Спектрометр из конструктора LEGO поможет изучать физику

Немецкие учёные собрали спектрометр Черни — Тёрнера на базе конструктора «Лего». Это позволило им создать дешёвое и качественное лабораторное оборудование, которое можно быстро пересобирать. Подобные установки идеально подойдут для образовательных целей.

О своей разработке специалисты написали в журнале Physics Education.

Универсальный спектрометр Черни — Тёрнера позволяет исследовать спектры атомной эмиссии, отражения, пропускания и флуоресценции. Обычно он стоит недешево, но учёные из Оснабрюкского университета в Германии во главе с Мирко Имлау нашли способ снизить его стоимость до 500 евро. При этом сделав его кастомизируемым: перестройка прибора под разные задачи занимает всего несколько минут.

Слишком высокая стоимость лабораторного оборудования — известная проблема: тогда как исследовательские центры могут себе это позволить, школы — не всегда, и им приходится довольствоваться не слишком точными приборами, в том числе самодельного толка. Поэтому педагоги ищут способы улучшить качество устройств, не повышая их цену. Конструктор LEGO в качестве оказался идеальным решением — всё благодаря гибкости конструирования, унифицированности деталей и надёжности.

Спектрометр Черни — Тёрнера состоит из входной щели, двух вогнутых зеркал, приёмного элемента и дифракционной решётки. Все эти элементы монтируются на пластину из «Лего», детали также используются для строительства корпуса инструмента и крепежа. В качестве входной щели в данном приборе использовались два бритвенных лезвия, в качестве решётки — кусочек от компакт-диска. Сложные оптические элементы приобретались у профильных производителей. Всё вместе обошлось инженерам в 500 евро.

Испытывался спектрометр на учебных задачах — в частности, с его помощью проводили атомно-эмиссионную спектроскопию, юстировку ПЗС-линейки, изучение спектральных линий. Точность прибора оказалась выше, чем у любых описанных в учебниках самодельных спектрометров.