Didaktický UV-VIS-NIR spektrometr

Anotace

Tato práce se zabývá vývojem a testováním spektrofotometru vlastní konstrukce jako účinného nástroje pro výuku fyziky, chemie, biologie a dalších předmětů a pro budování vztahů mezi těmito předměty. Vývojový přístup „udělej si sám“ (Do-It-Yourself, DIY) umožnil vytvořit zařízení, které dosahuje přesnosti a didaktických možností komerčně dostupných nástrojů za zlomek jejich ceny a umožňuje provádět širokou škálu experimentů kvalitativní a kvantitativní spektroskopické analýzy pro výuku na základních, středních a vysokých školách. Otevřená a přístupná konstrukce vyvinutých zařízení zároveň umožňuje unikátní přímé pozorování fyzikálních principů na jednotlivých součástech zařízení, a navíc názorné propojení konceptů z oblasti IT, elektrotechniky, strojírenství a matematiky – STEM formou projektové výuky. Práce se rovněž zabývá srovnáním výsledných parametrů s referenčními zařízeními a testováním vyvinutých zařízení v kontextu školní výuky.

Keywords

UV-VIS-NIR spektrometrie; STEM výuka; DIY vědecká instrumentace; chemická didaktika; fyzikální didaktika; občanská věda a SOČ

Do-It-Yourself!

Kód

Software pro ovládání spektrometrů je volně dostupný na platformě GitHub. Ve složce je též dostupný soubor dependencies.bat, který umožňuje nainstalovat potřebné knihovny. 

Ke stažení:

Celá složka je k dispozici na adrese github.com/Tedodor423/openspectrometer

Konstrukce spektrometru V2

  • Veškeré 3D modely byly vytvořeny autory práce a podléhají licenci MIT.

Ke stažení:

  1. Dno měřící části (stl)
  2. Dno zdrojové části (stl)
  3. Víko měřící části (stl)
  4. Víko zdrojové části (stl)
  5. Přepážka měřící a zdrojové části (stl)
  6. Držák Raspberry Pi Zero (stl)
  7. Držák PiCamery (stl)
  8. Stojan mřížky (stl)
  9. Držák mřížky (stl)
  10. Držák štěrbiny (stl)
  11. Držák pro modulární zdroj (stl)
  12. Držák kyvety (stl)
 
Pro referenci vizte obrázek níže.

Didaktické úlohy

 

Úloha 1: Stanovení koncentrace modré skalice v roztoku podle Lambert–Beerova zákona

 

Úloha 2: Identifikace potravinářských barviv v nápoji z absorpčního spektra (alkoholický nápoj Božkov Peprmint, lidově „zelená“)


Website by David Theodor Nimrichtr, Matěj Bureš

 

 

technecium.org 2023

Search
Translate »