变成光谱仪。它能够获取、记录和利用光谱，获取被测物体的发射、透射或反射的光谱。该光谱仪具有非常直观的易用性，这使得光谱学变得有趣。

虹科GoSpectro光谱仪非常适合高中或大学的物理实验课，并可视化光学和光谱学的一些基本概念。

 

案例1

区分不同类型的光源

 

所需材料：几种类型的光源，如激光、钠灯、荧光灯、LED灯或白炽灯

该实验的目的是测量来自不同光源的光谱（查看下图中的示例），并确定哪些是单色光，哪些是多色光，帮助学生可视化和清楚地理解连续光谱和离散光谱之间的区别，将波长与颜色联系起来。

用 GoSpectro 测量的四种不同光源的发射光谱
 

案例2

学习光谱分布和温度

所需材料：白炽灯，用于调节光强度的变阻器

在该实验中，观察灯泡从橙色到白色的颜色变化，所采集到的光谱帮助学生理解如图所示的现象：当灯泡中的强度光增加时，光谱会通过短波长移动。

通过确定每个光谱的最大发射波长并使用维恩近似原理，可以估计光的温度。

注意：曲线（用红色包围）的不连续性是由于相机传感器的非线性响应造成的。这个问题可以使用强度校准来解决

白炽灯泡发出的光的光谱分布和颜色与所施加的强度的函数关系

 

案例3

使用维恩近似估计太阳温度

另一个简单的实验是使用维恩近似来估计太阳温度。

只需要获得太阳的光谱，根据应用程序发布的数据以确定发射峰值的波长。

 

案例4

感知颜色和光谱颜色

所需材料：一种变色的LED灯。

通过观察变色LED灯每种颜色的光谱以建立不同LED光谱与发光颜色的关系。例如下图中，如果他们选择黄色，他们将很快了解并感知到的黄色与添加绿色LED和红色LED产生的光谱黄色之间的差异。

 

案例5

引导学生建立实验性思维

所需材料：有色溶液（例如使用维生素C片剂）。

首先引出问题：为什么维生素C呈现橙色？借助Gospectro光谱仪想象一个简单的实验以解答这些物理现象。具体步骤为：a. 将维生素 C 片剂溶解在水中制备溶液；b. 测量维生素C溶液的吸收光谱；c. 分析并解释频谱，分析为什么维生素C显示橙色的原因。

虹科GoSpectro是一款功能强大的工具，由于其非常直观的应用程序和易用性，使光谱学变得有趣。它非常适合高中或大学实验课，能够可视化光学和光谱学的基本概念，通过实践为学生提供学习光谱学的实用和有趣方法，是一款成本实惠的教育工具。