Η παρούσα εργασία ερευνά τη φασματοσκοπία ορατού τόσο ως τεχνική ποσοτικής και ποιοτικής ανάλυσης όσο και ως μαθησιακό εργαλείο για το σχολικό εργαστήριο. Αρχικά συνοψίζονται οι θεωρητικές αρχές της φασματοσκοπίας και ο νόμος Beer–Lambert. Ακολουθεί συνοπτική παρουσίαση της οργανολογίας των φασματοφωτόμετρων όπως περιγράφεται στη βιβλιογραφία. Παράλληλα, γίνεται ανασκόπηση αντιπροσωπευτικών αυτοσχέδιων φασματοφωτόμετρων.

Το πειραματικό μέρος παρουσιάζει τρεις διαδοχικές εκδοχές φασματοφωτόμετρων χαμηλού κόστους που αναπτύχθηκαν για μετρήσεις διαλυμάτων με πρότυπη χρωστική (Allura Red). Κάθε εκδοχή ενσωματώνει στοχευμένες αλλαγές στον ανιχνευτή και στη διάταξη, επιδιώκοντας σταδιακές βελτιώσεις στη γραμμικότητα, την ευαισθησία και την επαναληψιμότητα. Σε κάθε κατασκευή, η εξέλιξη τεκμηριώνεται μέσω κοινών διαδικασιών βαθμονόμησης και συγκριτικών δεικτών, καταδεικνύοντας ουσιαστική πρόοδο και αποδεικνύοντας ότι προσεκτικά σχεδιασμένα, οικονομικά όργανα μπορούν να υποστηρίξουν αξιόπιστες αναλύσεις Beer–Lambert στο σχολικό πλαίσιο.

Ως συμπληρωματική παρέμβαση, προτείνεται τροποποίηση τυπικού σχολικού φασματοσκόπιου με προσθήκη θήκης κυψελίδας και ελαφρά αναδιαμόρφωση της οπτικής διαδρομής ώστε το όργανο να καταγράφει φάσματα διαλυμάτων με σταθερή και επαναλήψιμη γεωμετρία. Η απλή αυτή αναβάθμιση γεφυρώνει την ποιοτική φασματική παρατήρηση με τις ποσοτικές μετρήσεις απορρόφησης.

Τέλος, προτείνεται διδακτικό σενάριο δύο διδακτικών ωρών, στο οποίο οι μαθητές παρατηρούν και ερμηνεύουν φάσματα διαλυμάτων, συσχετίζουν το αντιληπτό χρώμα με την απορρόφηση, συλλέγουν δεδομένα, κατασκευάζουν καμπύλη βαθμονόμησης, προσδιορίζουν άγνωστη συγκέντρωση και διερευνούν ενδεικτικές πηγές σφαλμάτων στην όλη διαδικασία.

Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν οι χαμηλού κόστους κατασκευές σε συνδυασμό με αναβαθμίσεις του σχολικού εξοπλισμού μπορούν να έχουν την ακρίβεια για ουσιαστική εργαστηριακή μάθηση, δίνοντας έναν εύκολο και αξιόπιστο τρόπο να ενταχθεί η φασματοσκοπία στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών.

The present work investigates visible spectroscopy both as a technique for quantitative and qualitative analysis and as a learning tool for the school laboratory. First, the theoretical principles of spectroscopy and the Beer–Lambert law are summarized. This is followed by a concise presentation of the instrumentation of spectrophotometers as described in the literature. At the same time, a review of representative homemade spectrophotometers is provided.

The experimental section presents three successive versions of low-cost spectrophotometers developed for measuring solutions of a standard dye (Allura Red). Each version incorporates targeted modifications to the detector and optical setup, aiming at gradual improvements in linearity, sensitivity, and repeatability. In every design, progress is documented through common calibration procedures and comparative metrics, demonstrating substantial advancement and showing that carefully designed, low-cost instruments can reliably support Beer–Lambert analyses in the school context.

As a complementary intervention, a modification of a typical school spectroscope is proposed, involving the addition of a cuvette holder and a slight redesign of the optical path so that the instrument can record solution spectra with stable and reproducible geometry. This simple upgrade bridges qualitative spectral observation with quantitative absorption measurements.

Finally, a two-hour teaching scenario is proposed, in which students observe and interpret solution spectra, relate perceived color to absorption, collect data, construct a calibration curve, determine an unknown concentration, and explore indicative sources of error throughout the process.

Overall, the results show that low-cost constructions, combined with upgrades to school equipment, can achieve sufficient accuracy for meaningful laboratory learning, providing an easy and reliable way to integrate spectroscopy into science education.