Aufnahme und Vermessung der Spektren

Eine ausführliche Anleitung, Spektren der Kalibrierlampen und der zu vermessenden Energiesparlampen sowie eine Beispielauswertung können Sie hier herunterladen.

Aufnahme der Spektren

Einsatz des DADOS-Spaltspektrographen

Die dieser Unterrichtseinheit zugrunde liegenden Spektren einiger Energiesparlampen und zweier Kalibrierlichtquellen (Wasserstoff- und Quecksilberspektrallampen) wurden mit einem DADOS-Spaltspektrograph der Firma Baader-Planetarium an einem f = 1.000 Millimeter-Spiegelteleobjektiv aufgenommen. Wer sich für die Technik der Gewinnung von Spektren als Bilddateien interessiert, findet ausführliche Informationen dazu in der Unterrichtseinheit Spektroskopie an galaktischen Gasnebeln.

Quantitative Auswertung

Nachdem das zu bearbeitende Spektrum einer Energiesparlampe (Abb. 3 und Bilddateien der Downloadmaterialien, siehe unten) aufgenommen wurde, stellt sich die Frage, welche Lichtwellenlänge von welchem Ort im Bild des Spektrums repräsentiert wird. Zur Beantwortung dieser Frage muss der Spektrograph kalibriert (geeicht) werden. Dabei kommt das in der Datei "esl_spektroskopie_anleitung.pdf" (siehe unten) beschriebene Verfahren zur Anwendung.

Spektrum der Energiesparlampe (Philips Genie CDL 695, 18W), aufgenommen mit dem DADOS-Spaltspektrographen
+ Abb. 3: Spektrum der Energiesparlampe (Philips Genie CDL 695, 18W)

Geeignete Kalibrierlampen

Als sogenannte Kalibrierlichtquellen verwendet man externe Lichtquellen, die hinreichend viele und möglichst genau bekannte Wellenlängen emittieren, die über das gesamte sichtbare Spektrum verteilt sind. Kombiniert man die Spektren einer Quecksilberdampflampe und einer Wasserstofflampe ("Balmerlampe"), dann sind diese Anforderungen gut erfüllt. Beim Spektrum der Balmerlampe (Abb. 4) fällt auf, dass dem Hintergrund des Wasserstoff-Molekülspektrums das Linienspektrum des atomaren Wasserstoffs überlagert ist. Die Linien H-alpha, H-beta und H-gamma des letzteren sind leicht zu identifizieren und zuzuordnen.

Spektrum einer als Kalibrierlichtquelle eingesetzten Wasserstofflampe, aufgenommen mit dem DADOS-Spaltspektrographen
+ Abb. 4: Spektrum der als Kalibrierlichtquelle eingesetzten Wasserstofflampe
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Spektrum einer Energiesparlampe, Intensitätsfunktion und fotografisches Spektrum, aufgenommen mit dem DADOS-Spaltspektrographen
+ Abb. 6: Spektrum einer Energiesparlampe, Intensitätsfunktion und visuelles Spektrum
Spektren
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Auswertung mit Excel
Dossier "Vertretungsstunden sind kein Hexenwerk"
Autor
Avatar Peter Stinner

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