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Spektrometer Andor Shamrock 500i: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Physik und ihre Didaktik Wiki

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Bei dem hier verwendeten Spektrometer handelt es sich um ein Gitterspektrometer. Das zu untersuchende Licht muss gerade und kollimiert in die Eintrittsöffnung treffen. Im Spektrometer wird das Licht dann über zwei gekrümmte Spiegel kollimiert und auf das Gitter reflektiert. Das Gitter ist so optimal ausgeleuchtet. Das vom Gitter reflektierte Licht wird dann mit weiteren Spiegeln und einer Linse auf den Chip eines Kamera-Chips fokussiert. Um das gemessenen Signal verstärken zu können wird ein Photomultiplier (Sekundärelektronenvervielfacher) eingesetzt. Dabei löst die einfallende Strahlung an der Photokathode Elektronen aus. Diese werden dann über eine anliegende Spannung beschleunigt und treffen auf mehrere Dynoden. Die letzte Dynode ist dann die Anode. An jeder einzelnen Dynode treffen die Elektronen auf und werden durch eine erneute angelegte Spannung weiter beschleunigt. Bei diesem Prozess werden weitere Elektronen aus dem Dynoden-Material herausgelöst. Der ürsprüngliche Strom wird also verstärkt.
Bei dem hier verwendeten Spektrometer handelt es sich um ein Gitterspektrometer. Das zu untersuchende Licht muss gerade und kollimiert in die Eintrittsöffnung treffen. Im Spektrometer wird das Licht dann über zwei gekrümmte Spiegel kollimiert und auf das Gitter reflektiert. Das Gitter ist so optimal ausgeleuchtet. Das vom Gitter reflektierte Licht wird dann mit weiteren Spiegeln und einer Linse auf den Chip eines Kamera-Chips fokussiert. Um das gemessenen Signal verstärken zu können wird ein Photomultiplier (Sekundärelektronenvervielfacher) eingesetzt. Dabei löst die einfallende Strahlung an der Photokathode Elektronen aus. Diese werden dann über eine anliegende Spannung beschleunigt und treffen auf mehrere Dynoden. Die letzte Dynode ist dann die Anode. An jeder einzelnen Dynode treffen die Elektronen auf und werden durch eine erneute angelegte Spannung weiter beschleunigt. Bei diesem Prozess werden weitere Elektronen aus dem Dynoden-Material herausgelöst. Der ürsprüngliche Strom wird also verstärkt.


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[[Datei:HW_Optik_Spektrometer_Funktionsweise.PNG|400px|center|thumb|Skizze zur Funktionsweise des Spektrometers. Muss noch durch ein eigenes Foto ersetzt werden.]]
 
 


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Drei verschiedene Gitter stehen zur Auswahl:
Bei unserem Spektrometer stehen drei verschiedene Gitter zur Auswahl:


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Version vom 15. Juni 2023, 08:45 Uhr



Mit diesem Spektrometer können mit drei verschiedenen Gittern in einem Spektralbereich von 200 bis 1415 nm Auflösungen von bis zu 0,03 nm erreicht werden. Mithilfe einer angebauten CCD-Kamera kann das Ergebnis mithilfe einer Software an einem Computer betrachtet werden.

Aufbau und Funktionsweise

Aufbau

Bei dem hier verwendeten Spektrometer handelt es sich um ein Gitterspektrometer. Das zu untersuchende Licht muss gerade und kollimiert in die Eintrittsöffnung treffen. Im Spektrometer wird das Licht dann über zwei gekrümmte Spiegel kollimiert und auf das Gitter reflektiert. Das Gitter ist so optimal ausgeleuchtet. Das vom Gitter reflektierte Licht wird dann mit weiteren Spiegeln und einer Linse auf den Chip eines Kamera-Chips fokussiert. Um das gemessenen Signal verstärken zu können wird ein Photomultiplier (Sekundärelektronenvervielfacher) eingesetzt. Dabei löst die einfallende Strahlung an der Photokathode Elektronen aus. Diese werden dann über eine anliegende Spannung beschleunigt und treffen auf mehrere Dynoden. Die letzte Dynode ist dann die Anode. An jeder einzelnen Dynode treffen die Elektronen auf und werden durch eine erneute angelegte Spannung weiter beschleunigt. Bei diesem Prozess werden weitere Elektronen aus dem Dynoden-Material herausgelöst. Der ürsprüngliche Strom wird also verstärkt.

Skizze zur Funktionsweise des Spektrometers. Muss noch durch ein eigenes Foto ersetzt werden.
Beschriftetes Spektrometer Shamrock 500i B1. Autorin: Katharina Stütz

Wichtige Daten

Sammlungsposition Linke Ecke im Schülerlabor
Hersteller Andor
Brennweite (Focal Length) 500 mm
Blendenöffnung F/6,5 = 76,9 mm ("F" = Focal Length)
Auflösung bis zu 0,03 nm
CCD-Kamera iVac 324B (DR-324B-FI)

Bei unserem Spektrometer stehen drei verschiedene Gitter zur Auswahl:

Eigenschaften der drei verschiedenen Gitter
Gitterkonstante (l/mm) Andor Teilnummer Bester Spektralbereich (nm) Möglicher Spektralbereich (nm) Auflösung (nm) Bandpass (nm) Blaze (nm) (optimale Wellenlänge)
1200 SR5-GRT-1200-0500 200 - 865 200 - 1415 0,06 40 500
1800 SR5-GRT-1800-FH 200 - 575 200 - 945 0,04 26 380 nm (Holographisch)
2400 SR5-GRT-2400-0300 200 - 435 200 - 705 0,03 19 300

Funktionsweise

Zubehör

  • CCD-Kamera iVac 324 FI

Experimente

Hier werden, wenn vorhanden, Links zu den Experimenten eingefügt, die mit der beschriebenen Hardware umgesetzt werden können.
Andernfalls bleibt die Überschirft ohne Eintrag stehen.


Bedienungsanleitung des Herstellers

Fotos

  • slide 1
         Foto des Spektrometers.
    
  • slide 2
         Skizze zur Funktionsweise des Spektrometers.
    

Literatur


88x31.png Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0