Spektrometer Andor Shamrock 500i: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 15. Dezember 2023, 15:38 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

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

Tipps und Tricks

Bei der Installation der Software Solis auf einem neuen Computer müssen zusätzlich alle nötigen Treiber installiert werden.
Vor der ersten Messung muss sichergestellt werden, dass die Kamera auf -60°C heruntergekühlt wird. Dies wird unten links im Eck der Software angezeigt.

Zubehör

Power Supply
Power Cable
2 Frontplatten mit einstellbaren Einzelspalten
2 Frontplatten mit einer 1" großen Öffnung für den Anschluss von Glasfaserleitungen
USB 2.0 Kabel von Typ A auf Typ B
CCD-Kamera iVac 324 FI

Experimente

Bedienungsanleitung des Herstellers

Fotos

```
     Foto des Spektrometers.
```

     Skizze zur Funktionsweise des Spektrometers.

Literatur

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

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-<nowiki>[[Kategorie:Name der Kategorie]]</nowiki>
+[[Kategorie:In Bearbeitung]]
 __KEIN_INHALTSVERZEICHNIS__
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 <div class="row">
    <div class="large-7 columns">
-Kurzbeschreibung des Gegenstandes in maximal fünf Sätzen (z.B. andere mögliche Bezeichnungen, Erfinder, Ursprung,...)
+Mit diesem Spektrometer können mit drei verschiedenen Gittern in einem Spektralbereich von 200 bis 1415&thinsp;nm Auflösungen von bis zu 0,03&thinsp;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.
-Text
+[[Datei:HW_Optik_Spektrometer_Funktionsweise.PNG|400px|center|thumb|Skizze zur Funktionsweise des Spektrometers. Muss noch durch ein eigenes Foto ersetzt werden.]]
-'''Funktionsweise'''
-Text
-=== Zubehör ===
-Gehören zu dieser Hardware zusätzliche Gegenstände? Wo befinden sich diese in der Sammlung. Füge auch dazu Bilder ein.Falls es kein Zubehör gibt kann dieser Abschnitt einfach gelöscht werden.
    </div>
    <div class="large-5 columns">
-[[Datei:HW Elektrostatik Influenzmaschine Beschreibung.jpeg|600px|right|thumb|Bilder sollten immer eine sinnvolle Beschreibung haben. Hier z.B. : Influenzmaschine von 3B Scientific.]]
+[[Datei:HW_Optik_Spektrometer_Aufbau_Beschriftung.PNG|600px|right|thumb|Beschriftetes Spektrometer Shamrock 500i B1. Autorin: Katharina Stütz]]
-  </div>
-</div>
-<div class="row">
-  <div class="large-7 columns">
-=== Experimente ===
-Hier werden, wenn vorhanden, Links zu den Experimenten eingefügt, die mit der beschriebenen Hardware umgesetzt werden können.<br>
-Andernfalls bleibt die Überschirft ohne Eintrag stehen.
    </div>
    <div class="large-5 columns">
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 {| class="wikitable" style="margin: auto; width: 100%"|
 | Sammlungsposition
-| Schrankname: Regalfach (Beispiel: Elektronik: 4c)
+| 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
 |-
-| Sonstiges
+| CCD-Kamera
-| ??
+| iVac 324B (DR-324B-FI)
 |}
    </div>
 </div>
+'''Bei unserem Spektrometer stehen drei verschiedene Gitter zur Auswahl:'''
+{| class="wikitable" style="margin: auto; width: 100%"|
+|+ 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
+|-
+|}
+'''Tipps und Tricks'''
+* Bei der Installation der Software [[SW:Andor_Solis_(S)|Solis]] auf einem neuen Computer müssen zusätzlich alle nötigen Treiber installiert werden.
+* Vor der ersten Messung muss sichergestellt werden, dass die Kamera auf -60°C heruntergekühlt wird. Dies wird unten links im Eck der Software angezeigt.
+=== Zubehör ===
+* Power Supply
+* Power Cable
+* 2 Frontplatten mit einstellbaren Einzelspalten
+* 2 Frontplatten mit einer 1" großen Öffnung für den Anschluss von Glasfaserleitungen
+* USB 2.0 Kabel von Typ A auf Typ B
+* CCD-Kamera iVac 324 FI
+=== Experimente ===
 <!-- === Betriebsanweisungen === -->
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 === Bedienungsanleitung des Herstellers ===
-* [https://andor.oxinst.com/assets/uploads/products/andor/documents/andor-shamrock-500-specifications.pdf Bedienungsanleitung Andor Shamrock 500i]
+* [https://andor.oxinst.com/assets/uploads/products/andor/documents/andor-shamrock-500-specifications.pdf Spezifikationen von Andor Shamrock 500i]
+* [https://andor.oxinst.com/downloads/uploads/Andor_Shamrock-500-750_Manual.pdf Bedienungsanleitung Andor Shamrock 500i]
+* [https://andor.oxinst.com/downloads/uploads/Shamrock_500i_and_750_Quick_Start_Guide.pdf Andor Shamrock 500i Quick-Start Guide]
+* [https://andor.oxinst.jp/assets/uploads/documents/Andor/andor-ivac-specifications.pdf Spezifikationen zur CCD-Kamera iVac 324 FI]
 === Fotos ===
-Am Ende des Dokuments kommt eine Galerie aller Bilder, die zu dieser Hardware unter dem Namensraum "Datei:" bereits vorhanden sind. Hier sehen Sie als Beispiel die Bilder der Influenzmaschine. Um Ihre eigenen Bilder hier einzubinden müssen einfach nur die Bezeichungen der Bilder ausgetauscht werden.<br>
 <div class="row">
@@ Zeile 59: / Zeile 112: @@
 <ul class="example-orbit" data-orbit>
    <li>
-     [[Datei:HW Elektrostatik Influenzmaschine vorne.jpeg|slide 1]]
+     [[Datei:HW_Optik_Spektrometer_Aufbau_Beschriftung.PNG|slide 1]]
-    <div class="orbit-caption">
-      vorne
-    </div>
-  </li>
-  <li>
-    [[Datei:HW Elektrostatik Influenzmaschine hinten.jpeg|slide 2]]
      <div class="orbit-caption">
-       hinten
+       Foto des Spektrometers.
      </div>
    </li>
    <li>
-     [[Datei:HW Elektrostatik Influenzmaschine Blitz.jpeg|slide 3]]
+     [[Datei:HW_Optik_Spektrometer_Funktionsweise.PNG|slide 2]]
      <div class="orbit-caption">
-       Blitz
+       Skizze zur Funktionsweise des Spektrometers.
      </div>
    </li>
@@ Zeile 81: / Zeile 128: @@
 == Literatur ==
-Hier werden alle verwendeten Literaturen notiert.<ref>Homepage der Arbeitsgruppe Physik und ihre Didaktik: https://www.pi5.uni-stuttgart.de/de/forschung/physik-und-ihre-didaktik/index.html</ref>
 <references />

HW