User Tools

Site Tools


optische_spektroskopie

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revision Previous revision
Next revision
Previous revision
optische_spektroskopie [2009/04/10 14:20]
braun
optische_spektroskopie [2009/04/10 15:07] (current)
braun
Line 70: Line 70:
 Der Ablenkwinkel an einem Prisma ist neben dem Brechungsindex auch von der Richtung des einfallenden Lichtstrahls abhängig; er lässt sich aus dem Brechungsgesetz berechnen. Besonders einfache Verhältnisse erhält man, wenn der Lichtstrahl das Prisma symmetrisch durchläuft; so dass sich gleiche Ein- und Ausfallwinkel an den Grenzflächen ergeben (Abb. 2). Der Gesamt-Ablenkwinkel <m>gamma</m> wird in diesem Falle minimal (Minimal- Der Ablenkwinkel an einem Prisma ist neben dem Brechungsindex auch von der Richtung des einfallenden Lichtstrahls abhängig; er lässt sich aus dem Brechungsgesetz berechnen. Besonders einfache Verhältnisse erhält man, wenn der Lichtstrahl das Prisma symmetrisch durchläuft; so dass sich gleiche Ein- und Ausfallwinkel an den Grenzflächen ergeben (Abb. 2). Der Gesamt-Ablenkwinkel <m>gamma</m> wird in diesem Falle minimal (Minimal-
 ablenkung). Geometrisch ergibt sich aus Abb. 2: ablenkung). Geometrisch ergibt sich aus Abb. 2:
 +
 +{{:ops_abb2_prisma.jpg|}}
  
 Abb. 2 :  Lichtbrechung an einem Prisma Abb. 2 :  Lichtbrechung an einem Prisma
Line 80: Line 82:
  
 <m 14> <m 14>
-(2)     gamma=2(alpha-beta) bzw. alpha=(gamma+epsilon)/2+(2)     gamma=2(alpha-beta)  
 +</m> 
 +            bzw. 
 +<m 14> 
 +(3)         alpha=(gamma+epsilon)/2
 </m> </m>
  
Line 86: Line 92:
  
 <m 14> <m 14>
-(3)    sin alpha/sin beta=c_0/c_p=n_p/n_0   +(4)    (sin alpha)/(sin beta)=c_0/c_p=n_p/n_0   
 </m>   </m>  
            bzw.            bzw.
 <m 14> <m 14>
-(4)    n_p=n_0 (sin((gamma+epsilon)/2)/sin(epsilon/2),+(5)    n_p=n_0 sin((gamma+epsilon)/2) 
 + 
 +/(sin epsilon/2),
 </m> </m>
  
Line 105: Line 113:
  
 <m 14> <m 14>
-(5) d sin(alpha)=n lambda (n=0,1,2,....).+(6) d sin(alpha)=n lambda (n=0,1,2,....).
 </m> </m>
  
 Da die Richtung (Beugungswinkel <m>alpha</m>) der Interferenzmaxima nach (3) von der Wellenlänge abhängt, kann mit einem Gitter das Licht in seine spektralen Anteile zerlegt werden. Dabei treten Wiederholungen der zu einer Farbe (Wellenlänge) gehörenden Interferenzmaxima entsprechend der Folge der Laufzahl n auf, die als Interferenzmaxima der n-ten Ordnung bezeichnet werden. Da die Richtung (Beugungswinkel <m>alpha</m>) der Interferenzmaxima nach (3) von der Wellenlänge abhängt, kann mit einem Gitter das Licht in seine spektralen Anteile zerlegt werden. Dabei treten Wiederholungen der zu einer Farbe (Wellenlänge) gehörenden Interferenzmaxima entsprechend der Folge der Laufzahl n auf, die als Interferenzmaxima der n-ten Ordnung bezeichnet werden.
 Zur experimentellen Realisation wird die Beobachtungsebene durch eine Sammellinse in das Endliche verlagert, wobei die Lichtstrahlen in der Brennebene der Linse vereinigt werden (Abb. 3), zur Erklärung der physikalischen Situation trägt die Linse aber nicht bei. Zur experimentellen Realisation wird die Beobachtungsebene durch eine Sammellinse in das Endliche verlagert, wobei die Lichtstrahlen in der Brennebene der Linse vereinigt werden (Abb. 3), zur Erklärung der physikalischen Situation trägt die Linse aber nicht bei.
 +
 +{{:ops_abb3_gitter.jpg|}}
  
 Abb. 3 Beugung und Interferenz an einem Gitter. Abb. 3 Beugung und Interferenz an einem Gitter.
Line 118: Line 128:
  
 Zur quantitativen Messung der Ablenkung an einem Prisma oder einem Gitter ist paralleles Licht definierter Richtung erforderlich, das mit einem Kollimator erzeugt wird. Er besteht z.B. aus einer Sammellinse, in dessen Brennpunkt ein Spalt aufgestellt wird (Abb. 4). Der Spalt wird beleuchtet und stellt so eine (in einer Raumebene) punktförmige Lichtquelle dar. Zur Beobachtung des parallelen Lichtes wird ein auf unendlich eingestelltes Fernrohr benutzt, das den Spalt zunächst in die Brennebene des Fernrohrobjektivs (Zwischenbildebene) abbildet und in der es mit einem Okular (Lupe) vergrößert betrachtet wird. In der Zwischenbildebene ist zur Festlegung der Beobachtungsrichtung zusätzlich ein Fadenkreuz angebracht. Das Fernrohr ist schwenkbar um den Prismen- bzw. Gittertisch. Die Beobachtungsrichtung des Fernrohrs kann an einer Winkelskala mit Nonius abgelesen werden. Zur quantitativen Messung der Ablenkung an einem Prisma oder einem Gitter ist paralleles Licht definierter Richtung erforderlich, das mit einem Kollimator erzeugt wird. Er besteht z.B. aus einer Sammellinse, in dessen Brennpunkt ein Spalt aufgestellt wird (Abb. 4). Der Spalt wird beleuchtet und stellt so eine (in einer Raumebene) punktförmige Lichtquelle dar. Zur Beobachtung des parallelen Lichtes wird ein auf unendlich eingestelltes Fernrohr benutzt, das den Spalt zunächst in die Brennebene des Fernrohrobjektivs (Zwischenbildebene) abbildet und in der es mit einem Okular (Lupe) vergrößert betrachtet wird. In der Zwischenbildebene ist zur Festlegung der Beobachtungsrichtung zusätzlich ein Fadenkreuz angebracht. Das Fernrohr ist schwenkbar um den Prismen- bzw. Gittertisch. Die Beobachtungsrichtung des Fernrohrs kann an einer Winkelskala mit Nonius abgelesen werden.
 +
 +{{:ops_abb4_spektrometer.jpg|}}
  
 Abb. 4: Aufbau des Spektrometers Abb. 4: Aufbau des Spektrometers
optische_spektroskopie.1239366015.txt.gz · Last modified: 2009/04/10 14:20 by braun