Dispersion und Auflösungsvermögen des Gitter- und Prismenspektrometers

Prinzip

Das an einem periodischen Liniengitter gebeugte Licht einer Hg-Spektrallampe wird mit einem Goniometer beobachtet. Die Beugungswinkel für die verschiedenen Spektrallinien werden für mehrere Beugungsordnungen bestimmt. Mit Hilfe von Gittern mit verschiedenen Gitterkonstanten wird die spektrale Winkeldispersion in Abhängigkeit von der Gitterkonstante bestimmt. Der Einfluss der Anzahl der verwendeten Gitterlinien wird beobachtet, indem mit Hilfe eines verstellbaren Spaltes die Breite des nutzbaren Lichtbündels eingeschränkt wird. Der Effekt der Beugung an diesem Spalt wird dabei berücksichtigt. Das beobachtete spektrale Auflösungsvermögen eines Beugungsgitters bei gegebener Gitterkonstante und nutzbarer Breite wird verglichen mit den theoretischen Erwartungen. 

Vorteile

• Beugungseffekte im Detail untersuchen
• die Grundsätze der Gitterspektroskopie verstehen
• präzise reproduzierbare Ergebnisse im robusten Aufbau

Aufgaben

1. Justierung eines Gitterspektrometers

2. Messung der Beugungswinkel für verschiedene Wellenlängen und Beugungsordnungen
3. Messung der Beugungswinkel für verschiedene Gitterkonstanten
4. Identifizierung der Quecksilber(Hg)-Spektrallinien 
5. Bestimmung der Gitterkonstanten bei bekannter 
6.  der Winkeldispersion in Anhängigkeit von der Gitterkonstante 
7. Beobachtung des spektralen Auflösungsvermögens bei eingeschränkter Strahlbreite - wann erscheinen verschiedene Linien noch getrennt?

Lernziele

• Maxwell-Beziehung
• Dispersion
• Polarisierbarkeit
• Brechungsindex
• Prismen
• Rowlandgitter, Beugungsgitter
• Spektrometer
• Goniometer
• Konstruktive und destruktive Interferenz
• Interferenz und Beugung an Kante, Spalt und Gitter

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung nur in englischer Sprache erhältlich.)