0W ë s z ð ² â ì È à Ã Å Ä Z ØV Ä; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

(1)

O

U 2 n Ç 8 c õ u § T Ó Þ X ¢ ] K ¡w Ó Þ Ä Z Ø° Ë ÑM < gX c l õ m Í

?

0W ë s z ð ² â ì È à Ã Å Ä Z ØV Ä; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

"

k? ¡

^

; ¦1 p x < Æ §, â · ¡ ¤ 740-110

©

¼) ç ó j u ^∗

F

K ¸/ B N õ @ / < Æ § õ < ÆÂ Ò, â · ¡ ¤ 730-701 (2008¸ 12 Z 4 4{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

CD ü < DVD\ ¦ ì ø Í + þ A r] X Ð 6 x # ç ß é ß ô Ç < ÆÒ q t6 x ì rF g l \ ¦ ] j # # Q t F g " é ¶ _ Û

¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ' a8 £ ¤ ¦ ¦1 p x < Æ §\ " f < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o §¹ ¢ ¤ \ 6 x % i . ì ø Í + þ A CD-DVD ì rF g l ü @\

¸ CDü < DVD_ ³ ð ë ß ` ¦ ì r o # ë ß H È Òõ + þ A r] X \ ¦ ë ß [ þ t # Q" f È Òõ + þ A ì rF g l ¸ ] j % i

. È Òõ + þ A É r ì ø Í + þ A Ð ' a8 £ ¤ s 6 x s ¦ 6 x s ¼ # o . ¢ ¸ô Ç © \ O 6 x r] X \ ¦ s 6 x # ì r K 0

p

x s Z } É r I ª ' a8 £ ¤6 x ì rF g l \ ¦ ë ß [ þ t% 3 . ¦ì r K 0 p x ì rF g l \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç I ª y n C_ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ n t _ O

B j Ð l 2 ¤ ¦ Visual Spec á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x # I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 _ f ¨ Ã º ` ¦ ' a8 £ ¤ % i . n t

_ O B j _ 9 ' : £ ¤$ í M :ë H \ 420 nm − 670 nm s _ á Ô î r ñ( Û ¼& 7 à Ô! 3 [ þ t s ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 .

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.50.My, 07.60.Rd

Keywords: r] X , ì rF g l , ì rF g l , ì rF g , Û ¼& 7 à Ô! 3 , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 , ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 , q Å Ò\ O Û ¼& 7

I. " e Â ] Ø

1815¸ \ 1 l q{ 9 _ F g < Æ á Ô î r ñ( (Fraunhofer) H Ò

ot ¹ ¡ §E $ Ý ¼ ½ ¨ × æ \ 6 f Û ¼& 7 à Ô! 3 \ Å Ò3 l q ¦ Õ ª Ê ê I

ª Û ¼& 7 à Ô! 3 5 Å q \ ´ ú § É r ` ¦ µ 1 Ï| ¦ 574> h_ [ þ t _

t ¸\ ¦ $ í % i H X < © è H \ ` ( H [ þ t _ { 9 Â Ò\ A Â Ò' K t _ / å J \ ¦ C { © % i ¦ r] X \ _ ô Ç r ] X

½ ¨, y n C_ © í ß Ø ¦ 1 p x _ \ O & h ¸ e . ì rF g l \ ¦ }

© " é ¶ â \ Â Ò Ã Ì " f Z > õ $ í î r _ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ì r$ 3

#

;^ _ o < Æ& h ¸$ í ` ¦ & ñ ½ + É Ã º e . z ´+ « >Ü ¼ Ð ' a 8

£

¤ ô Ç " é ¶ _ Û ¼& 7 à Ô! 3 É r Ô ¦ 5 Å q& h s 9 : £ ¤& ñ ô Ç ° ú כ` ¦ ° ú

H Û ¼& 7 à Ô! 3 _ + þ AI \ ¦ { ¦ e H X < Û ¼0 AÛ ¼ § µ 1 Ï Q (Balmer) H 1885¸ \ Ã º è Û ¼& 7 à Ô! 3 _ © _ ½ ©g Ë :$ í

`

¦ µ 1 Ï| ¦ µ 1 Ï Q > \ P ` ¦ µ 1 Ï³ ð ¦ µ 1 Ï Q_ / B Nd Ü ¼ Ð & ñ o

% i (1897). 5¸ Ê ê Û ¼J ?D ! p Ó ü t o < Æ o × ¼Z Ø ÔÕ ª (Rydberg) _ © × æ כ ¹ô Ç \ O & h É r ì rF g < Æ\ " f " é ¶ è Û ¼& 7 à

Ô! 3 ? / ª ô Ç [ þ t` ¦ ç ß é ß > ³ ð & ³ô Ç כ s (1890).

á

Ô î r ñ( _ C , F , g , h É r Ã º è Û ¼& 7 à Ô! 3 _ µ

1 Ï Q> \ P H

_α

, H

β

, H

γ

, H

δ

e ` ¦ µ 1 ß+ À I . s Qô Ç µ 1 Ï| Ü ¼

Ð D ! p ß ¼ Ó ü t o < Æ Ð# Q_ " é ¶ ¸+ þ A É r " é ¶ \ " f ~ ½ ÓØ ¦

∗

E-mail: [email protected]

÷

& H y n C_ Ô ¦ 5 Å q& h Û ¼& 7 à Ô! 3 s # Qb G> + þ A$ í ÷ &% 3 H t [ O

" î ½ + É Ã º e > ÷ &% 3 [1].

Ä

ºo H CD, DVD\ ¦ r] X Ð 6 x # ç ß é ß ô Ç < Æ Ò q

t6 x ì rF g l \ ¦ ] j # I ª õ # Q t F g " é ¶ _ Û ¼& 7 à

Ô! 3 ` ¦ ' a8 £ ¤ ¦ ¦1 p x < Æ §\ " f < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o §¹ ¢ ¤ \ 6

x % i . ¢ ¸ô Ç © \ O 6 x r] X ü < íÓ ü t Ö ¦ 1 p x` ¦ s 6

x # ì r K 0 p x s Z } É r I ª ' a8 £ ¤6 x ì rF g l \ ¦ [ O > ¦ ]

j % i . ¦ì r K 0 p x ì rF g l \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç I ª y n C_ Û ¼

&

7 à Ô! 3 ` ¦ n t _ O B j Ð l 2 ¤ ¦ Visual Spec á Ô ÐÕ ª Ï þ

` ¦ s 6 x # I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 _ f ¨ Ã º ` ¦ ' a8 £ ¤ % i .

II. Ä Z Ø° Ë ÑM 8 ý Ì ¦ RP

ì

rF g l _ Å Òכ ¹ Â Ò¾ ¡ § É r _ þ ta Å @, c + t o B js à Ô, ì r í ß l , Ø

¦ l Ð ½ ¨$ í ) a . q §& h é ß í H ô Ç l l ì rF g l _ { 9 ì ø Í

&

h " é ¶ o H _ þ ta Å @ (slit)Ü ¼ Ð : r F g É r _ þ ta Å @õ ì r í ß l ( á Ôo 7 £ §, r] X ) s \ 0 Au ô Ç ¸ï rE $ Ý ¼ (c + t o B js à

Ô)\ _ # ¨ î ' F g Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Qt ¦ ¨ î ' F g É r ì r í

ß l ÐÂ Ò' : r Ê ê l ( B j ) E $ Ý ¼\ _ K í& h

\

¸ . r] X H x 9 o p ' { © Ã ºÑ þ \ " f Ã º ;_ < Ì (grooves) s ó ø ÍÜ ¼ Ð \ ¦ : x õ H y n C` ¦ ì r í ß r v

(È Òõ ) ¢ ¸ H ÐÂ Ò' ì ø Í ÷ & H y n C` ¦ ì r

-171-

(2)

Fig. 1. Design of CD-DVD spectrometer.

í

ß r v ¸2 ¤ ( ì ø Í ) ¦î ß ÷ &# Q e . q @ /g A < Ì Ü ¼ Ð ë

ß [ þ t ´ òÖ ¦` ¦ B Ä º ´ ú §s ¾ Ó © r ~ ´ Ã º e H X < s \ ¦ y n CÍ Ç r (blaze) s ¦ y n CÍ Ç r \ ¦ 6 x y n C_ 70 ∼ 80( G '

pà Ô\ ¦ 0 _ \ P \ e H 1 (first order)\ | 9 × æ r ~ ´ Ã º e

. _ é ß \ " f θ H y n CÍ Ç r y s ¦ α H { 9 y s ¦

³ ð \ Ã ºf \ @ / # 8 £ ¤& ñ ÷ & 9 β H r] X y , 7

£

¤ © s λ F g s ' H y ` ¦ · p .

mλ = a(sin α ± sin β) (1)

#

l " f m É r Ã º (order)s ¦ a H ç ß , ± H 0 _

ª \ P \ É r Û ¼& 7 à Ô! 3 s Ò q tl H כ ` ¦ Ð# ï r . ç ß [ O s

½ + Ë& h Ü ¼ Ð { 9 # Q H y É r © õ Ã º\ _ > r ô Ç .

0 Ã º H © \ Á º ' a Ù ¼ Ð é ß t Ñ þ Ò oF g _ © s ) a .

Ã º & | 9 Ã º2 ¤ Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ì r í ß s 7 £ x ô Ç . É r y _

â Ä º ì r í ß É r _ + þ As ) a .

(sin θ = mλ/a, sin θ ; θ) (2) y n

CÍ Ç r y _ × þ É r Ï ã ÎF G& h Ü ¼ Ð 6 x " é ¶ H Û ¼& 7 à

Ô! 3 _ © % ò % i \ ² ú 9e . < Ì × æ _ Ü ¼ ÐÂ Ò' f

] X ì ø Í ÷ & H F g _ ~ ½ Ó ¾ Ó É r " é ¶ H © _ r] X ) a F g

_ ~ ½ Ó ¾ Óõ ° ú l M :ë H s .

θ = (α + β)/2 (3)

\

V\ ¦ [ þ t # Q m = 2 , λ = 5000 ˚ A= 0.005 mm, a = 1/600 mm, 600 /mm , { 9 y α = 5

^◦

s β = 30.8 s

¦, y n CÍ Ç r y É r θ = 35.8/2 = 17.9

^◦

s .

ì

rF g l \ ¦ ¦î ß ½ + É M : H Ä º 9 כ ¹ô Ç ì r í ß s \ O s ¦

#

Q " # 3 0 A_ © \ " f Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ % 3 ` ¦ כ \ ¦ & ñ

# ô Ç . _ ß ¼l H Ø æì r y & " f r] X ) a y n Cs _

l E $ Ý ¼_ ½ ¨ â ë ß p u ß ¼ ¸2 ¤ K ô Ç . l E $ Ý

¼_ í& h o -Á º U ´ , E $ Ý ¼_ F g < Æ& h y ¸ Ö ¼ 9

"

f ¸Ø ¦ r ç ß s U ´# Qt > ) a . } © " é ¶ â _ â : x + 'A á ¤ \ Â Ò

1. CD-DVD mT Ä Z Ø° Ë ÑM < gX c l

CD DVD B ^ \ ¦ r] X Ð 6 x # F g " é ¶ \ @ /

#

CD\ ¦ · ú ¡+ ' Ð l Ö ¦ s Á ºt > h Ò o` ¦ ^ ¦ Ã º e . CD

r] X % i ½ + É` ¦ ô Ç כ s . & ñ x 9 ¦ ½ ©g Ë :& h " é ¶+ þ A _

ç ß É r ì ø Í \ ¦ ë ß H . · ú À Òp ³ o u 8 £ x ? / s Ö © à Ô Ï þ

ñ ¸ ª Û ¼& 7 à Ô! 3 É r CD _ " é ¶+ þ A: £ ¤$ í s f ] X ì ø Í% ò

)

a כ s . s Ö © à ÔÏ þ s _ ½ ©g Ë :& h " é ¶+ þ A ç ß É r 1.6 µm (CD), 0.74 µm (DVD) s 9 r] X _ % i ½ + É` ¦ ô Ç [3].

ç

ß s ì rF g l Ð 6 x l & h ½ + Ë . Ã º 7 £ x

r] X y õ ì r í ß s 7 £ x ¦ Bp K t ¦ { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð Ã º

9 þ t Ã º2 ¤ \ -t & h ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 µ 1 ßl # QÑ ü v . ª ô

Ç F g " é ¶ _ f ¨ Ã ºü < ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ Ðl 0 AK CD\ ¦ 6

x H כ s ¼ # o . è H s a % ~ É r | Ã Ð É r CD Ð Na s × æ

(doublet) D

1

5895.94 ü < D

²

5889.98 s ç ß 6 ˚ A õ Mg × æ (triplet) b

₁

5183.62, b

₂

5172.7, b

₄

5167.33 s

11 ˚ A, 5 ˚ A ç ß ` ¦ CD H 2 , DVD H 1 \ " f d Z >

H כ s 0 p x . Ä ºo ë ß H ì rF g l H ¿ º > h_ ¸± ú

Ð ë ß H _ þ ta Å @, CDü < DVD\ ¦ ¸ ú " f ë ß H r] X , ' a

¹

1 Ï½ ¨" í Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ) a . Fig. 1 É r Ä ºo [ O > ô Ç ì ø Í + þ A CD/DVD ç ß s ì rF g > _ ç ß | Ä Ìô Ç [ O > ¸s [5].

]

j F « Ñ Ð H CD ü < DVD, cardboard ~ Ã ÌÛ ¼, ¸± ú ¿ º

>

h, É r cardboard ' a 1 p x` ¦ 6 x ô Ç . _ þ ta Å @ É r ¸± ú ` ¦ s

6 x # ^ ] j % i [6]. × ¼ Ð× ¼t \ " é ¶+ þ As f

y + þ A_ ½ ¨" í ` ¦ Ý ü ¦ Õ ª 0 A\ º ú ± ú s ¿ º > h ê ø Í

¸2 ¤ Â Ò Ã Ì % i ¦ & ³p â ` ¦ s 6 x # _ þ ta Å @_ ç ß ` ¦ 8 £ ¤

&

ñ % i . # l " f 6 x ) a F « Ñ H ¸¿ º ~ 1 > ½ ¨½ + É Ã º e

H F « Ñ[ þ t s .

]

j H í H " f H $ © _ · ú ¡A á ¤ \ " é ¶+ þ A_ ½ ¨" í ` ¦ Ý

ü

¦ _ þ ta Å @s [ þ t # Q° ú Ã º e ¸2 ¤ f . Ë 8\ ¦ ë ß H . _ þ ta Å @ É r

¸± ú ¿ º > h ¨ î ' ô Ç : £ § s ÷ & ¸2 ¤ ô Ç 6 £ § í H ç ß ] X Ã Ì] j Ð

× ¼ Ð× ¼t 0 A\ Â Ò Ã Ìô Ç . _ þ ta Å @s Â Ò Ã Ì ) a × ¼ Ð× ¼t

\

¦ _ þ ta Å @ f . Ë 8 Â Òì r \ z î r . CDü < DVD\ ¦ 60 ¸ s © _ Â

ÒG g 1 J s ÷ & ¸2 ¤ ¸ ú Ñ ü æ H } @ /\ y F \ ¦ Â Ò Ã Ì # DVD ü < CD\ ¦ ª _ s á Ô í H ç ß ] X Ã Ì] j Ð ê ø Í > Â Ò

Ã

Ìô Ç . © \ " é ¶+ þ A } @ /\ ¦ z Ö ¦ Ã º e H ½ ¨" í ` ¦ × ¼w n =

(3)

Fig. 2. Reflection type CD-DVD spectrometer for visual observing.

Fig. 3. Reflection type CD-DVD spectrometer for pho- tography.

Ð Ý ü H . © 0 AA á ¤ \ ' a ¹ 1 Ï½ ¨" í ` ¦ ¸ ú " f ë ß H . CD ü

< DVD f . Ë 8\ ¦ ½ ¨" í \ z Ä º ¦ Ì º, á ` ¦ { H . t } Ü ¼

Ð ì Á ß ¼ Ð\ ¦ s 6 x # Ì º, á ` ¦ ¦& ñ r .

'

a ¹ 1 Ï x 9 O É % ò ~ ½ ÓZ O É r ì rF g l _ ' a ¹ 1 Ï½ ¨" í \ è H` ¦

s ] X H r Ê ê\ ì rF g l \ ¦ { o 9 F g " é ¶` ¦ ¹ 1 Ô

' a ¹ 1 Ï 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 _ Ã º\ ¦ â l 0 AK CD r] X

\ ¦ [ t 9 " f ' a ¹ 1 Ïô Ç . Fig. 2ü < Fig. 3 H y y ± p è

H ' a8 £ ¤6 x õ l 6 x Ü ¼ Ð ] j ) a ì ø Í + þ A CD-DVD ç ß s

ì rF g l _ s .

B j Ð O É % ò ½ + É â Ä º\ H © _ À » õ 8 £ ¤ \ e

H B j O É % ò 6 x > h` Â Ò\ ¦ \ P ¦ B j \ ¦ è H` ¦ ¿ º H ' a 8

£

¤ ½ ¨" í · ú ¡\ 4 Rç ß . F g " é ¶, r] X , B j _ F g» ¡ ¤` ¦ { 9

u r v l 0 AK 0 r] X Á º] ( B j LCD\

¸2 ¤ ô Ç . CD r] X _ r < H ¸ ú s \ ¦ [ t o " f 1 , 2 Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ¹ 1 Ô H . B j E $ Ý ¼_ y ¸\ ¦ { s ¦

o \ ¦ ¸] X " f LCD? / © ` ¦ ' a ¹ 1 Ïô Ç . ¸o > h\ ¦ > h

~ ½

Óô Ç © I \ " f 3 9' 5 Å q ¸ Ð & h & ñ ¸Ø ¦` ¦ & ñ ¦ O É % ò ô

Ç .

CD DVD_ ³ ð ë ß ` ¦ ì r o # ë ß H È Òõ + þ A r] X

\ ¦ s 6 x ô Ç È Òõ + þ A CD ì rF g l ¸ ] j % i [7]. Fig.

4 \ ¢ - a$ í ) a È Òõ + þ A CD ç ß s ì rF g l _ s e . ¼ # o

ô Ç 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 A # r] X \ ¦ & h ] X > l Ö ¦ # " f C u

% i .

Fig. 4. Transmission type CD spectrometer.

Fig. 5. Schematics of high resolution spectrometer.

2. w Ä Z Ø m Ä Z Ø° Ë ÑM < gX c l ì

rF g l H _ þ ta Å @, ¸ï r (c + t o B js à Ô) E $ Ý ¼, ì r í ß l , l

( B j ) E $ Ý ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ & 9 _ þ ta Å @ (slit)\ " f : r F g

É

r _ þ ta Å @õ r] X s \ 0 Au ô Ç íÓ ü t â \ _ # ¨ î '

F g Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Qt ¦ ¨ î ' F g É r r] X ÐÂ Ò'

: r Ê ê íÓ ü t â \ _ K í& h s ë B 2 ³ . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð Ò oÃ º

\

¦ × ¦ s l 0 AK ¸ï rE $ Ý ¼ü < l E $ Ý ¼ × æ H ì ø Í

â

Ü ¼ Ð ô Ç . Fig. 5ü < Fig. 6 H Ä ºo [ O > ô Ç ¦ì r í ß ì

rF g l _ [ O > ¸s (Fastie-Ebert design) [2]. [ O > ô Ç ì

rF g l H 8 £ ¤ ` ¦ > h` ½ + É Ã º e # Q" f ì rF g l " é ¶ o \ ¦ ~ 1 > [ O

" î ½ + É Ã º e .

Ä

ºo ] j ô Ç ¦ì r í ß ì rF g l _ F « Ñ H 6 £ § õ ° ú .

1) 3 l q F :

2) íÓ ü t â ( í& h o : 647.7 mm, f/] : 6)

3) r] X (ß ¼l : 30 mm × 30 mm, 1200 < Ì/mm, [ O

>

© : 500 (nm), ^ ¦ Y Us Ý ¼ y : 17

^◦

27

⁰

, ´ òÖ ¦$ í : 60 − 80 % ^ ¦ Y Us Ý ¼ © ) [3]

4) â (Elliptical Flat Mirrors),

5) í& " f (Helical Fine-Focusing Adapter, 1.25

⁰⁰

] X î ß E $

Ý ¼, Rack-and-Pinion Focuser)

(4)

6) ] X î ß E $ Ý ¼ (Plossl, í& h o :32 mm, C X O s Ý ¼ : 1.25

⁰⁰

(31.7 mm), E $ Ý ¼ ½ ¨$ í 4> h)

7) y ¸l , x ¸ , µ 1 Ï (balsa), z ´+ « >z ´6 x _ 1 p x ]

j í H " f H 6 £ § õ ° ú .

1) z ´+ « >z ´ _ \ r ½ + É Ã º e ¸2 ¤ ½ + Ëó ø Í` ¦ " é ¶+ þ AÜ ¼ Ð

¸ ú

" f r _ s ^ ¦` ¦ ë ß H .

2) íÓ ü t â , r] X , _ þ ta Å @` ¦ [ O u ½ + É Ã º e H y + þ A

â

: x` ¦ ó ø ÍF Ð ] j ô Ç .

3) íÓ ü t â ` ¦ ½ Ó/ B N ½ + Ëó ø Í\ Â Ò Ã Ìô Ç .

4) íÓ ü t â õ r] X s \ y n Cs [ þ t # Qt 3 l w ¸ 2

¤ " é ¶: x Ü ¼ Ð ë ß H × ¼ Ð× ¼t \ ¦ íÓ ü t â \ ô Ç 6 £ §

â

: x \ z î r .

5) r] X ü < _ þ ta Å @s [ O u | ¨ c / B M s y + þ As Ù ¼ Ð " é ¶ :

x õ y + þ As ¸ ú | ¨ c Ã º e ¸2 ¤ # Q4 S s' \ ¦ ë ß H .

6) r » ¡ ¤ s ² ú 2 ; î r à Ô\ r] X \ ¦ Â Ò Ã Ì ¦ r

» ¡ ¤ < H ¸ ú s A \ y ¸l ü < S X @ / ) a è HF K " é ¶ ó ø Íõ g Ë >` ¦ [ O

u ¦ W = > h\ ¦ z î r .

7) â ` ¦ Â Ò Ã Ì½ + É Ã º e H î r à Ô\ ¦ Y U{ 9 + þ A < Ì \ [ O u

¦ â ` ¦ Â Ò Ã Ìô Ç .

8) _ þ ta Å @ î r à Ô\ _ þ ta Å @` ¦ z Ä º ¦ íÓ ü t â _ í& h o

\

¦& ñ r .

9) _ þ ta Å @ · ú ¡A á ¤ \ Õ ªa Ë > Ðl " é ¶: x` ¦ [ O u # y n Cs ~ 1

>

_ þ ta Å @ î ß Ü ¼ Ð [ þ t # Q ¸2 ¤ ô Ç .

10) â 0 AA á ¤ \ ] X î ß E $ Ý ¼ í& " f\ ¦ [ O u ½ + É î r à Ô\ ¦ ]

j ô Ç .

11) ] X î ß E $ Ý ¼\ ¦ ó Á o ( í& d ç # Q4 S s' \ z î r .

12) ¦ ¸ o 0 p x ¸2 ¤ } @ /\ ¦ s 6 x # â 0

A@ /d @ /\ ¦ ë ß H .

13) ì rF g l \ ¦ r _ \ ` ¦ 9" f ¦& ñ r .

Fig. 7 H â 0 A@ /d @ /\ © Ã Ì ) a ¢ - a$ í ) a ¦K © ¸ ì r F

g l _ s .

s

X O > ¢ - a$ í ô Ç ì rF g l \ ¦ t ¦ 6 £ § õ ° ú s ' a ¹ 1 Ï x 9

O É % ò ` ¦ % i .

1) F g " é ¶ s _ þ ta Å @ î ß Ü ¼ Ð [ þ t # Q ¸> r ó ø Íõ ¦ ¸ ¸& ñ

\ ¦ ¹ ¡ §f # Õ ªa Ë > Ðl " é ¶: x _ Õ ªa Ë > Ò q tl t · ú §

¸2 ¤ ô Ç .

Fig. 7. Homemade high resolution spectrometer on a altazimuth mount.

2) ] X î ß E $ Ý ¼\ ¦ : x # F g» ¡ ¤ s & ñ S X y ´ ú ¸2 ¤ íÓ ü t â

`

¦ ¸& ñ ô Ç .

3) _ þ ta Å @_ r] X Á º] ( × æd s r] X _ × æ © \ ¸ ¸ 2

¤ ô Ç .

4) r] X \ ¦ r r & " f Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ' a8 £ ¤ ô Ç .

5) r ç ß s t r ó ø Íõ ¦ ¸ ¸& ñ \ ¦ s 6 x

#

F g " é ¶ s r] X _ × æ © \ ¸ ¸2 ¤ r ¸& ñ ô Ç .

6) l 2 ¤` ¦ 0 A # n t _ O B j (m B H Ù ü ti Û

¼4500, Ä »´ ò o è 400ë ß )\ ¦ 6 x % i Ü ¼ 9 n t _ O B j

# Q4 S s' ] X î ß E $ Ý ¼ (William Optics DCL-28)\ ¦ s 6 x

#

n t _ O B j (Coolpix 4500)ü < ô Ç .

7) Û ¼& 7 à Ô! 3 õ B j _ [ j Ð ~ ½ Ó ¾ Ós { 9 u ¸2 ¤ ô Ç

.

8) e ¦ A r µ 1 Ï F g t · ú § ¸2 ¤ ô Ç .

9) Ã º1 l x ¸× ¼\ " f ¸o > h\ ¦ \ P # Q" f o s ¸ ú o t · ú §

>

¦ 3 9' 5 Å q ¸\ ¦ ¸& ñ # & h & ñ ¸Ø ¦` ¦ ¹ 1 Ô H .

10) r] X ü < ) a < H ¸ ú s \ ¦ r r v " f × æ^ o ?

÷

&> O É % ò ô Ç .

IV. ¤X N Ë + s ÇÊ Ý õ m Í Ä Z ØV Ä U ê s0 n É

I

ª Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ Ð U ´s \ ¦ 8 £ ¤& ñ # © Ü ¼

Ð ¨ 8 í ß # f ¨ Ã º ` ¦ d Z > H ~ ½ ÓZ O õ ì rF g ì r$ 3

èá Ôà ÔJ ?# Q, q Å Ó\ O Û ¼& 7 (Visual Spec)` ¦ s 6 x ô Ç ~ ½ ÓZ O Ü

¼ Ð ì r$ 3 K Ð ¤ . © ç ß é ß ô Ç ~ ½ ÓZ O É r ` ¦ Wô Ç Ê

ê\ \ ¦ t ¦ f ] X 8 £ ¤& ñ H ~ ½ ÓZ O s . 6 £ § _ ç ß é ß ô

Ç / B Nd ` ¦ s 6 x ô Ç .

a = w

_z

/d (4)

w

z

= d × a (5)

w

x

= w

y

− w

z

(6)

(5)

Fig. 8. Solar spectrum observed by reflecting CD spec- trometer, Center: slit image, 1st and second order spec- trum from the slit image.

#

l " f a H ¨ î ç H ì r í ß , d H ¿ º s _ o s , w

^x

H f ¨ Ã º _ © , w

y

H l ï r _ © , w

z

H · ú 9 ¿ º

_ © s s [4].

¿

º _ © s (w

^z

)\ ¦ ½ ¨ l 0 AK " f é ß í H y ¿ º > h _

· ú 9 _ © ` ¦ É . o s (d) H Ð ¿ º

s _ o \ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç . ¨ î ç H ì r í ß _ é ß 0 A H ˚ A/mm Ð

· p . ¨ î ç H ì r í ß _ & ñ S X ô Ç Ã ºu \ ¦ ½ ¨ l 0 AK " f Û ¼

&

7 à Ô! 3 _ ª = å Q \ © Y O o b # Q À 1 Ïç ß Ò oõ ê

ø ÍÒ o ` ¦ 6 x ô Ç . " é ¶ è_ é ß 0 A H ˚ A Ü ¼ Ð ? / ¦ 0.5 mm è HF K _ ^ o =] j \ ¦ 6 x ¦ 9 כ ¹\ S X @ /l ü < > í

ß l \ ¦ 6 x ô Ç . CD/DVD ç ß s ì rF g l Ð 8 £ ¤& ñ ô Ç

É

r s ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ H כ s ç ß é ß . Fig. 8 É r CD ç ß

s ì rF g l Ð : r I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 s ¦ Fig. 9, Fig. 10\ ç ß s

ì rF g l Ð 8 £ ¤& ñ ô Ç Ã º É r1 p x, + þ AF g1 p x 1 p x _ Û ¼& 7 à Ô! 3 s

y y e . # Q > h_ µ 1 ß É r [ þ t É r ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à

Ô! 3 _ : £ ¤f ç ` ¦ ¸ ú Ð# Å Ò ¦ e .

Fig. 9. Mercury lamp spectrum.

Fig. 10. Florescent lamp spectrum.

DVD Ð 8 £ ¤& ñ ô Ç I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 õ CD\ ¦ s 6 x ô Ç I ª Û ¼

&

7 à Ô! 3 ¸ Fig. 11ü < Fig. 12\ y y e . # l

"

f H 5 Å q& h Û ¼& 7 à Ô! 3 \ Y > > h_ # Q¿ ºî r [ þ t s ' a8 £ ¤

÷

& ¦ e Ü ¼ 9 f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 _ : £ ¤f ç ` ¦ ¸ ú · p . Fig.

13 É r È Òõ + þ AÜ ¼ Ð ë ß H CD ì rF g l _ + þ AF g1 p x Û ¼& 7 à Ô! 3 s

.

¿

º P : ~ ½ ÓZ O É r ( É Ó' ü < ì rF g ì r$ 3 6 x Á º« Ñ èá Ô à

ÔJ ?# Q q Å Ó\ O Û ¼& 7 (Visual Spec) [8]` ¦ s 6 x H ~ ½ Ó Z O

s . q Å Ó\ O Û ¼& 7 É r CCD Û ¼& 7 à Ô! 3 s p t \ ¦ { 9 l 0 A ô

Ç 3 l q& h Ü ¼ Ð ë ß H כ s t ë ß IRIS á Ô ÐÕ ªÏ þ [9]` ¦ s 6 x

#

BMP { 9 s JPG { 9 ` ¦ PIC FIT + þ Ad { 9 Ð

¨ 8 # n t _ O ì rF g s p t \ ¦ { 9 ` ¦ Ã º e . ½ ¨

^

& h í H " f H 6 £ § õ ° ú . $ n t _ O B j Ð O É

% ò

ô Ç I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 (solar spectrogram)` ¦ í Ð¶ û (photoshop) Ü ¼ Ð Û ¼& 7 à Ô! 3 _ Ã ºf » ¡ ¤ s & ñ S X y C \ P ÷ &

¸2 ¤ ¦ =/ B G s & h É r × æ ç ß Â Òì r` ¦ { 9 & ñ ô Ç ß ¼l Ð b

#

Q · p . ^ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ % 3 Ü ¼ 9 ¸ ] j á Ô Ð Õ

ªÏ þ PixMaker Pro [10]\ ¦ s 6 x # ^ I ª Û ¼& 7 à Ô! 3

`

(6)

Fig. 11. First order solar spectrum observed by reflection type DVD spectrometer.

Fig. 12. Second order solar spectrum observed by CD reflecting spectrometer.

Fig. 13. Florescent lamp spectrum with transmission CD spectrometer.

Ref. 11 \ e . Fig. 14\ Ä ºo ' a8 £ ¤ ô Ç I ª Û

¼& 7 à Ô! 3 _ s p t e . C, a, D, E, b, C, F, d, e, f, G, g 1 p x _ ¸ ú · ú 9 á Ô î r ñ( ` ¦ ^ ¦ Ã º e Ü ¼ 9 É r

Fig. 14. Solar spectrum image of high resolution home- made spectrometer.

Fig. 15. Magnesium b

1

, b

2

, b

3

lines observed with home- made high resolution spectrometer. The data were pro- cessed in Visual Spec.

Ã

º´ ú § É r f ¨ Ã º s > r F < Ê` ¦ ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e .

Û

&

7 \ " f { 9 ` ¦ Ã º e ¸2 ¤ IRIS á Ô ÐÕ ªÏ þ Ü ¼ Ð FIT PIC + þ

ß H Û ¼& 7 à Ô! 3 s p t \ ¦ [ jl Ð 7 " f Û ¼& 7 à Ô! 3 + þ Ad Ü

`

¦ B jl H ~ ½ ÓZ O É r s p · ú 9 Y > > h_ f ¨ Ã º ` ¦ s 6 x

(7)

¢ ¸ H Ã º É r1 p x` ¦ 1 l x r \ 8 £ ¤& ñ # Ã Ð ¦6 x Ü ¼ Ð 6 x ô

Ç . Fig. 15\ H q Å Ó\ O Û ¼& 7 Ü ¼ Ð % o ô Ç Õ ªW 1¸ o u _ b

1

, b

2

, b

3

` ¦ Å Ò ì r" î > Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9 Õ ª Ð [

jl ô Ç É r ´ ú § É r f ¨ Ã º ¸ e .

É r Û ¼& 7 à Ô! 3 [ þ t ¸ q 5 p w ô Ç ¸ ª ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9 n

t _ O B j _ : £ ¤$ í M :ë H \ 420 nm − 670 nm s _

Û ¼& 7 à Ô! 3 ë ß ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 . Õ ªW 1¸ o u × æ ³ ðü < Ref.

11` ¦ q §K Ð ì rF g l \ " f [ jl 1s f ¨ Ã º s

¸ ú

t · ú §t ë ß @ /Â Òì r _ É r S X ½ + É Ã º e % 3 .

V. + s Ç Â ] Ø õ m Í w ² o

#

l \ " f ] j ô Ç CD-DVD ì rF g l H _ þ ta Å @ § ¨ 8 s 0

p

x # _ þ ta Å @ ß ¼l \ É r o\ ¦ ' a ¹ 1 Ï½ + É Ã º e ¦ r] X

\ ¦ r r ~ ´ Ã º e # Q" f # Q Ã º (order)\ ¦ ' a ¹ 1 Ï½ + É Ã º e

. ¢ ¸ô Ç r] X f . Ë 8\ ¦ § ¨ 8 t · ú § ¦ r r v

"

f CDü < DVD\ ¦ ° ú 6 x ½ + É Ã º e # Q" f CDü < DVD

\

É r Û ¼& 7 à Ô! 3 o\ ¦ / B I Ð q §½ + É Ã º e . ¢ ¸ ô

Ç CDü < DVD_ ³ ð ë ß ` ¦ ì r o # È Òõ + þ A ç ß s ì rF g l

¸ ] j % i . È Òõ + þ A \ ¦ q Û ¼1 p u > [ O u & ñ

Ü ¼ Ð ' a8 £ ¤ s 0 p x # ì ø Í + þ A\ q # 6 x s ¼ # o

% i . ì rF g l _ ì r K 0 p x` ¦ Z } s l 0 AK " f _ þ ta Å @_ ç ß s

a % v ¦ ê ø ÍK H X < ¸± ú õ & ³p â _ s ß ¼ Ðp '

ì rF g l ü < q § # CD-DVD ì rF g l H < H~ 1 > ] j s

0 p x 9 + þ AF g1 p x s W 1 : r1 p x _ ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ~ 1

>

' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ¦ I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 _ f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 á Ô

î r ñ( ` ¦ ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e . < ÆÒ q t[ þ t s f ] X ] j ¦

'

a ¹ 1 Ï H z ´+ « >Ü ¼ Ð í1 p x < Æ §\ " f H Å Ò Ð Á ºt > h_ " é ¶ o ü

< ' aº ) a y n C_ Û ¼& 7 à Ô! 3 ì r í ß \ @ / # a % ~ É r §¹ ¢ ¤ s | ¨ c

כ

s ¦ × æ < Æ §ü < ¦1 p x < Æ §\ " f H y n C_ Û ¼& 7 à Ô! 3 ì r í ß õ

Ö ¦ Q ì rF g l _ " é ¶ o \ ¦ s K H X <\ ¸ ´ ú § É r ¸¹ ¡ § s

| ¨

\ " f CD-DVD ì rF g l \ ¦ 6 x # ´ ú § É r ' a d ` ¦ = å J

%

3 Ü ¼ 9 y n C_ ì r í ß õ Á ºt > h_ " é ¶ o \ @ /ô Ç Z } É r §¹ ¢ ¤ ´ ò õ

\ ¦ ¿ º% 3 . ¢ ¸ô Ç â · ¡ ¤ ^ ;_ ô Ç ¦1 p x < Æ § Ó ü t o §

¹

¢

¤ õ & ñ \ ¼ # $ í # CD-DVD ì rF g l \ ¦ ] j ¦ Û ¼& 7 à Ô

! 3

` ¦ ì r$ 3 % i H X < < ÆÒ q t[ þ t _ & h F G& h Ã Ð# Ä » ¸÷ &% 3

¦ ì rF g l _ " é ¶ o ü < y n C_ Û ¼& 7 à Ô! 3 \ @ /ô Ç s K ¸\ " f a

% ~ É r ´ òõ \ ¦ Ð% i .

<

Ì _ > hÃ º ´ ú §` ¦ Ã º2 ¤ ¢ ¸ô Ç ß ¼l 9 þ t Ã º2 ¤ ì r K 0 p x s 7 £ x

ô Ç . r] X _ ß ¼l ` ¦ â Ä º ì r K 0 p x s b # Q| 9

÷

1 Ïo t > ÷ &# Q O É % ò r & h ½ + Ë t · ú § . ' a8 £ ¤ ½ + É Ã

º e H r ç ß É r z ´r \ ¦ ¦ 9K 9 Ðl r \ ¦ C

Ö ¦ Ð è H כ Ü ¼ Ð # l \ _ þ ta Å @ ; ¤ õ I ª s QÁ º H r ç

ß , r] X _ [ j Ð ß ¼l \ % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î H . _ þ ta Å @\ t

e ` ¦ â Ä º ^ ¦ Ð# Q\ ¦ s 6 x # ] j K L : F M ô Ç Û ¼& 7 à

Ô! 3 s p t \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e . â : x î ß \ [ þ t # Q : r ô Ç y n C s

? /Â Ò ì ø Í { 9 # Q â : x µ 1 Ú_ Å Ò _ ì ø Í , í ß ê

ø Í ) a y n Cs ] X î ß E $ Ý ¼\ " f ì ø Í , Ï ã J] X Ð K Û ¼& 7 à Ô! 3 ' a 8

£

¤ \ ~ ½ ÓK ÷ &Ù ¼ Ð Å Ò y n C é ß ` ¦ ¸ ú K ¦ Û ¼& 7 à

Ô! 3 _ ì r í ß É r r] X < Ì _ Ã ºü < Û ¼& 7 à Ô! 3 õ r] X

_ o \ q Y V Ù ¼ Ð s \ ¦ ¦ 9 # [ O > K ô Ç [4].

Visual Spec á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x ô Ç I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 _ f ¨ Ã º

` ¦ d Z > H כ X < n t _ O B j Ð O É % ò ` ¦ ô Ç õ CCD _ Ò oõ è H Ü ¼ Ð ' a ¹ 1 Ïô Ç Ò oõ s ¦, B j _ 0

H y n C_ [ jl # Û ¼& 7 à Ô! 3 Profiles ¸ ú t

· ú

§ ¤ . s כ É r Ð Ò o Â Ò H \ " f n t _ O B j _ CCD _

ì ø Í6 £ x s K t ¦ ¢ ¸ô Ç n t _ O B j _ CCD · ú ¡\ & h ü

t l M :ë H s . n t _ O B j 6 x ÐÄ ºJ Û ¼ 9 ' _ È Òõ

% ò

% i É r Ð: x 420 − 670 nm & ñ ¸s . Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ d Z >

l 0 AK " f Ref. 11\ ¦ s 6 x # ¸ ÷ & ¦, Visual Spec á Ô

ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x ¿ º× ¼ Q á Ô î r ñ( ` ¦ l ï r Ü ¼

Ð # O É % ò \ " f f ] X Ð 8 £ ¤& ñ # p t _ f ¨ Ã º

` ¦ d Z > ½ + É Ã º ¸ e . ¢ ¸ô Ç ì rF g l ü < n t _ O B j _ O É

% ò % ò % i s r F g \ ² D G ô Ç÷ &# Q @ /l ¸% i ¸ ü < ¸

%

i \ Ù ¼ Ð ½ ¨\ ] jô Çs ) a . z ´] j Ä ºo ] j ô

Ç ¦ì r í ß ì rF g l \ " f r F g ^ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ¸¿ º

'

a8 £ ¤ 9 # Q Y V ` ¦ n # Q" f ` ¦ #

H X < l > & h & ñ x 9 $ í _ ë H ] j Ð Ã Ð ¸½ + É Ã º e H Û ¼

&

7 à Ô! 3 s e H â Ä ºë ß Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ " f Ð ½ + É Ã º e % 3

. s \ ² D G è& h % ò % i _ ì r K 0 p x É r Z } ¤t ë ß ^ Û

. " f Û ¼& 7 à Ô! 3 _ â Ä º H l > r Û ¼& 7 à Ô! 3 õ _ q

H â Ä º\ H Ã º É r1 p x 1 p x _ @ / ¸ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ° ú s n # Q ë

ß & ñ | ¾ Ó& h ì r$ 3 s 0 p x ô Ç ë H ] j& h s e . s Qô Ç ¦ì r í

ß ì rF g l _ â Ä º H @ / < Æ § Â Ò[ O % ò F §¹ ¢ ¤G ' p' õ < Æ

¦\ " f z ´] j Ð ] j # 6 x K Ð ¦ : r _ l ^ \ _ ô

¹

¡

§` ¦ × ¦ Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð Ð .

(8)

[4] Stephen F. Tonkin, Practical Amateur Spectroscopy (Springer, Berlin, 2004), p.3.

[11] http://bass2000.obspm.fr/solar

₋

spect.php

A Study on Building a Solar Spectroscope and Analyzing Digital Camera Photographic Images of the Solar Spectrum

Tae O Seo

Gimcheon High School, Gyeongbuk 740-110 Seong-Ryong Ryu

^∗

School of Natural Science, Kumoh National Institute of Technology, Gyeongbuk 730-701 (Received 4 December 2008)

We made reflection-type and transmission-type CD-DVD spectrometers for school students and observed spectra from various light sources. A transmission-type CD spectrometer is more conve- nient for educational use. The use of the Compact Disk/Digital Video Disk (CD-DVD) spectrometer in class was educationally very effective for understanding the principle of the spectroscope and for investigating the spectra from various sources of light. A high-resolution spectrometer with a digi- tal camera for measuring the solar spectrum was also constructed. The solar spectral image of the digital camera was processed with Photoshop, the PixMaker Pro, and the IRIS programs and was finally converted to the spectral profile with Visual spec. The absorption lines corresponding to the elements in the solar spectrum were also identified. Due to the characteristics of the IR cut-off filter of the digital camera, the spectrum was limited to the range between 420 nm and 670 nm.

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.50.My, 07.60.Rd

Keywords: Diffraction grating, CD spectrometer, Solar spectrum, Spectral line, Line spectrum absorption line, Digital camera, Photoshop, Iris, PixMaker Pro, Visual Spec

∗

E-mail: [email protected]

0W ë s ­ z ð ² â ì È à Ã Å Ä Z ØV Ä; c å ¾ Ë X ¢  ì Å 

O

U 2 n Ç 8 c õ u § T  Ó Þ X ¢ ] K ¡w  Ó Þ Ä Z Ø° Ë ÑM  < gX c l õ m Í

?

0W ë s ­ z ð ² â ì È  à Ã Å Ä Z ØV Ä; c å ¾ Ë X ¢  ì Å 

"

k?  ¡

^ 

  ; ¦1 p x  < Æ §,  â · ¡ ¤ 740-110

©

¼) ç  ó j u ∗

F

K  ¸/ B N õ @ / < Æ §    õ  < ÆÂ Ò,  â · ¡ ¤ 730-701 (2008¸  12 Z 4 4{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

CD ü < DVD\  ¦ ì ø Í + þ A r] X     Ð  6 x #  ç ß é ß ô  Ç  < ÆÒ q t6 x ì  rF g l \  ¦ ] j   #  #  Q t  F g " é ¶ _  Û

¼& 7 à Ô! 3 `  ¦  ' a8 £ ¤  ¦  ¦1 p x  < Æ §\ " f  < ÆÒ q t[ þ t _  Ó ü t o  §¹ ¢ ¤ \   6 x % i  . ì ø Í + þ A CD-DVD ì  rF g l  ü @\ 



¸ CDü < DVD_  ³ ð  ë ß `  ¦ ì  r o  #  ë ß   H È Òõ + þ A r] X    \  ¦ ë ß [ þ t # Q" f È Òõ + þ A ì  rF g l  ¸ ] j   % i 

. È Òõ + þ A É r ì ø Í + þ A  Ð   ' a8 £ ¤ s  6 x s   ¦  6 x s  ¼ # o   . ¢ ¸ô  Ç  © \ O 6 x r] X    \  ¦ s 6 x #  ì  r K  0

p

x s  Z  } É r I  ª   ' a8 £ ¤6 x ì  rF g l \  ¦ ë ß [ þ t% 3  .  ¦ì  r K 0 p x ì  rF g l \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç I  ª y n C_  Û ¼& 7 à Ô! 3 `  ¦ n t  _ O

 B j  Ð l 2  ¤  ¦ Visual Spec á Ô ÐÕ ªÏ þ `  ¦ s 6 x #  I  ª  Û ¼& 7 à Ô! 3 _  f  ¨ Ã º  `  ¦  ' a8 £ ¤ % i  . n  t

_ O  B j _   9 '  : £ ¤$ í M :ë  H \  420 nm − 670 nm  s _  á Ô î  r ñ(   Û ¼& 7 à Ô! 3 [ þ t s   ' a8 £ ¤ ÷ &% 3  .

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.50.My, 07.60.Rd

Keywords: r] X    , ì  rF g l , ì  rF g    l , ì  rF g  ,   Û ¼& 7 à Ô! 3 , f  ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 , ~ ½ ÓØ  ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 , q Å Ò\ O Û ¼& 7 

I. " e Â ] Ø

1815¸  \  1 l q{ 9 _  F g  < Æ  á Ô î  r ñ(  (Fraunhofer)  H Ò 

ot ¹ ¡ §E $ Ý ¼   ½ ¨ ×  æ \  6 f  Û ¼& 7 à Ô! 3 \  Å Ò3 l q  ¦ Õ ª Ê ê I

 ª Û ¼& 7 à Ô! 3  5 Å q \  ´ ú § É r     `  ¦ µ 1 Ï|  ¦ 574> h_    [ þ t _

 t  ¸\  ¦   $ í % i   H X <  ©  è  H \  ` (  H   [ þ t _  { 9 Â Ò\  A Â Ò'  K t _  / å J  \  ¦ C { ©  % i  ¦ r] X    \  _ ô  Ç r ] X

   ½ ¨, y n C_   ©  í ß Ø  ¦ 1 p x _  \ O & h  ¸ e   . ì  rF g l \  ¦ }

© " é ¶ â \  Â Ò Ã Ì   " f Z > õ  $ í î  r _  Û ¼& 7 à Ô! 3 `  ¦ ì  r$ 3 

#

  ;^ _  o < Æ& h  ¸$ í `  ¦   & ñ ½ + É Ã º e   . z ´+ « >Ü ¼ Ð  ' a 8

£

¤ ô  Ç " é ¶  _  Û ¼& 7 à Ô! 3  É r Ô  ¦  5 Å q& h s  9 : £ ¤& ñ ô  Ç ° ú כ`  ¦ ° ú 



 H   Û ¼& 7 à Ô! 3 _  + þ AI \  ¦ {  ¦ e    H X < Û ¼0 AÛ ¼  §  µ 1 Ï Q (Balmer)  H 1885¸  \  Ã º è Û ¼& 7 à Ô! 3   _   © _  ½ ©g Ë :$ í

`

 ¦ µ 1 Ï|  ¦ µ 1 Ï Q > \ P `  ¦ µ 1 Ï³ ð  ¦ µ 1 Ï Q_  / B Nd  Ü ¼ Ð & ñ o

 % i   (1897). 5¸  Ê ê Û ¼J ?D ! p Ó ü t o  < Æ  o × ¼Z Ø ÔÕ ª (Rydberg) _   ©  ×  æ כ ¹ô  Ç \ O & h  É r ì  rF g  < Æ\ " f " é ¶  è Û ¼& 7  à

Ô! 3  ? /  ª ô  Ç   [ þ t`  ¦ ç ß é ß  >  ³ ð & ³ô  Ç  כ s   (1890).

á

Ô î  r ñ(   _  C   , F  , g  , h   É r Ã º è Û ¼& 7 à Ô! 3 _  µ

1 Ï Q> \ P  H

, H

, H

, H

e  `  ¦ µ 1 ß+ À I . s  Qô  Ç µ 1 Ï| Ü ¼



Ð D ! p ß ¼ Ó ü t o  < Æ   Ð# Q_  " é ¶    ¸+ þ A É r " é ¶  \ " f ~ ½ ÓØ  ¦

E-mail: [email protected]

÷

&  H y n C_  Ô  ¦  5 Å q& h   Û ¼& 7 à Ô! 3 s  # Qb  G>  + þ A$ í ÷ &% 3   H t  [ O

" î ½ + É Ã º e  >  ÷ &% 3   [1].

Ä

ºo   H CD, DVD\  ¦ r] X     Ð  6 x #  ç ß é ß ô  Ç  < Æ Ò q

t6 x ì  rF g l \  ¦ ] j   #  I  ª õ  #  Q t  F g " é ¶ _  Û ¼& 7  à

Ô! 3 `  ¦  ' a8 £ ¤  ¦  ¦1 p x  < Æ §\ " f  < ÆÒ q t[ þ t _  Ó ü t o  §¹ ¢ ¤ \    6

x % i  . ¢ ¸ô  Ç  © \ O 6 x r] X    ü <  íÓ ü t   Ö  ¦ 1 p x`  ¦ s  6

x #  ì  r K 0 p x s  Z  } É r I  ª   ' a8 £ ¤6 x ì  rF g l \  ¦ [ O >   ¦ ]

j   % i  .  ¦ì  r K 0 p x ì  rF g l \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç I  ª y n C_  Û ¼

&

7 à Ô! 3 `  ¦ n t _ O  B j  Ð l 2  ¤  ¦ Visual Spec á Ô ÐÕ ª Ï þ

`  ¦ s 6 x #  I  ª  Û ¼& 7 à Ô! 3 _  f  ¨ Ã º  `  ¦  ' a8 £ ¤ % i  .

II. Ä Z Ø° Ë ÑM 8 ý Ì ¦ RP 

ì

 rF g l _  Å Òכ ¹ Â Ò¾ ¡ § É r _ þ ta Å @, c + t o B js à Ô, ì  r í ß l ,    Ø

 ¦ l  Ð ½ ¨$ í  ) a . q  §& h é ß í  H ô  Ç l l   ì  rF g l _  { 9 ì ø Í

&

h   " é ¶ o   H _ þ ta Å @ (slit)Ü ¼ Ð  : r F g   É r _ þ ta Å @õ  ì  r í ß l  ( á Ôo 7 £ §, r] X    )  s \  0 Au ô  Ç  ¸ï  rE $ Ý ¼ (c + t o B js  à

Ô)\  _  #  ¨ î '  F g  Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Qt  ¦ ¨ î '  F g   É r ì  r í

ß l  ÐÂ Ò'   : r Ê ê    l  ( B j ) E $ Ý ¼\  _ K   í& h 

\

  ¸  . r] X       H x 9 o p '  { ©  Ã ºÑ þ \ " f Ã º  ;_  < Ì (grooves) s    ó ø ÍÜ ¼ Ð    \  ¦ :  x õ    H y n C`  ¦ ì  r í ß r  v

   (È Òõ     ) ¢ ¸  H     ÐÂ Ò'  ì ø Í ÷ &  H y n C`  ¦ ì  r

-171-

Fig. 1. Design of CD-DVD spectrometer.

í

ß r v  ¸2  ¤ ( ì ø Í     )  ¦î ß ÷ &# Q e   . q @ /g A < Ì Ü ¼ Ð ë

ß [ þ t  ´ òÖ  ¦`  ¦ B Ä º ´ ú §s   ¾ Ó © r ~ ´ Ã º e    H X < s \  ¦ y n CÍ Ç r (blaze) s    ¦ y n CÍ Ç r    \  ¦  6 x   y n C_  70 ∼ 80(  G '

0W ë s z ð ² â ì È à Ã Å Ä Z ØV Ä; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

U 2 n Ç 8 c õ u § T Ó Þ X ¢ ] K ¡w Ó Þ Ä Z Ø° Ë ÑM < gX c l õ m Í

0W ë s z ð ² â ì È à Ã Å Ä Z ØV Ä; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

k? ¡

^

; ¦1 p x < Æ §, â · ¡ ¤ 740-110

¼) ç ó j u ^∗

K ¸/ B N õ @ / < Æ § õ < ÆÂ Ò, â · ¡ ¤ 730-701 (2008¸ 12 Z 4 4{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

CD ü < DVD\ ¦ ì ø Í + þ A r] X Ð 6 x # ç ß é ß ô Ç < ÆÒ q t6 x ì rF g l \ ¦ ] j # # Q t F g " é ¶ _ Û

¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ' a8 £ ¤ ¦ ¦1 p x < Æ §\ " f < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o §¹ ¢ ¤ \ 6 x % i . ì ø Í + þ A CD-DVD ì rF g l ü @\

¸ CDü < DVD_ ³ ð ë ß ` ¦ ì r o # ë ß H È Òõ + þ A r] X \ ¦ ë ß [ þ t # Q" f È Òõ + þ A ì rF g l ¸ ] j % i

. È Òõ + þ A É r ì ø Í + þ A Ð ' a8 £ ¤ s 6 x s ¦ 6 x s ¼ # o . ¢ ¸ô Ç © \ O 6 x r] X \ ¦ s 6 x # ì r K 0

x s Z } É r I ª ' a8 £ ¤6 x ì rF g l \ ¦ ë ß [ þ t% 3 . ¦ì r K 0 p x ì rF g l \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç I ª y n C_ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ n t _ O

B j Ð l 2 ¤ ¦ Visual Spec á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ s 6 x # I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 _ f ¨ Ã º ` ¦ ' a8 £ ¤ % i . n t

_ O B j _ 9 ' : £ ¤$ í M :ë H \ 420 nm − 670 nm s _ á Ô î r ñ( Û ¼& 7 à Ô! 3 [ þ t s ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 .

Keywords: r] X , ì rF g l , ì rF g l , ì rF g , Û ¼& 7 à Ô! 3 , f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 , ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 , q Å Ò\ O Û ¼& 7

1815¸ \ 1 l q{ 9 _ F g < Æ á Ô î r ñ( (Fraunhofer) H Ò

ot ¹ ¡ §E $ Ý ¼ ½ ¨ × æ \ 6 f Û ¼& 7 à Ô! 3 \ Å Ò3 l q ¦ Õ ª Ê ê I

ª Û ¼& 7 à Ô! 3 5 Å q \ ´ ú § É r ` ¦ µ 1 Ï| ¦ 574> h_ [ þ t _

t ¸\ ¦ $ í % i H X < © è H \ ` ( H [ þ t _ { 9 Â Ò\ A Â Ò' K t _ / å J \ ¦ C { © % i ¦ r] X \ _ ô Ç r ] X

½ ¨, y n C_ © í ß Ø ¦ 1 p x _ \ O & h ¸ e . ì rF g l \ ¦ }

© " é ¶ â \ Â Ò Ã Ì " f Z > õ $ í î r _ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ì r$ 3

;^ _ o < Æ& h ¸$ í ` ¦ & ñ ½ + É Ã º e . z ´+ « >Ü ¼ Ð ' a 8

¤ ô Ç " é ¶ _ Û ¼& 7 à Ô! 3 É r Ô ¦ 5 Å q& h s 9 : £ ¤& ñ ô Ç ° ú כ` ¦ ° ú

H Û ¼& 7 à Ô! 3 _ + þ AI \ ¦ { ¦ e H X < Û ¼0 AÛ ¼ § µ 1 Ï Q (Balmer) H 1885¸ \ Ã º è Û ¼& 7 à Ô! 3 _ © _ ½ ©g Ë :$ í

¦ µ 1 Ï| ¦ µ 1 Ï Q > \ P ` ¦ µ 1 Ï³ ð ¦ µ 1 Ï Q_ / B Nd Ü ¼ Ð & ñ o

% i (1897). 5¸ Ê ê Û ¼J ?D ! p Ó ü t o < Æ o × ¼Z Ø ÔÕ ª (Rydberg) _ © × æ כ ¹ô Ç \ O & h É r ì rF g < Æ\ " f " é ¶ è Û ¼& 7 à

Ô! 3 ? / ª ô Ç [ þ t` ¦ ç ß é ß > ³ ð & ³ô Ç כ s (1890).

Ô î r ñ( _ C , F , g , h É r Ã º è Û ¼& 7 à Ô! 3 _ µ

1 Ï Q> \ P H

e ` ¦ µ 1 ß+ À I . s Qô Ç µ 1 Ï| Ü ¼

Ð D ! p ß ¼ Ó ü t o < Æ Ð# Q_ " é ¶ ¸+ þ A É r " é ¶ \ " f ~ ½ ÓØ ¦

& H y n C_ Ô ¦ 5 Å q& h Û ¼& 7 à Ô! 3 s # Qb G> + þ A$ í ÷ &% 3 H t [ O

" î ½ + É Ã º e > ÷ &% 3 [1].

ºo H CD, DVD\ ¦ r] X Ð 6 x # ç ß é ß ô Ç < Æ Ò q

t6 x ì rF g l \ ¦ ] j # I ª õ # Q t F g " é ¶ _ Û ¼& 7 à

Ô! 3 ` ¦ ' a8 £ ¤ ¦ ¦1 p x < Æ §\ " f < ÆÒ q t[ þ t _ Ó ü t o §¹ ¢ ¤ \ 6

x % i . ¢ ¸ô Ç © \ O 6 x r] X ü < íÓ ü t Ö ¦ 1 p x` ¦ s 6

x # ì r K 0 p x s Z } É r I ª ' a8 £ ¤6 x ì rF g l \ ¦ [ O > ¦ ]

j % i . ¦ì r K 0 p x ì rF g l \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç I ª y n C_ Û ¼

7 à Ô! 3 ` ¦ n t _ O B j Ð l 2 ¤ ¦ Visual Spec á Ô ÐÕ ª Ï þ

` ¦ s 6 x # I ª Û ¼& 7 à Ô! 3 _ f ¨ Ã º ` ¦ ' a8 £ ¤ % i .

II. Ä Z Ø° Ë ÑM 8 ý Ì ¦ RP

rF g l _ Å Òכ ¹ Â Ò¾ ¡ § É r _ þ ta Å @, c + t o B js à Ô, ì r í ß l , Ø

¦ l Ð ½ ¨$ í ) a . q §& h é ß í H ô Ç l l ì rF g l _ { 9 ì ø Í

h " é ¶ o H _ þ ta Å @ (slit)Ü ¼ Ð : r F g É r _ þ ta Å @õ ì r í ß l ( á Ôo 7 £ §, r] X ) s \ 0 Au ô Ç ¸ï rE $ Ý ¼ (c + t o B js à

Ô)\ _ # ¨ î ' F g Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Qt ¦ ¨ î ' F g É r ì r í

ß l ÐÂ Ò' : r Ê ê l ( B j ) E $ Ý ¼\ _ K í& h

¸ . r] X H x 9 o p ' { © Ã ºÑ þ \ " f Ã º ;_ < Ì (grooves) s ó ø ÍÜ ¼ Ð \ ¦ : x õ H y n C` ¦ ì r í ß r v

(È Òõ ) ¢ ¸ H ÐÂ Ò' ì ø Í ÷ & H y n C` ¦ ì r

ß r v ¸2 ¤ ( ì ø Í ) ¦î ß ÷ &# Q e . q @ /g A < Ì Ü ¼ Ð ë

ß [ þ t ´ òÖ ¦` ¦ B Ä º ´ ú §s ¾ Ó © r ~ ´ Ã º e H X < s \ ¦ y n CÍ Ç r (blaze) s ¦ y n CÍ Ç r \ ¦ 6 x y n C_ 70 ∼ 80( G '

pà Ô\ ¦ 0 _ \ P \ e H 1 (first order)\ | 9 × æ r ~ ´ Ã º e

. _ é ß \ " f θ H y n CÍ Ç r y s ¦ α H { 9 y s ¦

³ ð \ Ã ºf \ @ / # 8 £ ¤& ñ ÷ & 9 β H r] X y , 7

¤ © s λ F g s ' H y ` ¦ · p .

l " f m É r Ã º (order)s ¦ a H ç ß , ± H 0 _

ª \ P \ É r Û ¼& 7 à Ô! 3 s Ò q tl H כ ` ¦ Ð# ï r . ç ß [ O s

½ + Ë& h Ü ¼ Ð { 9 # Q H y É r © õ Ã º\ _ > r ô Ç .

0 Ã º H © \ Á º ' a Ù ¼ Ð é ß t Ñ þ Ò oF g _ © s ) a .

Ã º & | 9 Ã º2 ¤ Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ì r í ß s 7 £ x ô Ç . É r y _

â Ä º ì r í ß É r _ + þ As ) a .

CÍ Ç r y _ × þ É r Ï ã ÎF G& h Ü ¼ Ð 6 x " é ¶ H Û ¼& 7 à

Ô! 3 _ © % ò % i \ ² ú 9e . < Ì × æ _ Ü ¼ ÐÂ Ò' f

] X ì ø Í ÷ & H F g _ ~ ½ Ó ¾ Ó É r " é ¶ H © _ r] X ) a F g

_ ~ ½ Ó ¾ Óõ ° ú l M :ë H s .

V\ ¦ [ þ t # Q m = 2 , λ = 5000 ˚ A= 0.005 mm, a = 1/600 mm, 600 /mm , { 9 y α = 5

s β = 30.8 s

¦, y n CÍ Ç r y É r θ = 35.8/2 = 17.9

s .

rF g l \ ¦ ¦î ß ½ + É M : H Ä º 9 כ ¹ô Ç ì r í ß s \ O s ¦

Q " # 3 0 A_ © \ " f Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ % 3 ` ¦ כ \ ¦ & ñ

# ô Ç . _ ß ¼l H Ø æì r y & " f r] X ) a y n Cs _

l E $ Ý ¼_ ½ ¨ â ë ß p u ß ¼ ¸2 ¤ K ô Ç . l E $ Ý

¼_ í& h o -Á º U ´ , E $ Ý ¼_ F g < Æ& h y ¸ Ö ¼ 9

f ¸Ø ¦ r ç ß s U ´# Qt > ) a . } © " é ¶ â _ â : x + 'A á ¤ \ Â Ò

1. CD-DVD mT Ä Z Ø° Ë ÑM < gX c l

CD DVD B ^ \ ¦ r] X Ð 6 x # F g " é ¶ \ @ /

CD\ ¦ · ú ¡+ ' Ð l Ö ¦ s Á ºt > h Ò o` ¦ ^ ¦ Ã º e . CD

r] X % i ½ + É` ¦ ô Ç כ s . & ñ x 9 ¦ ½ ©g Ë :& h " é ¶+ þ A _