SPETTROSCOPIO AUTOCOSTRUITO

Lo spettroscopio generalmente non fa parte dell'armamentario più comune dell'astrofilo ma,data la sua facilità di costruzione e le notevoli soddisfazioni ricavate dal suo uso,inducono alla realizzazione di un piccolo capitolo dedicato a questo strumento. Naturalmente è necessario tralasciare la montagna di concetti di Fisica e formule varie che spiegano i principi della spettroscopia,è sufficiente sapere che ogni corpo che emette luce,trasmette con essa un numero elevato di informazioni tra le quali,la propria composizione chimica,temperatura,stato fisico,se in movimento rispetto l'osservatore,se in rotazione,campo magnetico ed altro ancora. Ci basti sapere che col nostro strumento, potremmo osservare uno spettro composto da una sequenza di righe colorate,od oscure su di uno sfondo colorato,collocate in una sequenza specifica in dipendenza della sostanza emittente,al punto che tali sequenze di righe a determinate lunghezze d'onda,si potrebbero definire delle vere e proprie "impronte digitali" di una determinata sostanza. E' appunto con questo metodo di indagine che gli astronomi hanno potuto svelare la struttura delle stelle e degli altri corpi celesti pur essendo questi posti a distanze abissali. Nel nostro caso ci accontenteremo solo dell'osservazione delle differenze costitutive delle sorgenti luminose cui possiamo avere accesso.

In pratica questo semplice tipo di spettroscopio,è costituito da due piccoli cannocchiali con i rispettivi obiettivi posti,quasi, uno di fronte l'altro con la presenza fra essi,di uno o più prismi per scomporre la luce bianca nelle sue componenti cromatiche. E' bene che i prismi siano montati su di una piccola piattaforma girevole in modo che orientando in un modo od in un altro gli spigoli dei prismi,si possa variare l'ampiezza dello spettro. Uno dei due cannocchiali,nel suo punto di focalizzazione,avrà applicato un comune oculare che serve per l'osservazione dello spettro,l'altro invece (chiamato COLLIMATORE),nel proprio fuoco sarà provvisto di una fenditura che si potrà realizzare accostando due pezzi di lametta da barba,montati su di un carrellino regolabile tramite una manopola. Proprio nei pressi della fenditura,verrà posta la sorgente luminosa(reale)da analizzare,come ad esempio una fiamma di candela,una lampadina ad incandescenza od al neon. Dopo aver regolato la fenditura in modo che questa sia più chiusa possibile in relazione alla luce incidente,si focalizzerà l'immagine con l'oculare e se tutto è collimato,si comincerà a scorgere qualche luce colorata. Da tenere presente che la fenditura deve essere parallela allo spigolo del prisma,o prismi utilizzati. Se questa condizione non fosse soddisfatta,l'immagine ottenuta risulterebbe sfocata. Il numero dei prismi presenti determina il grado di dispersione,o risoluzione,dello strumento infatti bisogna ricordare che,l'osservazione dello spettro solare(possibile nel nostro caso anche soltanto puntando lo strumento verso un punto qualsiasi del cielo diurno),ci farà vedere una sequenza dei colori dell'iride,solcata da più di un centinaio delle tipiche righe oscure (righe di FRAUNHOFER) e per poterle distinguere agevolmente,occorrerà che lo spettro osservato sia il più ampio possibile.

La fenditura con la parte fissa,a sinistra,e la parte scorrevole tramite manopola a destra.

Nell'immagine a lato,nonostante vari riflessi e la scarsa qualità,sono visibili le principali righe di Fraunhofer presenti nella luce solare. La foto è stata realizzata accostando,al volo, la fotocamera digitale (compatta) all'oculare dello spettroscopio,puntando lo strumento semplicemente verso il cielo diurno. Non occorre necessariamente puntare verso il disco del Sole dal momento che la luce solare è diffusa in ogni direzione dall'atmosfera terrestre.

SPETTRI CONTINUI IN EMISSIONE ED ASSORBIMENTO.

Queste grandi categorie di spettri,sono determinate dalla struttura intrinseca della sorgente luminosa infatti,gli spettri continui si presentano al nostro strumento,come una sequenza continua dei colori dell'iride,dal rosso al violetto,tipica dei corpi solidi o liquidi portati all'incandescenza ed è il caso dell'osservazione del filamento incandescente di una comune lampadina o della fiamma di una candela. La cosa che più attrae osservando questo tipo di spettri,è la purezza dei colori visibili. Gli spettri in emissione,si presentano come una banda oscura solcata da righe luminose diversamente colorate a seconda della sostanza emittente ed è una forma tipica in cui si presentano i gas portati all'incandescenza(vari tipi di lampade stradali ed al neon per usi domestici). Gli spettri in assorbimento invece,presentano un aspetto opposto infatti, quando è presente uno spettro continuo(solido o liquido portato all'incandescenza come detto prima)ed a questo si sovrappone la presenza di un gas a temperatura inferiore,si producono delle righe oscure(visibili su sfondo colorato),nello stesso punto corrispondente a quello che lo stesso gas produrrebbe in condizione di emissione.

POTENZIAMENTO DEL NOSTRO SPETTROSCOPIO

Fino ad adesso abbiamo considerato osservazioni di spettri ponendo la sorgente luminosa nei pressi della fenditura,vediamo di ampliare lo sguardo a sorgenti lontane ed inaccessibili. Verrebbe spontaneo vedere lo strumento applicato ad un telescopio ma,visto la sua forma ingombrante e il peso non indifferente,ripiegheremo su di una soluzione alternativa. Per il collegamento al telescopio sarà più saggio riprogettare lo strumento impiegando il sistema che utilizza un reticolo di dispersione al posto del sistema a prismi, lo strumento sarà più corto e maneggevole ma il reperimento di tale reticolo non è facile. Nel nostro caso,si tratta solo di dotare il nostro spettroscopio di un terzo cannocchiale,che andrà posto davanti alla fenditura,del quale è sufficiente avere solamente l'obiettivo intubato (anche un vecchio teleobiettivo fotografico andrà bene). L'immagine fornita al fuoco di questo,si farà cadere direttamente sulla fenditura.