Echelle Spektrometer

JJ · Anmeldungsdatum: 23.02.2007 Beiträge: 6

Hey an alle,

ich hab eine ganz spezielle Frage. Ich bin momentan im 6.Semester der Physikalischen Technologien und arbeite mit einem Echelle Spektrometer S150HR um spezielle Quellen zu analysieren. Das Gerät ist schon komplett justiert und kalibriert und mit einer CCD Kamera ausgestattet, nur leider ist mir die dazugehörige Software noch nicht ganz klar(s.u).Das Hauptproblem, das ich habe ist, dass ich nicht verstehe was auf der X-Achse dargestellt ist. Die Wellenlänge ist es nicht. Habt ihr eine Idee?Darstellbar sind auch nur monochromatische Quellen, da das Spektrometer mit mehreren Linien nicht umgehen kann.

Das die komplette Software auf Englisch ist, macht es auch nicht unbedingt leichter und die dazugehörige Bedienungsamnleitung sagt darüber auch nichts.

Hat das eventuell etwas mit der Kamera zu tun? Da steh ich voll auf dem Schlauch grübelnd

Vielleicht hat ja jemand eine Idee.

Liebe Grüße
JJ

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Ich habe mit dem konkreten Spektrometer oder der Software keine Erfahrung. Aber wenn auf der Abszisse nicht die Wellenlänge (oder Vielfache davon) aufgetragen ist - könnte es sich um die Wellenzahl handeln? In manchen Bereichen der Spektroskopie verwendet man diese eher als Wellenlängen oder Frequenzen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Wellenzahl (englisch: wave number, Formelbuchstabe : k ,

)
ist in der Tat die Vermutung, die ich hier auch hätte.

Zum genauen Überprüfen und Herausfinden würde ich folgende Möglichkeiten vorschlagen:

* In welchem Wellenlängenbereich liegen die elektromagnetischen Wellen, die du mit dem Spektrometer misst? Je nach Bereich (Licht in nm, Molekülspektren oft in Wellenzahlen, Radiofrequenzspektren oft vielleicht gerne in MHz oder so ...) verwendet man oft üblicherweise eine andere Einheit, weil dann die Zahlenwerte am übersichtlichsten handhabbar für diese Anwendung sind.

* Magst du mal eine bekannte Wellenlänge in das Spektrometer schicken und schauen, was dir das Computerprogramm dann anzeigt? Kannst du damit eindeutig folgern, welche Einheit das auf der x-Achse des Diagrammes sein muss?

JJ · Anmeldungsdatum: 23.02.2007 Beiträge: 6

An die Wellenzahl hab ich zunächst auch gedacht.
Allerdings bleibt es immer dieser Messbereich, egal welche Wellenlänge ich messe. Werde heute mal eine grüne LED messen die im Bereich von 500-570nm liegt. Und ich warte auch noch auf einen HeNe-Laser, der ja seine Linie bei 632nm hat. Mal schauen was da raus kommt. Kann euch ja dann auch mal reinstellen, wie die Messung dann ausschaut.

Bei meinen eigentlichen Messungen liegt der Wellenlängenbereich im UV-A Bereich.

Lg

JJ Hammer

JJ · Anmeldungsdatum: 23.02.2007 Beiträge: 6

Also es scheint wohl so zu sein, dass dort in dem Fenster die verschiedenen Beugungsordnungen einer Linie dargestellt werden(s.u. am Beispiel HeNe-laser)bzw. unterschiedliche Orte auf dem CCD-Sensor, zumindest wenn die Quelle monochromatisch ist. Was ich mich dann noch frage ist: Was macht das eingebaute Beugungsgitter mit der monochromatischen Quelle um die Beugungsordnungen darzustellen und was passiert, wenn man nur quasi-monochromatisches Licht benutzt?

Lg

JJ

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich denke mal, du kennst schon das normale Beugungsbild, das entsteht, wenn du Laserlicht auf ein Beugungsgitter strahlst und das Beugungsbild dazu zum Beispiel auf einem Schirm dahinter anschaust, zum Beispiel aus Versuchen in der Schule oder im Anfängerpraktikum oder so, und kannst dich daran erinnern, wie die verschiedenen Beugungsmaxima in diesem Beugungsbild durch Interferenz am Mehrfachspalt zustandekommen.

Das Grundprinzip ist auch hier bei so einem Gitterspektrometer dasselbe, also bekommt man auch hier mehrere Beugungsordnungen auf dem Beobachtungsschirm (in diesem Fall auf der CCD-Kamera), wenn die Beugungsordnungen nahe genug beieinander liegen, um zusammen auf den Schirm zu passen.

Strahlst du nur eine einzige Wellenlänge drauf wie in dem Beispiel mit dem HeNe-Laser, dann bekommst du also einzelne Linien, für jede Beugungsordnung eine Linie.
Strahlst du zum Beispiel Wellenlängenpaare drauf, zum Beispiel vielleicht die beiden Natrium-D-Linien oder so, dann siehst du möglicherweise (wenn das mit der Auflösung prima passt, ...) pro Beugungsordnung jeweils ein Linienpaar.
Und strahlst du etwas darauf, was aus noch mehr Linien verschiedener Wellenlängen besteht, dann bekommst du in jeder Beugungsordnung das komplette Bild dieses Linienspektrums aus verschiedenen Linien (solange sich die verschiedenen Linien aus den verschiedenen Beugungsordnungen nicht gegenseitig anfangen zu stören, so dass man anfangen müsste, einen "Salat" von verschiedenen Linien aus verschiedenen Ordnungen passend einzuordnen und zu sortieren, um das angezeigte Spektrum zu interpretieren.)

Sobald du in so einem Spektrum mit mehreren Linien innerhalb einer Beugungsordnung identifizieren kannst, welche Linien du bereits kennst, dann hast du eine Kalibrierung deiner x-Achse für diese Beugungsordnung durch Vergleich der gemessenen Linienabstände (in x-Achsen-Einheiten) mit den theoretisch bekannten.