Moin allesamt, vielleicht eine etwas blöde Frage^^... Habe hier ein Spektrometer stehen, von dem ich die Gitterkonstante nicht weiß. Ist auch ein altes Teil... Wie muss ich genau Vorgehen, um diese zu ermitteln? -Wegdifferenz O.Ordnung- 1.Ordnung? Danke für die Hilfe ;P
:
Verschoben durch Moderator
Jonathan schrieb: > Habe hier ein Spektrometer stehen, Schon mal auf die Idee gekommen dass es mehr als einen Typ von Spektrometer gibt? Schon mal auf die Idee gekommen dass man vielleicht etwas mehr als nur dürftigste Informationen mitgibt?
Im Prinzip schon der richtige Weg. Formel bei Wikipedia unter Stichwort "Beugungsgitter" zu finden. Winkel zum ersten Maximum durch Projektion auf eine Wand ermitteln (Abstand zur Wand und Abstand zwischen Hauptmaximum (geradaus) und erstem gebeugten Maximum berechnen (Kosinusfunktion). Wellenlänge aus der Strahlungsquelle entnehmen. Entweder eine helle LED mit bekannter Wellenlänge (Laser oft weniger geeignet) oder Kerzenflamme abbilden und durch Kochsalz in der Flamme eine Natrium(doppel)linie erzeugen. Wellenlänge der Natriumlinie auch im Netz zu finden.
Jonathan schrieb: > Habe hier ein Spektrometer stehen, von dem ich die > Gitterkonstante nicht weiß. Ist auch ein altes Teil... > Wie muss ich genau Vorgehen, um diese zu ermitteln? Bist Du sicher, dass das überhaupt geht? Wenn da noch irgendwelche Zwischenabbildungen beteiligt sind, stelle ich mir das schwierig vor... Die Länge des Spektrums nützt Dir ja nur was, wenn Du auch eine Entfernung vom Gitter kennst -- oder mache ich hier einen Denkfehler? > -Wegdifferenz O.Ordnung- 1.Ordnung? Wenn sich die 0. Ordnung abbilden lässt -- ja, warum nicht? Wäre auch mein Ansatz. Hmm. Eventuell kann man auch über Auflösung des Spektrometers und geometrische Abmessungen des Gitters gehen; die Auflösung hängt ja von der Gesamtzahl der Linien ab.
oh weh schrieb: > Jonathan schrieb: >> Habe hier ein Spektrometer stehen, > > Schon mal auf die Idee gekommen dass es mehr als einen Typ von > Spektrometer gibt? > > Schon mal auf die Idee gekommen dass man vielleicht etwas mehr > als nur dürftigste Informationen mitgibt? Ich weiß lediglich, dass es ein Gitterspektrometer ist. Mehr nicht. Das ist alles.
Günni schrieb: > Im Prinzip schon der richtige Weg. Formel bei Wikipedia unter > Stichwort > "Beugungsgitter" zu finden. Winkel zum ersten Maximum durch Projektion > auf eine Wand ermitteln (Abstand zur Wand und Abstand zwischen > Hauptmaximum (geradaus) und erstem gebeugten Maximum berechnen > (Kosinusfunktion). Wellenlänge aus der Strahlungsquelle entnehmen. > Entweder eine helle LED mit bekannter Wellenlänge (Laser oft weniger > geeignet) oder Kerzenflamme abbilden und durch Kochsalz in der Flamme > eine Natrium(doppel)linie erzeugen. Wellenlänge der Natriumlinie auch im > Netz zu finden. Hab das Teil mal aufgescharubt- Schmaler Lichtspalt, der aufn einen großen Speigel leuchtet, dann auf Gitter, zurück auf Spiegel und dann auf einen kleinen spiegel der den Strah zum Ausgangsspalt schickt
Jonathan schrieb: > Günni schrieb: >> Im Prinzip schon der richtige Weg. Formel bei Wikipedia unter >> Stichwort >> "Beugungsgitter" zu finden. Winkel zum ersten Maximum durch Projektion >> auf eine Wand ermitteln (Abstand zur Wand und Abstand zwischen >> Hauptmaximum (geradaus) und erstem gebeugten Maximum berechnen >> (Kosinusfunktion). Wellenlänge aus der Strahlungsquelle entnehmen. >> Entweder eine helle LED mit bekannter Wellenlänge (Laser oft weniger >> geeignet) oder Kerzenflamme abbilden und durch Kochsalz in der Flamme >> eine Natrium(doppel)linie erzeugen. Wellenlänge der Natriumlinie auch im >> Netz zu finden. > > Hab das Teil mal aufgescharubt- Schmaler Lichtspalt, der aufn einen > großen Speigel leuchtet, dann auf Gitter, zurück auf Spiegel und dann > auf einen kleinen spiegel der den Strah zum Ausgangsspalt schickt Wie soll das mit der Messung der Ordnungen ablaufen (ohne Wand?
Jonathan schrieb: > Habe hier ein Spektrometer stehen, von dem ich die Gitterkonstante nicht > weiß. Ist auch ein altes Teil... Wie muss ich genau Vorgehen, um diese > zu ermitteln? Man kann sog. Rillennormale kaufen, die eine ausgemessene Tiefe haben. Damit lassen sich solche Messgeräte kalibrieren.
Jonathan schrieb: > ab das Teil mal aufgescharubt- Schmaler Lichtspalt, der aufn einen > großen Speigel leuchtet, dann auf Gitter, zurück auf Spiegel und dann > auf einen kleinen spiegel der den Strah zum Ausgangsspalt schickt Sonst nix? Hersteller, Wellenlängenbereich bekannt, oder wofür das Teil verwendet wurde? Skizzier mal den Strahlengang und miss mal die Abstände / Winkel zwischen den einzelnen optischen Komponenten. Es gibt ein paar bevorzugte Werte für die Gitterkonstante z.B. 1800 oder 3600 pro mm. Der Wert bestimmt hauptsächlich die langwellige Verwendungsgrenze. Mit einem 3600er Gitter kommst du z.B. nicht in den roten Bereich. Ich habe hier allerdings auch ein Gitter, für den UV/VIS-Berich das nur 69 Linien pro mm hat und in sehr hohen Ordnungen betrieben wird. Die Mehrdeutigkeit wird mit einem senkrecht dazu ablenkenden Quarzprisma aufgelöst (Echelle Monochromator). Je gröber das Gitter, umso höher die Dispersion.
Hp M. schrieb: > Jonathan schrieb: >> ab das Teil mal aufgescharubt- Schmaler Lichtspalt, der aufn einen >> großen Speigel leuchtet, dann auf Gitter, zurück auf Spiegel und dann >> auf einen kleinen spiegel der den Strah zum Ausgangsspalt schickt > > Sonst nix? > > Hersteller, Wellenlängenbereich bekannt, oder wofür das Teil verwendet > wurde? > > Skizzier mal den Strahlengang und miss mal die Abstände / Winkel > zwischen den einzelnen optischen Komponenten. > > Es gibt ein paar bevorzugte Werte für die Gitterkonstante z.B. 1800 oder > 3600 pro mm. Der Wert bestimmt hauptsächlich die langwellige > Verwendungsgrenze. Mit einem 3600er Gitter kommst du z.B. nicht in den > roten Bereich. > > Ich habe hier allerdings auch ein Gitter, für den UV/VIS-Berich das nur > 69 Linien pro mm hat und in sehr hohen Ordnungen betrieben wird. Die > Mehrdeutigkeit wird mit einem senkrecht dazu ablenkenden Quarzprisma > aufgelöst (Echelle Monochromator). Je gröber das Gitter, umso höher die > Dispersion. Von Bausch& Lomb Von innen sieht das Teil so aus: https://ibb.co/nwJm8Tx Wellenlängenbereich auch nicht bekannt
Probier mal mit einen grünen Laserpointer auf den Eintrittsspalt zu leuchten und such mit einem weissen Papier das Bild in der Nähe des Austrittsspaltes. Die grünen Laserponter bestehen meist aus einem frequenzverdoppelten Nd-Laser und leuchten bei recht genau 532nm.
Hp M. schrieb: > Probier mal mit einen grünen Laserpointer auf den Eintrittsspalt > zu > leuchten und such mit einem weissen Papier das Bild in der Nähe des > Austrittsspaltes. > Die grünen Laserponter bestehen meist aus einem frequenzverdoppelten > Nd-Laser und leuchten bei recht genau 532nm. Hab debn auf dem Papier, bin aber ehrlich, stelle ich durch die Drehung des Gitters denn Wellenlängenbereich ein?
Jonathan schrieb: > stelle ich durch die Drehung > des Gitters denn Wellenlängenbereich ein? Ja, natürlich. Aber VORSICHTIG! Bei diesem Monochromator ist die Welle des Gitters vermutlich mit einem Hebel verbunden, der auf einem Quarzplättchern gleitet, welches auf einer Gewindespindel sitzt, die von einem Schrittmotor angetrieben wird. Alles klar? ;-) Auf diese Weise bekommt man eine lineare Abhängigkeit der Wellenlänge von der Schrittzahl. Lass denn Hebel nicht auf die Quarzplatte schnappen, sonst ist da eine Macke drin, und die Genauigkeit ist hinüber.
Ok, das Drehrad Skala 0-100 mikro. Ich habe jetzt per Laser einen Punkt auf meinem, vor dem Ausgang positionierten Papier. Soll ich nun den Wellenlängebereich verändern?
> > > Bei diesem Monochromator ist die Welle des Gitters vermutlich mit einem > Hebel verbunden, der auf einem Quarzplättchern gleitet, welches auf > einer Gewindespindel sitzt, die von einem Schrittmotor angetrieben wird. > Alles klar? ;-) > > Es befindet sich kein Anschluss auf dem Stellrad. Kann man per Hand drehen. Jedoch eigent es sich, einen Schrittmotor zur Steuerung dort zu postionieren.
Jonathan schrieb: > Hab das Teil mal aufgescharubt- Schmaler Lichtspalt, der aufn einen > großen Speigel leuchtet, dann auf Gitter, zurück auf Spiegel und dann > auf einen kleinen spiegel der den Strah zum Ausgangsspalt schickt Ohne konkrete Angaben zu den Abmessungen wirst du nichts über das Gitter erfahren. Auch solltest du die Art der Spiegel (Planspiegel, abbildender Spiegel) angeben. Und die Winkel im Strahlverlauf. Das ganze trägst du dann in eine Skizze ein.
Wolfgang schrieb: > Jonathan schrieb: >> Hab das Teil mal aufgescharubt- Schmaler Lichtspalt, der aufn einen >> großen Speigel leuchtet, dann auf Gitter, zurück auf Spiegel und dann >> auf einen kleinen spiegel der den Strah zum Ausgangsspalt schickt > > Ohne konkrete Angaben zu den Abmessungen wirst du nichts über das Gitter > erfahren. Auch solltest du die Art der Spiegel (Planspiegel, abbildender > Spiegel) angeben. Und die Winkel im Strahlverlauf. > Das ganze trägst du dann in eine Skizze ein. Welche Abmessungen genau? Über die Speigel habe ich auch keine Angaben
Hp M. schrieb: > Probier mal mit einen grünen Laserpointer auf den Eintrittsspalt zu > leuchten und such mit einem weissen Papier das Bild in der Nähe des > Austrittsspaltes. Dann wird das Gitter nicht vernünftig ausgeleuchtet. Die Lichtquelle muss einen ausreichend großen Öffnungswinkel haben.
Jonathan schrieb: > Über die Speigel habe ich auch keine Angaben Dann guck sie dir an. Einen Planspiegel von einem gekrümmten Spiegel zu unterscheiden, ist nicht so schwierig ;-) Hast du ein Photo senkrecht von oben auf den Strahlengang?
Wolfgang schrieb: > Jonathan schrieb: >> Über die Speigel habe ich auch keine Angaben > > Dann guck sie dir an. Einen Planspiegel von einem gekrümmten Spiegel zu > unterscheiden, ist nicht so schwierig ;-) > > Hast du ein Photo senkrecht von oben auf den Strahlengang? Hier: https://ibb.co/9rGXgjB https://ibb.co/XWKgxT3
Wolfgang schrieb: > Dann wird das Gitter nicht vernünftig ausgeleuchtet. Die Lichtquelle > muss einen ausreichend großen Öffnungswinkel haben. Ist bekannt. Aber erstmal geht es ja darum, ob ausser der 0. Ordnung überhaupt etwas zu sehen ist. Dazu braucht man Intensität. Jonathan schrieb: > Über die Speigel habe ich auch keine Angaben Steht in jedem Physikbuch: Ausfallswinkel = Einfallswinkel. P.S.: ...Oder meintest du den Hohlspiegel? Da entspricht der (optische) Abstand der beiden Spalte der doppelten Brennweite. Dadurch wird das Gitter mit parallelem Licht beleuchtet.
:
Bearbeitet durch User
hinz schrieb: > Jonathan schrieb: >> Von Bausch& Lomb >> Von innen sieht das Teil so aus: > > Und von außen? https://ibb.co/CvqsVxN https://ibb.co/G2YK1XH
Wolfgang schrieb: > Hp M. schrieb: >> Probier mal mit einen grünen Laserpointer auf den Eintrittsspalt zu >> leuchten und such mit einem weissen Papier das Bild in der Nähe des >> Austrittsspaltes. > > Dann wird das Gitter nicht vernünftig ausgeleuchtet. Die Lichtquelle > muss einen ausreichend großen Öffnungswinkel haben. Wieso sollte man das Gitter ausleuchten müssen? Mit einem Laser kann man die Winkel viel besser messen, da die Divergenz klein ist. Ich würde einfach den Laser (eventuell über einen kleinen Spiegel) direkt auf das Gitter richten, dann mit einem Blatt Papier, möglichst weit vom Gitter entfernt, den Abstand der 1. Ordnungen messen. Die Gitterkonstante wird wahrscheinlich einen nicht zu krummen Wert haben. Normalerweise stehen solche Werte aber irgendwo am Rand oder auf der Rückseite des Gitters, vielleicht ist es ja irgendwo sichtbar.
A. G. schrieb: > Wieso sollte man das Gitter ausleuchten müssen? Damit das Gitter vernünftig arbeiten kann. Jonathan schrieb: > https://ibb.co/CvqsVxN > https://ibb.co/G2YK1XH Warum lädst du die Bilder nicht hier ins Forum hoch? Ist das das selbe Spektrometer, das im Thread *Spektrometer digitalisieren* motorisiert werden soll? Malte21 schrieb: > Ich soll ein analoges Spektrometer, mithilfe eines Schrittmotors und > CCD-Sensors digitalisieren.
Ist das selbe... Ich trottel habe gar nicht gesehen, dass das hier möglich ist^^
Noch ne Frage, am Stellrad kann man ja das Gitter schwenken, dabei steht auf der Anzeige „Mikro“ und die geht von 0-100, was heißt das genau?
Jonathan schrieb: > Noch ne Frage, am Stellrad kann man ja das Gitter schwenken, dabei steht > auf der Anzeige „Mikro“ und die geht von 0-100, was heißt das genau? Die lineare Skala geht von 0.2 bis 1.4 µm (Beschriftung 1.0 0.5 0) und das Rad ist die untersetzte Skala für den Feintrieb. Eine Umdrehung (0 .. 100) dürft auf der linearen Skala 0.1µm ensprechen (probieren). Falls das so ist, entsprechen die 0-100 eine nm-Skala. Setzt eine Lampe mit bekanntem Linienspektrum davor (z.B. Hg-Lampe) und gucks dir an.
A. G. schrieb: > Wieso sollte man das Gitter ausleuchten müssen? Wenn man damit messen will. Dann wird die auf den Austrittsspalt abgebildete Spektrallinie umso schärfer (und heller), je mehr Gitter"spalte" an der Abbildung beteiligt sind. Deshalb haben hochauflösende Spektrometer auch grosse Gitter. Soweit sind wir aber hier noch nicht. Jonathan schrieb: > am Stellrad kann man ja das Gitter schwenken, dabei steht > auf der Anzeige „Mikro“ und die geht von 0-100, was heißt das genau? Erst mal nichts, ausser das jede Umdrehung der Spindel noch in 100 Teile unterteilt ist. Evtl gibts da auch ein Zählwerk, das die ganzen Umdrehungen zählt. Mit einem passenden Getriebe kann man dann direkt die Wellenlänge ablesen. Im Übrigen ist das der Wellenlängen-lineare Antrieb, den ich oben schilderte. Mit dem Vorschub dieser Mikrometerschraube bewegt sich der schwarze Block, und darauf gleitet mit der blanken Kugel das Ärmchen, welches das Gitter dreht. https://ibb.co/CvqsVxN P.S.: Wolfgang schrieb: > lineare Skala geht von 0.2 bis 1.4 µm (Beschriftung 1.0 0.5 0) und > das Rad ist die untersetzte Skala für den Feintrieb. Eine Umdrehung (0 > .. 100) dürft auf der linearen Skala 0.1µm ensprechen (probieren). > Falls das so ist, entsprechen die 0-100 eine nm-Skala. Ja, diese Skala hatte ich übersehen. Bei 0 sollte dann auch die die 0. Ordnung auf dem Austrittsspalt landen. Wolfgang schrieb: > Malte21 schrieb: >> Ich soll ein analoges Spektrometer, mithilfe eines Schrittmotors und >> CCD-Sensors digitalisieren. Evtl. braucht man den Schrittmotor gar nicht, wenn die CCD-Zeile lang genug ist.
:
Bearbeitet durch User
Hp M. schrieb: > Evtl. braucht man den Schrittmotor gar nicht, wenn die CCD-Zeile lang > genug ist. Der Austrittsspalt muss sowieso weichen, wenn die CCD-Zeile benutzt werden soll und dessen Stelle kommt.
Ok, danke. Nochmal zurück auf die Gitterkonstante.. Wie ermitttel ich diese konkret und wie finde ich heraus für was für einen Wellenlängenbereich das Spektrometer geeignet ist?
Jonathan schrieb: > Nochmal zurück auf die Gitterkonstante.. Wie ermitttel ich diese konkret ohne explizite Angaben zur Abbildung im Spektrometer und zur Winkelübersetzung der Mechanik wird das im eingebauten Zustand schwer. Du könntest das Gitter ausbauen, um es zu vermessen. Aber die Wahrscheinlichkeit, dass du dabei das Spektrometer ruinierst, ist halbwegs groß - ist also nicht die beste Idee. Wozu genau willst du die Gitterkonstante bestimmen? Um das theoretisch erreichbare Auflösungsvermögen zu berechnen? Miss doch lieber mit schmalen Linienstrahlern (wie dem oben erwähnten grünen Laser) konkret aus, welches Auflösungsvermögen du tatsächlich erreichst - das ist die viel interessantere Größe. Jonathan schrieb: > ie finde ich heraus für was für einen Wellenlängenbereich das > Spektrometer geeignet ist? Entweder findest du Unterlagen dazu, oder du musst es nachmessen. Zum Nachmessen brauchst du ein Set geeigneter Lichtquellen (mit bekanntem Spektrum und halbwegs bekannter Internsität). Der geeignete Wellenlängenbereich wird zum einen stark durch deinen Sensor festgelegt. Zum anderen durch das Reflexionsverhalten der optischen Komponenten. Also vor allem Beschichtung von Spiegel und Gitter (oft breitbandige Gold- oder Silber-Verspiegelungen). Und vom Blaze-Winkel des Gitters, wenn es denn einen haben sollte. Hast du denn schon eine Empfindlichkeitskurve des CCDs? Es kann gut sein, dass dessen Verlauf den nutzbaren Wellenlängenbereich dominiert.
Also wenn das nur durch einem Ausbau des Gitters möglich ist, das lasse ich das lieber! ^^ Auflösevermögen ist ja die Wellenlänge durch noch zwei trennbare Linie. Wie genau würdest Du da in Bezug zum Laser vorgehen? Hat glaube ich keinen Blaze Winkel... Aus welchen Materialien die Komponeten bestehen kann ich nicht sagen, (keine Datenblatt) Messen erstmal mit einem Fototransistor Hätte zum Messen, verschiedenfarbige LEDs zur Auswahl
So habe den Spiegel mal geschwenkt und konnte mit ein bisschen verrenken einne Zettel auf der Hinterseite feststellen: 600 Grooves/mm Blaze Angle 5° /0 concave Radius
Jonathan schrieb: > Also wenn das nur durch einem Ausbau des Gitters möglich ist, das lasse > ich das lieber! ^^ Im eingebauten Zustand hast du halt mehr unbekannte Parameter miteinander verknüpft (z.B. Übersetzung der Mechanik). Jonathan schrieb: > Wie genau würdest Du da in Bezug zum Laser vorgehen? Spektrale Breite der Laserlinie am Ausgang des Monochromators messen. Der Laser ist so schmal, dass die gemessene Linienbreite von deinem Monochromator festgelegt. Die spektrale Auflösung entspricht dann der Linienbreite bei einer bestimmten Höhe der Linie (oft gibt man die Breite bei halber Höhe an, oder oft stattdessen die Breite bei 63%...). Jonathan schrieb: > Hat glaube ich keinen Blaze Winkel... würde ich auch vermuten. Jonathan schrieb: > Aus welchen Materialien die > Komponeten bestehen kann ich nicht sagen, (keine Datenblatt) wenn es Gold oder Silberbeschichtung ist, kann man das evtl. mittels Anschauen unter weißen Licht erahnen. Jonathan schrieb: > Hätte zum Messen, verschiedenfarbige LEDs zur Auswahl Zum "Kalibrieren" des Monochromators verwendet man im Normalfall gerne kleine Niederdruck-Gasentladungslampen. Oft Edelgase, weil die als atomare Gase scharfe Spektrallinien haben. (Molekulare Gase liefern stattdessen breite Linienbanden). Und Niederdruck, damit es keine Druckverbreiterung der Linien gibt. Verschiedenfarbige LEDs nutzen dir nur bedingt was, weil die relativ breite und relativ undefinierte Spektren haben. Jonathan schrieb: > Messen erstmal mit einem Fototransistor Dann halte ich es für wahrscheinlich, dass dessen Empfindlichkeitskurve den nutzbaren Wellenlängenbereich dominiert. Jonathan schrieb: > 600 Grooves/mm > Blaze Angle 5° /0 na dann ist das ja geklärt.
Eine erste Messung ist ja auch ohne Kallibrierung möglich Zum Stellrad, es gibt einen Feintrieb an dem man drehen kann, dazu noch eine Anzeige mit mikro Einheit, wie genau ist diese zu verstehen? Zum Laser, wir wird die spektrale Breite am Ausgang gemessen? Der Blaze Angle von 5° besagt was konkret? Danke
Steh hier vor einem Rätsel, wenn ich den Fototransitor mit einem grünen Laserpointer anleuchte, zeigt dieser einen Ausschlag an. Wenn ich nun den grünen Laser durch das Spektrometer jage, und am ausgangspalt der Punkt auch raus kommt bei ca. 600nm, dann misst der Transistor gar nichts... wie kann das sein?
Jonathan schrieb: > Steh hier vor einem Rätsel, wenn ich den Fototransitor mit einem grünen > Laserpointer anleuchte, zeigt dieser einen Ausschlag an. Wenn ich nun > den grünen Laser durch das Spektrometer jage, und am ausgangspalt der > Punkt auch raus kommt bei ca. 600nm, dann misst der Transistor gar > nichts... wie kann das sein? Zuviele Verluste durch die Optik Deines Gerätes? Zumal die Empfind- lichkeit für Grünlicht bei Fototransistoren deutlich geringer als bei Rotlicht ist (umgekehrt wie beim menschlichen Auge).
Ok, wundert mich trotzdem, dass bei einem für uns sichtbaren Punkt, der Transisotr überhaupt nicht ausschlägt
Angehängte Dateien:
-
antrieb.png
7,1 MB
Jonathan schrieb: > Eine erste Messung ist ja auch ohne Kallibrierung möglich klar, dann haste halt nur keine definierte Wellenlängenskala. Jonathan schrieb: > Zum Stellrad, es gibt einen Feintrieb an dem man drehen kann, dazu noch > eine Anzeige mit mikro Einheit, wie genau ist diese zu verstehen? Du sprichst von dem Foto, das ich hier wieder angehängt habe? Vielleicht steckt dahinter eine Differential Mikrometerschraube. Die Skala gibt dir dann den Vortrieb an. Der Vortrieb wird über den Hebel in eine Winkelskala übersetzt. Und die Winkeländerung bildet jeweils andere Wellenlängen auf den Ausgangsspalt ab. Es wäre übrigens günstig, wenn du deine Fotos direkt hier hochladen würdest. Dann findet man sie wieder, ohne sich durch all die kryptischen Linknamen zu deinem Bilderserver durchzuklicken. Jonathan schrieb: > Zum Laser, wir wird die spektrale Breite am Ausgang gemessen? Gitter drehen, Intensität am Ausgangsspalt als Funktion des Gitterwinkels aufzeichnen, und dann vom Gitterwinkel auf eine Wellenlängenskala umrechnen. Dafür brauchst du dann aber spätestens eine halbwegs definierte Wellenlängenskala. Ein paar mögliche Lichtquellen mit definierten Spektrallinien wurden ja bereits im Verlauf des Threads genannt. Jonathan schrieb: > Der Blaze Angle von 5° besagt was konkret? in welche Richtung das Maximum der Intensität reflektiert wird. Wenn das in Richtung zum ersten Beugungsmaximum wäre, dann hättest du dort viel mehr Intensität und könntest den Ausgangsspalt vor deinem Fototransistor weiter zudrehen (und damit eine bessere Auflösung hinkriegen). Das wäre bei deinem Gitter für die erste Beugungsordnung ca. bei 300nm der Fall. https://de.wikipedia.org/wiki/Blazegitter Jonathan schrieb: > Wenn ich nun > den grünen Laser durch das Spektrometer jage, und am ausgangspalt der > Punkt auch raus kommt bei ca. 600nm, dann misst der Transistor gar > nichts... wie kann das sein? vielleicht daran, dass nur ein geringer Anteil des Lichts durch das Spektrometer durchkommt? Hast du denn den Strahl "per Auge" auf den Ausgangsspalt eingestellt? Das Auge mit seiner stark nichtlinearen Empfindlichkeiten legt sehr kleine und sehr große Lichtleistungen wesentlich näher zusammen als der Fototransistor, der im Idealfall linear misst.
Hatte die Wellenlänge auf ca 532nm eingestellt, erst ab ca. 600 war ein Punkt am ausgangsspalt sichtbar
Angehängte Dateien:
-
antrieb3.jpg
67 KB
Ups: sorry für das dumme Bildformat und die Monstergröße: ich hatte mir das Originalbild nicht richtig angeschaut. Hier nochmal in der Auflösung, die der Qualität der Fotografie angemessen ist...
Jonathan schrieb: > Ok, wundert mich trotzdem, dass bei einem für uns sichtbaren Punkt, der > Transisotr überhaupt nicht ausschlägt vielleicht hängt es ja auch ein bisschen davon ab, wie empfindlich du den Transistor auswertest. Das direkte Laserlicht auf dem Transistor ist keine vernünftige Referenz. Jonathan schrieb: > Hatte die Wellenlänge auf ca 532nm eingestellt, erst ab ca. 600 war ein > Punkt am ausgangsspalt sichtbar Sehr wahrscheinlich: Nein. Du hast "irgendwas" auf 532 eingestellt. Aber du hast nicht den Monochromator auf die Wellenlänge 532nm eingestellt.
Jonathan schrieb: > Der Blaze Angle von 5° besagt was konkret? Die meisten kommerziell gefertigten Gitter sind für einen bestimmten Wellenlängenbereich optimiert. Man erreicht das, indem man nicht einfach Linien in die Glasoberfläche einritzt, sondern diesen ein sägezahnförmiges Profil gibt. Die Steigung dieser Sägezähne ist der Blaze Winkel. In dieser Richtung reflektiert das Gitter besonders viel Licht, und gleichzeitig wird die Intensitätsverteilung unsymmetrisch: Die Helligkeit der 0. ten und -1. Ordnung wird zugunsten der +1. Ordnung erniedrigt. Tip: Vermutlich stimmt die Justage noch. Drehe insbesondere nicht an dem Kugelköpfcen herum, denn dann veränderst du die Länge des Hebelarms des Gitterantriebs. Schau nach, ob die 0. Ordnung bei Einstellung 0 auf den Austrittsspalt abgebildet wird, und nimm helle Quelle genau bekannter Wellenlänge zur Kontrolle der Wellenlängenskala. Die gelben Natriumlinien von Strassenlaternen oder Kochsalz in einer heissen Flamme z.B oder grüne und orange Quecksilberlinien. Die Intensität am Austrittsspalt ist ziemlich gering, und deshalb wirst du im Dunkeln arbeiten müssen und die Lichtquelle abschirmen, damit du nicht davon geblendet wirst. Einen empfindlicheren Detektor als dein Auge wirst du derzeit nicht haben. Ob du mit der CCD-Zeile glücklich wirst, bezweifle ich. Gewöhnlich verwendet man Photomultiplier, aber zu deren Betrieb braucht man eine Hochspannung, einstellbar im Bereich von -300 bis -1000V. Wenn du meinst eine solche Versorgung bauen oder kaufen zu können, sehe ich mal nach, ob hier noch ein 1P28A mit Gehäuse herumliegt.
:
Bearbeitet durch User
Gut möglich, dass ich an diesem Rad schonmal gedreht habe... Wenn ich die Wellenlänge auf 532 einstelle, sollte ja der Laserpoitner am Ausgangsspalt sichtbar sein?
Obwohl, das ja auch wieder von der Position , wie der Laser in das Spektrometer kommt, abhängig ist
Jonathan schrieb: > Obwohl, das ja auch wieder von der Position , wie der Laser in das > Spektrometer kommt, abhängig ist Die Position des Eintrittsspalts sollte eindeutig feststehen.
Jonathan schrieb: > Nochmal zurück auf die Gitterkonstante.. Warum bist Du so versessen auf die Gitterkonstante? Die erreichbare Auflösung hängt u.a. von der Gesamtzahl beleuchteter Linien ab. Ein Gitter mit 500 Linien/mm und 20mm Breite löst genauso auf wie eins mit 1000 Linie/mm und 10mm Breite. Die absolute Breite des Spektrums dagegen wird auch von der abbildenden Optik beeinflusst. Insofern ist die Frage nach dem Wellenlängenbereich eigentlich die viel interessantere...
> > Sehr wahrscheinlich: Nein. > Du hast "irgendwas" auf 532 eingestellt. Aber du hast nicht den > Monochromator auf die Wellenlänge 532nm eingestellt. Eigentlich per Feintrieb Eintstellung
Die Gitterkonstante habe ich jetzt, stand auf der Rückseite des Gitters... Breite des Gitters?
Am Eingangsspalt kann ich festlegen, wie viel rein kommt (nm), oben am Dreirad wie das Gitter geschwenkt wird, Ausgang auch einstellbar.... Wie viel reinkommt ist beim Laser erstmal egal ?
Angehängte Dateien:
-
image.jpg
210 KB
Nur wenn ich die LED unmittelbar vor den Transistor halte, zeigt dieser einen Ausschlag..?
Angehängte Dateien:
So sieht es am ausgangspalt aus
Jonathan schrieb: > Nur wenn ich die LED unmittelbar vor den Transistor halte, zeigt dieser > einen Ausschlag..? Achim S. schrieb: > vielleicht hängt es ja auch ein bisschen davon ab, wie empfindlich du > den Transistor auswertest. also: wie misst du den "Ausschlag" deines Transistors? hast du einen Arbeitswiderstand? wie groß ist der? welche Spannung hast du an Transistor+Widerstand anliegen?
Jonathan schrieb: > Wenn ich die Wellenlänge auf 532 einstelle, sollte ja der Laserpoitner > am Ausgangsspalt sichtbar sein? Woher weißt du, dass das Skalenrad richtig drauf sitzt. Mach eine Kalibriermessung mit einer Hg-Lampe. Die Zahl der Linien ist übersichtlich und gut dokumentiert.
Hat dein Transistor ein Tageslichtfilter davor ist in erster Linie eher für IR-Fernbedienungen usw. gedacht?
Wolfgang schrieb: > Jonathan schrieb: > >> Wenn ich die Wellenlänge auf 532 einstelle, sollte ja der Laserpoitner >> am Ausgangsspalt sichtbar sein? > > Woher weißt du, dass das Skalenrad richtig drauf sitzt. Mach eine > Kalibriermessung mit einer Hg-Lampe. Die Zahl der Linien ist > übersichtlich und gut dokumentiert. Habe leider keine Hg-Lampe parat
Jonathan schrieb: > 220 Ohm Widerstand > 5Volt dann kannst du deine Transistorauswertung problemlos eine oder zwei Größenordnungen empfindlicher machen, indem du den Arbeitswiderstand um einen Faktor 10-100 erhöhst.
Jonathan schrieb: > Habe leider keine Hg-Lampe parat Dann nimm eine Leuchtstoffröhre. Da kommen genug Quecksilberlinien raus. Zumindest die Linien bei 405, 436 und 546nm sind meist gut ausgeprägt, evtl. auch die bei 365nm.
Jonathan schrieb: > Habe auf 10k erhöht, leider keine Besserung Miss doch einfach den Fotostrom anstatt erst eine Spannung draus zu machen. Und: Der Sensor muss absolut lichtdicht eingepackt sein, darf nur den Austrittsspalt sehen. Wenn der Deckel auf dem Monochromator ist, und du schaltest die Zimmerbeleuchtung ein oder aus, darf sich der Fotostrom nicht ändern, sonst ist das nicht lichtdicht. Solche Lecks musst du suchen und beseitigen. Jonathan schrieb: > Habe leider keine Hg-Lampe parat Bei gewöhnlichen Leuchtstofflampen scheinen ein paar scharfe Hg-Linien durch den Leuchtstoff, der eher breitbandig emittiert, hindurch. https://de.wikipedia.org/wiki/Quecksilberdampflampe Mit dem grünen Laserpointer kann man mit passabler Genauigkeit die 532nm herstellen. Rote Laserpointer hingegen eignen sich nicht, weil deren Licht zwar auch monochromatisch ist, aber herstellungsbedingt ist die Wellenlänge nicht genau bekannt. Jonathan schrieb: > So sieht es am ausgangspalt aus Was soll das sein? Du müsstest genau waagerecht in den Austrittspalt hineinschauen und diesen scharf abbilden. Notfalls hilft dir bei der Scharfstellunng ein Stück Papier, dass du temporär innen vor dem Austrittsspalt anordnest und mit einer hellen Lampe durchleuchtest. Wenn du dann den Eintrittspalt mit einer Halogenlampe beleuchtest, siehst du am Austrittsspalt nur eine Farbe, die du mit dem Handrad verändern kannst. *) Überprüf mal ob bei der Stellung 0,00nm das unveränderte weisse Licht der 0. ten Ordnung rauskommt. *) P.S.: Meist allerdings wirst du nichts sehen, weil ein grosser Teil des Einstellbereichs ja im infraroten oder ultravioletten Bereich liegt. Ganz grob kannst du nur im Bereich zwischen 400nm und 700nm etwas sehen. Die meisten Si-Phototransistoren sind am empfindlichsten zwischen etwa 800 und 1000nm.
:
Bearbeitet durch User
Wolfgang schrieb: >> Habe leider keine Hg-Lampe parat > Dann nimm eine Leuchtstoffröhre. Da kommen genug Quecksilberlinien raus. > Zumindest die Linien bei 405, 436 und 546nm sind meist gut ausgeprägt, > evtl. auch die bei 365nm. Eigentlich werden die UV-Anteile von Leuchstofflampen gut ausgefiltert, denn die möchte man ja nicht als Raumbeleuch- tung haben. Es ist deshalb gut möglich, das diese Linien einfach zu schwach für das Gerät des TEs sind. Der oben beschriebene Grünlaser scheint mir da zielführender zu sein.
Harald W. schrieb: > Eigentlich werden die UV-Anteile von Leuchstofflampen gut > ausgefiltert, denn die möchte man ja nicht als Raumbeleuch- > tung haben. Deshalb schrieb ich "eventuell". Die Hauptanregung des Leuchtstoff erfolgt durch die 254nm-Linie, die aber schon durch das Glas nicht durch kommt. 405, 436 und 546nm sind KEINE UV-Anteile sondern liegen im sichtbaren Bereich des Spektrums. 546nm ist fast schon gelbgrün. Wenn man einen Photodetektor benutzt, sollte man natürlich drauf achten, dass der auch bei 400nm noch etwas sieht.
Jonathan schrieb: > Am Eingangsspalt kann ich festlegen, wie viel rein kommt (nm), Nein, mit der Breite des Eingangsspaltes Legat du nur fest, wie Breit das Bild in der Ebene des Austrittsspaltes ist und wieviel Licht rein geht
Jonathan schrieb: > Habe auf 10k erhöht, leider keine Besserung und wie schaut's mit der Frage von Axel aus ? Axel R. schrieb: > Hat dein Transistor ein Tageslichtfilter davor auf deinem Foto ist das nicht so richtig gut zu erkennen. Und wie schon mehrfach geschrieben wurde (mit Bezug auf deinen Detektor) Achim S. schrieb: > dass dessen Empfindlichkeitskurve den nutzbaren Wellenlängenbereich > dominiert.
Hp M. schrieb: > A. G. schrieb: >> Wieso sollte man das Gitter ausleuchten müssen? > > Wenn man damit messen will. Wolfgang schrieb: > A. G. schrieb: >> Wieso sollte man das Gitter ausleuchten müssen? > > Damit das Gitter vernünftig arbeiten kann. Es ging doch nur darum die Gitterkonstante zu vermessen, da ist ein kollimierter Strahl in diesem Fall viel sinnvoller als ein divergenter, der das Gitter voll ausleuchtet.
Danke für die zahlreichen Antworten. Welche Größen sind in einem Spektrometer allgemein wichtig? Abstand Spalt zum Spiegel und dann zum Gitter. Welche Winkel, wie berechnet man diese? Das Gitter ist übrigens 10cm x 10cm und. Die Gitterkonstante ist 1/600mm. Pauschal hohe Auflösung?
Jonathan schrieb: > Welche Größen sind in einem Spektrometer allgemein wichtig? Abstand > Spalt zum Spiegel und dann zum Gitter. Länge des Lichtweges vom Spalt zum Gitter. Das ist auch die Brennweite des Hohlspiegels, und danach werden die Geräte meist benannt. Z.B. ein "1 Meter" Monochromator. Die Gitterkonstante ist natürlich auch wichtig, aber oft kann man beim Kauf bei gleichem mechanischem Aufbau zwischen verschiedenen Gittern wählen. Jonathan schrieb: > Das Gitter ist übrigens 10cm x 10cm und. Die Gitterkonstante ist > 1/600mm. Pauschal hohe Auflösung? Das ist schon ein recht gutes Gerät für den sichtbaren und angrenzende unsichtbare Bereiche. Für Präzisionsmessungen lohnt es sich die Kiste zu thermostatisieren.
> > Länge des Lichtweges vom Spalt zum Gitter. Das ist auch die Brennweite > des Hohlspiegels, und danach werden die Geräte meist benannt. Z.B. ein > "1 Meter" Monochromator. > Die Strecke vom Eingangsspalt zum Spiegel sind ungefähr 50 cm. Vom Gitter zum Spiegel 44cm. > > > Das ist schon ein recht gutes Gerät für den sichtbaren und angrenzende > unsichtbare Bereiche. Für Präzisionsmessungen lohnt es sich die Kiste zu > thermostatisieren. Okay
P.S.: Meist verwendet man zusätzlich eine Eintrittsoptik, oft eine Konvexlinse aus Quarzglas oder einen konkaven Oberflächenspiegel, mit der man die zu untersuchende Lichtquelle auf den Eintrittsspalt abbildet. Ein billiger Fototransistor ist jedenfalls einem solchen Gerät nicht angemessen.
Über das Auflösungsvermögen lässt sich erst sprechen, wenn man auch Messergebnisse vorliegen hat, nicht? (oder halt Datenblatt)
Ich habe nochmal nachgeschaut, ich glaube es handelt sich um einen Parabolspiegel
Jonathan schrieb: > Über das Auflösungsvermögen lässt sich erst sprechen, wenn man auch > Messergebnisse vorliegen hat, nicht? (oder halt Datenblatt) Jedenfalls für die tatsächlich erreichten Werte. Es gibt aber ein theoretisch erreichbaren Wert, der sich aus den Abmessungen des Gitters berechnen lässt. Dieser Wert errechnet sich durch den Abstand zwischen einem Hauptmaximum und seinem 1. Nebenminimum (Phasenunterschied von lambda/2 über die halbe Gitterlänge). Aus der hohlen Hand würde ich das Auflösungsvermögen auf besser als 0,1nm einschätzen. Das Gitter in dem oben erwähnten erwähnten Echelle-Monochromator wird auch etwa 10cm lang sein, aber schmaler, und damit konnte ich zwei Eisenlinien im 200nm Bereich, die 6pm voneinander entfernt sind, problemlos trennen.
Angehängte Dateien:
-
Unbenannt.PNG
26 KB
Jonathan schrieb: > Ich habe nochmal nachgeschaut, ich glaube es handelt sich um einen > Parabolspiegel Was genau bedeutet das f? Die Brennweite?
Jonathan schrieb: > Was genau bedeutet das f? Die Brennweite? https://de.wikipedia.org/wiki/Brennweite#Messung_der_Brennweite
Jonathan schrieb: > Das Gitter ist übrigens 10cm x 10cm und. Boah ey. Wahnsinn. > Die Gitterkonstante ist 1/600mm. Pauschal hohe > Auflösung? Klar. 100mm mal 600 Linien je mm sind 60'000 (!!) Linien.
Hp M. schrieb: > Aus der hohlen Hand würde ich das Auflösungsvermögen > auf besser als 0,1nm einschätzen. Mindestens. Ich weiss die Vorfaktoren nicht aus dem Kopf, aber die Auflösung von Gitterspektralapparaten liegt meiner Erinnerung nach in der Größenordnung der Anzahl der insgesamt beleuchteten Linien. Bei 100mm Gitterbreite und 600/mm wäre das 1/60'000. (Ach so: In der ersten Beugungsordnung natürlich.) > Das Gitter in dem oben erwähnten erwähnten > Echelle-Monochromator wird auch etwa 10cm lang sein, > aber schmaler, und damit konnte ich zwei Eisenlinien > im 200nm Bereich, die 6pm voneinander entfernt sind, > problemlos trennen. 200nm/60'000 = 200pm/60 = 3,3pm. Kommt also hin.
Hp M. schrieb: > P.S.: > Meist verwendet man zusätzlich eine Eintrittsoptik, oft eine Konvexlinse > aus Quarzglas oder einen konkaven Oberflächenspiegel, mit der man die > zu untersuchende Lichtquelle auf den Eintrittsspalt abbildet. > > Ein billiger Fototransistor ist jedenfalls einem solchen Gerät nicht > angemessen. Eher ein CCD-Sensor ? Was wären die Vorteile?
Jonathan schrieb: > Eher ein CCD-Sensor ? Nein, ein Photomultiplier. Ist preiswert und sehr empfindlich. Der Hauptnachteil ist, dass man eine hohe negative Betriebsspannung bruacht, die einstellbar und sehr konstant sein sollte. 1mA reicht völlig. Die meisten Halbleiterdetektoren auf Si-Basis sind zwar gut im nahen IR, aber im analytisch wichtigen UV recht schlecht. Nur teure Spezialversionen, die ausserordentlich dünn sind und von der Rückseite her beleuchtet werden, oder solche, auf die man eine fluoreszierende Schicht aufgetragen hat, erreichen dort vergleichbare Daten. Wegen ihres hohen Dunkelstromes (resultiert aus der IR-Empfindlichkeit) werden sie manchmal noch stark, bis auf -70°C, gekühlt. Egon D. schrieb: >> Das Gitter in dem oben erwähnten erwähnten >> Echelle-Monochromator wird auch etwa 10cm lang sein, >> aber schmaler, und damit konnte ich zwei Eisenlinien >> im 200nm Bereich, die 6pm voneinander entfernt sind, >> problemlos trennen. > > 200nm/60'000 = 200pm/60 = 3,3pm. Kommt also hin. Na ja, das Teil hat nur 69 Linien/mm und wird in irgendwo zwischen 80. und 90. Ordnung betrieben.
Jonathan schrieb: > Wenn ich nun > den grünen Laser durch das Spektrometer jage, und am ausgangspalt der > Punkt auch raus kommt bei ca. 600nm, Dann ist das Teil übelst dejustiert. 600nm ist orange. Evtl ist das Quarzplättchen, auf dem die Kugel gleitet, durch raue Behandlung oder einen Tranportschaden beschädigt oder zerstört. Die Kugel wird nur durch die lange Schraubenfeder dort draufgedrückt, und du kannst sie einfach vorsichtig abheben und dir das genau ansehen. Nachher seeehr vorsichtig wieder draufsetzen und zum Tranport ein Stückchen Pappe dazwischenlegen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.