การประดิษฐ์สเปกโตรมิเตอร์สำหรับวัดความเข้มของแสงช่วงที่ตามองเห็นโดยใช้เกรตติง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สิรวิชญ์ ตรีเปีย

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปาริดา โชติเชย, สรศักดิ์ ด่านวรพงศ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเบญจมราชูทิศ

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

สเปกโตรมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับศึกษาสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยใช้สมบัติการเลี้ยวเบนผ่านเกรตติง สเปกตรัมที่แยกออกมาจะถูกวัดเพื่อศึกษาความเข้มของแต่ละความยาวคลื่นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของแหล่งกำเนิดแสง ในงานนี้ผู้วิจัยมีวัตถุประสงค์ที่จะสร้างสเปกโตรมิเตอร์สำหรับวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์โดยใช้วัสดุที่หาได้ทั่วไป และ มีต้นทุนในการผลิตที่ต่ำกว่าท้องตลาด สเปกโตรมิเตอร์ที่ออกแบบนั้นจะเป็นทรงกระบอกที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 26.70 เซนติเมตร ยาว 23.82 เซนติเมตร ซึ่งภายในประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน คือ 1) รูรับแสงด้านหน้า มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 1 เซนติเมตร 2) เกรตติง 10000 เส้นต่อเซนติเมตรที่ระยะกึ่งกลางของท่อ 3) ใยแก้วนำแสงเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 เซนติเมตรสำหรับวัดความเข้มแสงอยู่ด้านตรงข้ามของรูรับแสงและห่างจากเกรตติง 11.42 เซนติเมตร โดยมิติของท่อและตำแหน่งของส่วนสำคัญทั้งสามถูกออกแบบมาเพื่อแสดงสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่ตามองเห็นได้ภายในท่อ ซึ่งลำดับการเลี้ยวเบนที่หนึ่งของความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร ทำมุม 44.42 องศา หรือที่ระยะ 11.19 เซนติเมตรเมื่อวัดจากแกนกลางของท่อ และ ลำดับการเลี้ยวเบนที่หนึ่งของความยาวคลื่น 400 นาโนเมตร ทำมุม 23.58 องศา หรือที่ระยะ 4.98 เซนติเมตรเมื่อวัดจากแกนกลางของท่อ ท้ายที่สุดการออกแบบนี้ถูกยืนยันความถูกต้องโดยการจำลองทางฟิสิกส์ด้วยโปรแกรม COMSOL Multiphysics 5.3 โมดูล Ray optics และ ทดสอบความถูกต้องในเชิงปฏิบัติโดยการตรวจสอบด้วยการวัดความยาวคลื่นของแสงที่เลี้ยวเบนด้วย USB2000 Fiber Optic Spectrometer ในอนาคตสามารถใช้เซนซอร์ที่มีราคาถูกลงทดแทน USB2000 Fiber Optic Spectrometer เพื่อลดต้นทุนการผลิต