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Spektrometer Erweiterung: Czerny-Turner Konfiguration
Kapitel 4: Theorie
Kapitel 4 Theorie
Die grundlegende Theorie für Spektrometrie ist in der Anleitung des EDU-SPEB2(/M)
Versuchspakets aufgeführt. Hier konzentrieren wir uns auf das Layout und die
Eigenschaften der Czerny-Turner Konfiguration, das Wirkprinzip eines Monochromators,
und auf den spezifischen Aufbau des Erweiterungspakets.
4.1.
Die Fastie-Ebert und Czerny-Turner Konfigurationen
1
Ein einfaches aber effektives Spektrometerdesign ist die Fastie-Ebert Konfiguration
, wie
in Abbildung 1 a) gezeigt. Sie besteht aus einem planaren Beugungsgitter und einem
großen sphärischen Spiegel. Das aus dem Eintrittsspalt kommende Licht wird vom Spiegel
in Richtung des Gitters kollimiert. Nach dem Gitter wird die für die Messung genutzte
Beugungsordnung vom selben Spiegel auf einen Schirm, ein Detektorarray oder einen
Austrittsspalt geworfen, abhängig von der Betriebsart des Spektrometers (siehe Kapitel
Abbildung 1a.
Die Czerny-Turner Konfiguration ist eine Erweiterung der Fastie-Ebert Anordnung, in
welcher der sphärische Spiegel durch zwei kleinere sphärische Spiegel ersetzt wird. Von
diesen ist einer für die Kollimation und der andere für die Fokussierung des Lichts
verantwortlich, wie in Abbildung 1b gezeigt. Dies erlaubt mehr Freiheiten im optischen
Layout (z.B. gefaltete Strahlengänge, siehe Abbildung 2) und macht es möglich, manche
1
Aberrationen für spezifische Wellenlängen zu korrigieren
. Diese Vorteile machen die
Czerny-Turner Konfiguration zum am häufigsten genutzten Spektrometer-Design.
a)
b)
Abbildung 1: a) Fastie-Ebert Konfiguration und (b) Czerny-Turner Konfiguration
1
Kapitel 2.2. von:
https://web.mit.edu/8.13/8.13d/manuals/Hydrogenic/jy-theory-optics-
spectroscopy.pdf
Rev A, 28. September 2020
Seite 8
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