spectroscopie

Newton ontdekte in de 17^de eeuw dat wit licht van de zon bestaat uit alle kleuren van de regenboog. De achtergrond loopt van violet via andere kleuren naar rood. In het spectrum (de lijnen zijn door Newton nooit gezien) geven de donkere verstrooiingslijnen informatie over het object (in dit geval de zon).
De Tiendesprong is in bezit van 2 spectroscopen: de LHiresIII en de Sol’Ex.

Newton gebruikte prisma’s om een spectrum te maken. Mijn spectroscopen zijn gebaseerd op de werking van een tralie (grating).
Het prisma ontleent de werking aan het verschil van brekingsindex van het glas voor verschillende golflengten, ook wel bekend als dispersie.
Een tralie is een plaatje waar op korte afstand groeven zijn gemaakt. Tussen de groeven is een opening waardoor licht passeert.

Het licht dat uit de openingen doorgaat, vormt nieuwe bronnen van licht die zich bolvorming uitbreiden. Zo kunnen bijvoorbeeld twee stralen uit naast elkaar liggende openingen (spleten) elkaar treffen en elkaar versterken (er is licht) of uitdoven (donker). Voor verschillende kleuren gebeurt dit onder verschillende hoeken waardoor een spectrum ontstaat.

Met één tralie kan een uitgebreid spectrum verkregen worden. Eén nadeel: er ontstaan spectra in verschillende ordes (1^ste orde, 2^de orde enz.). Hier heeft het prisma een voordeel omdat dit het licht in één spectrum concentreert. Maar om een grote scheiding te krijgen (hoge scherpte in het spectrum) moeten meerdere prisma’s achter elkaar geplaatst worden.

De meest gangbare techniek tegenwoordig is een spectroscoop gebaseerd op tralies.

De spectroscopen van de Tiendesprong zijn beide gebaseerd op een tralie met 2400 lijnen/mm, wat een afstand tussen 2 opeenvolgende spleten 0,000417 mm (0,417 micrometer) geeft.

De LHiresIII is een spectroscoop gebaseerd op het ontwerp van Littrow.

De bovenkant van de spectroscoop wordt aan de telescoop gemonteerd. Het licht uit de telescoop valt op een spleet van 24 micrometer en gaat via een spiegeltje en collimatorlens naar het tralie. Dit tralie kan met behulp van een micrometer onder verschillende hoeken gekanteld worden waardoor het golflengte gebied gekozen wordt.
Het licht (als spectrum) gaat via de collimatorlens (die nu als afbeeldingslens fungeert), langs het spiegeltje naar oculair of camera.

De behuizing is van aluminium. In het maken van deze spectroscoop zijn vele uurtjes gaan zitten. De optiek is gekocht en indien gewenst kan deze spectroscoop als gebouwd instrument gekocht worden (Shelyak).

De Solar Explorer gebruikt voor de collimator en afbeelding twee verschillende lenzen.
Het beeldje van de zon in het brandpunt van de telescoop valt op een spleet van 10 micrometer. Via een collimatorlens valt het licht op het tralie wat met een instelwiel (rood in de foto) verdraaid kan worden. Via de afbeeldingslens komt het licht in een camera.

De zwarte, holle cilinder is het onderdeel waarmee het geheel aan de telescoop vast zit. De rode cilinder is de camera.

Het bijzondere van dit ontwerp is de eenvoud: alle onderdelen, behalve de optiek, kunnen met een 3D-printer geprint worden. STL-bestanden worden meegeleverd. Deze onderdelen kunnen ook kant en klaar besteld worden.

Gebruikmakend van de spectroscoop, kunnen er spectroheliogrammen van de zon gemaakt worden. Dit zijn monochromatische beelden van de zon in de golflengte van een verstrooiingslijn.
In de spectroscoop wordt een verstrooiingslijn in het zonnespectrum geselecteerd. De telescoop wordt iets te westen van de zon gericht, de motor gaat af waardoor de zon door de dagelijkse beweging van de (sterrenhemel) langzaam, in ca. 2 minuten, over de spleet loopt. Hiervan wordt met een webcam een filmpje gemaakt (software: firecapture).
Op deze manier komt het spectrum van ieder stukje zon dat de spectroscoopspleet passeert vastgelegd.

Met software (inti) wordt het filmpje uiteengerafeld en wordt de verstrooiingslijn uit ieder filmbeeldje aaneengeregen tot een beeld van de zon in die bepaalde golflengte.

Deze techniek heb ik nog niet goed onder controle en vraagt om meer ervaring en kennis.