Научно-исследовательский проект “Исследование и изучение Раманского спектрометра”
Автор (ы)
Попов Максим Романович
Аффилиация
ГБОУ Школа № 719, г. Зеленоград, Московская область, 9 Класс
Научный руководитель
Апанасова Марина Валерьевна
Аннотация
Цель – cпроектировать и собрать действующий макет рамановского спектрометра.
Актуальность.
Интерес к проекту обусловлен глубокой связью темы с фундаментальными законами физики, в частности с оптикой и свойствами света. Рамановская спектроскопия представляет собой высокоточный неразрушающий метод анализа, однако коммерческие приборы остаются малодоступными для образовательных учреждений. Создание бюджетного аналога решает задачу демократизации современных исследовательских технологий и позволяет изучать сложные физические явления на практике.
Интерес к проекту обусловлен глубокой связью темы с фундаментальными законами физики, в частности с оптикой и свойствами света. Рамановская спектроскопия представляет собой высокоточный неразрушающий метод анализа, однако коммерческие приборы остаются малодоступными для образовательных учреждений. Создание бюджетного аналога решает задачу демократизации современных исследовательских технологий и позволяет изучать сложные физические явления на практике.
Задачи.
- Изучить историю развития рамановской спектроскопии, физические принципы работы прибора и современные области его применения.
- Проанализировать существующие на рынке модели, их технические характеристики и стоимость.
- Разработать конструкторскую документацию: создать чертёжный эскиз и параметрическую 3D-модель прибора в САПР «КОМПАС-3D».
- Рассчитать себестоимость комплектующих, выполнить практическую сборку и отладку оптической схемы.
Принцип работы и области применения.
В основе прибора лежит эффект рамановского рассеяния: при взаимодействии фотонов с молекулами вещества происходит обмен энергией, что формирует уникальный спектральный «отпечаток». С помощью спектральных баз данных позволяет идентифицировать материалы даже при их визуальном сходстве. Метод широко востребован в химии, физике, биомедицине, фармацевтике, криминалистике, контроле качества пищевой продукции и экологическом мониторинге.
В основе прибора лежит эффект рамановского рассеяния: при взаимодействии фотонов с молекулами вещества происходит обмен энергией, что формирует уникальный спектральный «отпечаток». С помощью спектральных баз данных позволяет идентифицировать материалы даже при их визуальном сходстве. Метод широко востребован в химии, физике, биомедицине, фармацевтике, криминалистике, контроле качества пищевой продукции и экологическом мониторинге.
Методы исследования – теоретический анализ научно-технической литературы и рыночных данных, 3D-моделирование в САПР, инженерно-экономический расчёт, экспериментальная сборка и настройка опто-электронного тракта.
Основные выводы: cамостоятельная сборка рамановского спектрометра технически реализуема и экономически целесообразна. Использование открытых схемотехнических решений и доступных оптических компонентов позволяет создать функциональный прибор, стоимость которого многократно ниже коммерческих аналогов.
Практическая значимость.
Разработанный макет может быть внедрён в учебный процесс школьных и студенческих лабораторий по физике, химии и материаловедению. Проект способствует формированию инженерного мышления, навыков работы с САПР и пониманию современных методов спектрального анализа.
Разработанный макет может быть внедрён в учебный процесс школьных и студенческих лабораторий по физике, химии и материаловедению. Проект способствует формированию инженерного мышления, навыков работы с САПР и пониманию современных методов спектрального анализа.
Содержание работы
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Конкурс, в котором автор работы принял участие:
VIII Международный конкурс исследовательских проектов школьников “Древо жизни”, 2025/26
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 08.04.2026
Добавить комментарий