Mäta synligt och infrarött ljus

[woxxey]

Jag ska för ett skolarbete hitta relationen mellan synlig strålning och infra-röd strålning från en glödlampa beroende av spänningen över lampan. Det hade varit en baggis om jag hade tillgång till ljusmätare och filter som passar för de våglängder jag vill mäta men det enda jag har tillgång till i den vägen är en ljusmätare som mäter det synliga spectrat (dock som ett värde mellan 0 och 1 utan enhet). Har ni några tips på hur jag skulle kunna gå till väga?

Som det ser ut nu så kämpar jag med att få en ganska hopplös lösning att fungera. Den går ut på att lampan doppas i en bägare med vatten som värms av IR-strålningen det absorberar med ljusmätaren utanför. Från vattnets temperaturökning kan sedan energin i strålningen deduceras. Att vattnet även absorberar UV-strålning är inte optimalt men eftersom jag kan ändra frågeställningen för att passa experimentet så får det gå.

Tacksam för alla tips

[Walle]

Bara en tanke:

Om du hittar någon som har en digital systemkamera där AA-filtret/IR-cut-filtret är utbytt mot ett som släpper alla våglängder, så kanske du kan fotografera glödlampan dels med UV/IR-cut-filter och dels med ett IR-pass-filter. Med samma exponering borde du kunna få en ganska god mätning av förhållandet, förutsatt att kamerans känslighet för synligt ljus och ir är densamma, vilket jag inte törs svära på.

Notera alltså att mitt resonemang bygger på en modifierad kamera. En omodifierad digital systemkamera har ett IR-cut-filter i samma glasbit som AA-filtret som sitter framför sensorn. Detta filter kan bytas ut mot diverse olika IR-pass-filter samt även mot ett "full range"-filter som släpper allt från UV till IR.

Edit: Givetvis vore det viktigt att plåta i RAW, och även att använda rätt programvara. På fotosidan.se finns det några som har gjort mycket mätningar med just digitala systemkameror, de kan nog vara behjälpliga på det området ifall det skulle gå så långt. En som besitter mycket kunskap på det området såvitt jag minns är signaturen Joakim Bengtsson (signatur "The_SuedeII") på FS.

[woxxey]

Tack för svaret. Det är en kul ide men den poserar vissa problem för mig, först och främst att jag inte vet varifrån jag skulle få tag på en sådan kamera innan experimentet ska vara färdig-designat. Jag är som vanligt ute i sista sekunden.

Jag blir dock väldig sugen på att modda någon gammal digitalkamera för IR fotografering då det låter väldigt kul. Vem vet, kanske blir en liten projekt-tråd av det någon gång

[grym]

finns billiga bra filter på ebay,

[blueint]

Prisma + temperaturmätare med låg termisk tröghet.

[TomasL]

Mät värmeavgivningen i en kalorimeter

[limpan4all]

Tag en vattentank (akvarium) stoppa ned glödlampan.

Mät vattentemperaturen noga.

Tänd glödlampan.
Mät vattentemperaturen noga efter 60 minuter.
Mät mängden tillförd energi (spänning gånger ström) detta är tillförd energi som består av IR som absorberas av vattnet, samt synligt ljus som strömmar ut.

Gör om samma uppställning men med en ren resistor istället (samma tillförda effekt (men spänningen och strömmen kan vara annorlunda)).

Det kommer att bli en skillnad i vattentemperatur.

Skillnaden är energin i ljuset som har strömmat ut ur lådan.

En glödlampa har inget UV ljus att tala om, samma felkällor verkar i båda fallen och är nog inte helt försumbara men nästan.

EDIT: Jag kom på en möjlig förbättring av exprimentet. Labba flera gånger med varierad effekt så att tiden tills en viss given vattentemperatur uppnås på exakt samma tid som i fallet med glödlampan. Du borde få till det på en 3-4 försök.

[Lars1970]

Låter lite farligt att stoppa ned glödlampan (220v??) i vatten...

[limpan4all]

Vart står det att det skall vara en 230V AC glödlampa?
Testet funkar lika bra med en 6V DC lampa.

[woxxey]

Tack för alla svar.

Det jag gör nu är snarlikt vad TomasL och limpan1970 föreslagit. Jag undrar dock över resistorn i limpans förslag; borde den inte med närmare 100% effektivitet värma vattnet? (och därmed ge samma resultat som om man räknade med att vattnet värms med energi motsvarande V*I*t)

Mitt huvudsakliga problem just nu är att lampan är av för låg effekt för att värma ca 10cm^3 vatten mer än 0.4C under fem minuter. Under fem minuter efter att jag slagit av lampan sjunker temperaturen 0.0 grader och det trots att rumstemperaturen var drygt 3 grader under vattentemperaturen, så isolering är för tillfället inte ett problem. Någon som vet var man kan få tag på lampor med hög effekt vid låg spänning? Den jag använder nu drar .25A vid 16v (4W).

Precis som limpan säger så funkar det lika bra med 6v. Jag använder en 12volts lampa med ett 0-25 volts spänningsaggregat och DC.

[MadModder]

De vanliga runda lamporna till bromsljus i bilar är väl inte halogen? och de är väl på 21W om jag inte minns fel.

[4kTRB]

Det finns något som kallas fluorescensanalys där man belyser en mixtur
av en vätska och sedan fotograferar det utsända ljuset.

Vet inte så mycket mer om det men det ska vara gångbart för att se förekomsten av
olika våglängder hos belysningskällan.

[J10]

Är du intresserad och har något som orkar driva det så kan jag posta en 250W 24V eller typ 400W 36V halogenlampa mot porto. Dessa är inte större än en tumme.

Fast dom kanske inte tål att sänkas i vatten pga ojämn temperatur på glaset eller något så dom spricker på en gång?

[limpan4all]

Det är ju skillnaden mellan lampan och resistorn (som har 100% verkningsgrad i värme till vattnet) som du vill mäta, skillnaden är det utsända ljuset energi som blir till värme utanför vattnet/glaset.
Vanlig H4 lampa ger dig runt 60W (eller mera) vid 13,8V och trasiga sådana kan du få i parti och minut av alla bilägare (endast halvljustråden går sönder, helljustråden är i 99,9% av de trasiga lamporna hela.

[woxxey]

Tack för all svar. Testade en 21W billampa och den fungerar bra. Otroligt skarpt ljus dock.