Das Werk befasst sich mit den Grundlagen der Wellenoptik und der geometrischen Optik, anhand eines praktischen Beispiels.
Es werden folgende Themengebiete dargestellt:
Das Licht als elektromagnetische Welle
Emission von Lichtquanten
Bohrsche Bedingung
Beugung
Interferenz
Dispersion
Strahlengang durch ein Prisma
Strahlengang des Prismenspektralapparates
Auflösungsvermögen eines Prismenspektralapparates
optische Instrumente zur Spektrometrie
Funktionsweise des Prismenspektralapparates
Das Werk orientiert sich am Lehrstoff des Maschinenbaustudiums.
Inhaltsverzeichnis
- Vorwort zur Wiedervorlage
- 1 Aufgabenbeschreibung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Das Licht als elektromagnetische Welle
- 2.1.2 nach Maxwell
- 2.1.2 nach Huygens
- 2.2 Emission von Lichtquanten
- 2.3 Bohrsche Bedingung
- 2.4 Beugung
- 2.5 Interferenz
- 2.6 Dispersion
- 2.7 Strahlengang durch ein Prisma
- 2.8 Strahlengang des Prismenspektralapparates
- 2.9 Auflösungsvermögen eines Prismenspektralapparates
- 2.1 Das Licht als elektromagnetische Welle
- 3 optische Instrumente zur Spektrometrie
- 3.1 Funktionsweise des Prismenspektralapparates
- 3.2 Spektroskop
- 3.3 Spektrograf
- 3.4 Monochromat
- 3.6 Spektralphotometer
- 4 Anwendung der Spektroskopie
- 5 Versuchsdurchführung
- 6 Versuchsauswertung
- 6.1 aufgenommene und gemittelte Messwerte des Winkel 8
- 6.2 Vergleich der Wellenlänge λ zu dem Winkel S
- 6.3 Eichkurve Prismenspektralapparat
- 7 Fehlerdiskussion
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Wellenlängeneichung eines Prismenspektralapparates. Ziel des Versuchs ist es, eine Eichkurve für den Apparat zu erstellen, indem die bekannten Wellenlängen von vier verschiedenen Spektrallampen (Quecksilber, Cadmium, Zink, Helium) gemessen und ausgewertet werden.
- Das Wesen des Lichts als elektromagnetische Welle
- Die Anwendung des Huygens-Prinzips zur Erklärung der Beugung
- Die Funktionsweise und das Auflösungsvermögen von Prismenspektralapparaten
- Die Anwendung der Spektroskopie in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen
- Die Durchführung und Auswertung eines physikalischen Versuchs zur Wellenlängeneichung
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 beschreibt die Aufgabenstellung des Versuchs, die Eichung eines Prismenspektralapparates mit Hilfe von vier verschiedenen Spektrallampen. Kapitel 2 erläutert die Grundlagen der Wellenoptik und Quantenoptik, die für das Verständnis des Versuchs notwendig sind. Hierbei werden die Beschreibung des Lichts als elektromagnetische Welle nach Maxwell und Huygens, die Emission von Lichtquanten, die Bohrsche Bedingung, Beugung, Interferenz, Dispersion, der Strahlengang durch ein Prisma, der Strahlengang des Prismenspektralapparates und das Auflösungsvermögen eines Prismenspektralapparates behandelt.
Kapitel 3 befasst sich mit verschiedenen optischen Instrumenten zur Spektrometrie, darunter der Prismenspektralapparat, Spektroskop, Spektrograf, Monochromat und Spektralphotometer. Kapitel 4 erläutert die Anwendung der Spektroskopie in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen. Kapitel 5 beschreibt die Versuchsdurchführung, während Kapitel 6 die Versuchsauswertung mit den aufgenommenen und gemittelten Messwerten, dem Vergleich der Wellenlänge zu dem Winkel und der Erstellung der Eichkurve behandelt. Kapitel 7 diskutiert mögliche Fehlerquellen und deren Einfluss auf die Ergebnisse.
Schlüsselwörter
Wellenlängeneichung, Prismenspektralapparat, elektromagnetische Welle, Huygens-Prinzip, Spektroskopie, Lichtquanten, Bohrsche Bedingung, Beugung, Interferenz, Dispersion, Versuchsauswertung, Fehlerdiskussion.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Ziel der Wellenlängeneichung eines Prismenspektralapparates?
Ziel ist die Erstellung einer Eichkurve, die den Zusammenhang zwischen dem Ablenkwinkel des Lichts im Prisma und der entsprechenden Wellenlänge darstellt.
Wie funktioniert ein Prismenspektralapparat?
Er nutzt die Dispersion eines Prismas, um einfallendes Licht in seine verschiedenen Wellenlängen (Farben) aufzuspalten, die dann über ein Fernrohr gemessen werden können.
Welche physikalischen Konzepte liegen dem Versuch zugrunde?
Wichtige Konzepte sind die Wellenoptik (Beugung, Interferenz), die geometrische Optik (Strahlengang im Prisma) und die Quantenoptik (Bohrsche Bedingung, Emission von Lichtquanten).
Welche Lichtquellen werden für die Eichung verwendet?
Im Versuch werden Spektrallampen mit bekannten Linien von Quecksilber (Hg), Cadmium (Cd), Zink (Zn) und Helium (He) als Referenz genutzt.
Was versteht man unter dem Auflösungsvermögen des Apparates?
Es gibt an, wie klein der Wellenlängenunterschied zwischen zwei Linien sein darf, damit der Spektralapparat sie noch als getrennte Linien darstellen kann.
- Quote paper
- Florian Kamin (Author), 2009, Wellenlängeneichung eines Prismenspektralapparates, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/150384
