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Spektrometer Erweiterung: Czerny-Turner Konfiguration
Kapitel 6 Aufgabenbeispiele
In diesem Kapitel beschreiben wir, wie die Wellenlängen spektraler Linien mit dem Czerny-
Turner-Aufbau bestimmt werden können. In Bezug auf die Kalibriermessung aus Kapitel
5.5 muss die folgende Entscheidung getroffen werden:
Entweder wird die Kalibriermessung einmalig vom Versuchsleiter durchgeführt und den
Studenten wird mitgeteilt, welche Seite der Vernierskala sie benutzen sollen, oder die
Studenten führen die Kalibriermessung selbst aus.
Im zweiten Fall ist es nicht sinnvoll, den Bandpassfilter sowohl für die Kalibrierung als auch
für die Messung aus Kapitel 6.1 zu benutzen. Daher würde sich eine zusätzliche Quelle,
etwa eine Quecksilberdampflampe, anbieten.
6.1.
Vermessen der Wellenlängen spektraler Linienquellen
Nachdem der Aufbau, wie in Kapitel 5.4 beschrieben, kalibriert wurde, kann er genutzt
werden, um wie mit dem EDU-SPEB2(/M) Versuchspaket die Wellenlängen von
spektralen Linienquellen zu bestimmen. Der im EDU-SPEB2(/M) Versuchspaket
enthaltene Bandpassfilter erzeugt eine spektral schmale Lichtquelle. Um die Wellenlänge
dieser Quelle zu bestimmen, gehen Sie wie folgend vor:
•
Schrauben Sie den Linsentubus mit dem Bandpassfilter auf die Rückseite des
Eintrittsspalts (die zum Spiegel zeigende Seite)
•
Lockern Sie die Feststellschraube der Rotationsplattform und drehen Sie die Plattform
per Hand, bis Sie eine grüne Linie auf dem Austrittsspalt sehen. Ein Stück Papier
kann hilfreich sein, um die Linie besser zu sehen.
•
Sobald Sie die Linie sehen, können Sie die Breite des Eintrittsspalts anpassen. Ein
Öffnen des Spalts erhöht die Intensität und die Breite der Linie. Eine theoretische
Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Spaltbreite, Linienbreite und Intensität
finden Sie in den Kapiteln 4.6 und 4.7.
•
Nachdem Sie sich für eine Breite des Eintrittsspalts entschieden haben, stellen Sie
die Breite des Austrittsspalts so ein, dass sie mit der Linienbreite übereinstimmt.
Nach der Einstellung der Spaltbreiten können Sie mit der Messung der Wellenlänge der
spektralen Linie beginnen. Gehen Sie wie folgt vor:
•
Nutzen
Sie
Feststellschraube), bis die Linie auf dem Spalt zentriert ist.
11
Die Positionierung des Filters auf der Vorderseite des LED-Halters wäre didaktisch noch
sinnvoller. Allerdings basiert die Funktionsweise des Filters auf Interferenz an mehreren dünnen
Schichten. Bei divergentem Lichteinfall, wie direkt hinter der LED gegeben, ändern sich die Längen
der Lichtwege zwischen den Schichten und damit die Interferenzbedingungen. In der Folge würden
die Flanken des Bandpasses breiter werden und die Zentralwellenlänge um etwa 0,6 nm zu
kürzeren Wellenlängen verschoben.
Seite 43
die
Feineinstellung
Kapitel 6: Aufgabenbeispiele
11
.
der
Rotationsplattform
(angezogene
MTN021939-D03
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