Optik/Spektrometer/Filter/Extinktion

Gast Peter · Gast

Hallo miteinander,

ich sitze hier im Rahmen meines Studiums vor einer extrem wichtigen Ausarbeitung im Fach Physik. Zeit ist leider extrem knapp und ich habe leider auch keine Möglichkeit (mehr) mit dem Dozenten Rücksprache zu halten. unglücklich

Ich muss zwei Versuche theoretisch abhandeln, die ich im Folgenden kurz beschreibe, in grosser Hoffnung, dass jemand mein nicht gerade kurzes Posting liest und mir helfen kann.

Teilversuch A (eher simpel, Lösung mir bekannt, poste ich nur um den Kontext des Versuches zu zeigen):

Ein Laser mit bekannter Wellenlänge wird durch ein Beugungsgitter auf einen Schirm gerichtet. Der Abstand zwischen dem Lichtpunkt der 0. und der 1. Ordnung auf dem Schirm wird gemessen.

Gefordert ist die Ermittlung der Gitterkonstante. Mit den Werten der Wellenlänge und des Abstandes kann ich die Aufgabe lösen.

Teilversuch B (meines Erachtens härterer Tobak):

Folgender Aufbau:

Weisse Lampe -> Gitter -> Zylinderlinse -> Spektrometer (Bereich 400-800 nm) (mit Anschluss an PC)

Durchführung:
1. Dunkel/Hell-Kalibrierung des Spektrometers (per Software am PC)
2. Aufnahme (am Pc als .gif) der "Kurve" des weissen Lichts
3. wie 2., jedoch jeweils hintereinander mit durchsichtigen Plastikfiltern im Strahlengang (rot, grün, blau + kombiniert)
(die Kurve des Spektrums veränderte sich selbstverständlich jeweils)
4. Statt den Plastikfiltern war eine sogenannte Eichflüssigkeit in einem Behälter der "Filter". Der Dozent gab mir einen
Lambda-Wert als Information zu der Flüssigkeit an. Ausserdem wurde diesmal nicht die Intensität der einzelnen Wellenlängen
(des Spektrums) gemessen, sondern die "Extinktion" (=Auslöschung, die Kurve ging also dort hoch, wo Teile des Spektrums
in der Flüssigkeit "hängenblieben".
5. Wie 4. mit anderer Flüssigkeit, nur das mir kein Lambda zu dieser genannt wurde.

Meine Fragen dazu:

1. Ich hab leider verschusselt mir zu merken, wo genau im Strahlenverlauf des Lichts die Filter eingefügt worden sind.
Das war doch höchstwahrscheinlich nur sinnvoll zwischen Lichtquelle und Gitter, richtig?
(Das muss ich mindestens für meine Skizze wissen.)

2. Der Dozent hat zum Teilversuch B keine konkreten Fragen gestellt, ich soll es also eigenständig theoretisch
abhandeln. Ausser die Beobachtungen sprachlich zu beschreiben, was kann ich dort berechnen? Habe ich es möglicherweise
verpasst, mir irgendwelche Werte beim Versuch zu notieren? Schliesslich habe ich einzig und allein die verschiedenen
Grafikdateien der Spektren.
Auffällig war für mich übrigens besonders, dass die Extinktionskurve zur Flüssigkeit aus 4. ein (und das einzige!)
Peak bei genau der angegebenen Wellenlänge besitzt.
Für die Experten hier: auf www.tgs-chemie.de/seite7.htm bin ich auf das Lambert-Beersche Gesetz gestossen; falls das relevant ist für diese Arbeit, fehlen mir da nicht dennoch Werte?

3. Kann ich möglicherweise wieder die Gitterkonstante des Gitters berechnen?

4. Was ist die genaue Aufgabe der Zylinderlinse? Ich hatte den Eindruck, das sie (umgangssprachlich formuliert) nur hilft, das durch durch das Gitter enstandene Spektrum auf den Sensoren des Spektrometers abzubilden. Kann das sein?

Ja, wie man wohl erkennen kann, bin ich recht planlos, und es macht sich Panik bei mir breit, da es wirklich um etwas geht. Ein grosses DANKE schonmal an jeden im Voraus der versucht, mir zu helfen! Hilfe

Gruss,
Peter

sax · Anmeldungsdatum: 10.05.2005 Beiträge: 377 Wohnort: Magdeburg

Ich habe lange keine Optik gemacht und deine Beschreibung erscheint mir etwas zu Wage.
Was für ein Spektrometer habt ihr benutzt ?

Ich kann mal zusammentragen was mir dazu einfällt.

Ein Gitter kann als Spektrometer benutzt werden, wo dass erste Beugungsmaxima (und auch die anderen) liegt ist Wellenlängenabhängig, wenn du die Gitterkonstante hast, kannst du ausrechnen, wo das Beugungsmaxima liegt. Wenn du also weißes Licht auf ein Gitter gibst, wird jede Wellenlänge woanders hin gebeugt, so das du das Spektrum siehst. Von daher wäre mein erster Gedanke gewesen, das eigentlich das Gitter das Spektrometer ist, und du hinten nur aufnimmst, wie die Intensität verteilt ist.

Andererseits brächtest du dann hinten kein Spektrometer mehr, wenn hinten schon ein Spektrometer ist, ist mir nicht klar, wozu das Gitter gut sein sollte. Oder ist das Gitter ein Teil des Spektrometers ?

zu deinen Fragen:
1) sehe ich genauso

2) Typischerweise macht man solche Versuche um festzustellen um was für eine Flüssigkeit es sich handelt, bzw. um festzustellen was für Material in der Flüssigkeit gelöst ist. Ich nehme an die Eichflüssigkeit hatte ihr absorbtionsmaximum bei der angegebenen Wellenlänge. Vieleicht solltest du das Spektrometer mit dieser Flüssigkei kalibrieren ? Oder überprüfen ob alles richtig aufgebaut war ? Und dann festellen welches was für eine Füssigkeit die andere war ?

3) Glaube ich eher nicht.

4) Ich denke schon

Ist das eine Art Praktikumsversuch ? Bei sowas lohnt es sich meistens ältere Semeseter zu Fragen oder mal zu schauen ob vielecht jemand seine alten Protokolle online gestellt hat. Ich glaube deine Angaben sind zu ungenau, als das man dier hier wirklich weiterhelfen kann. Vieleicht täusche ich mich da aber auch.

Hmm, viel konnte ich nicht beitragen aber vieleicht hilfts ja etwas.

Gast Peter · Gast

sax · Anmeldungsdatum: 10.05.2005 Beiträge: 377 Wohnort: Magdeburg