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Handspektroskop (Karton) von Astromedia, und so einige Spektren

sma

Flashaholic**
8 Januar 2011
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Aalen/Ulm, um, und herum
Hallo zusammen,

nach dem Rätsel kürzlich von tbyte mußte ich mir das "Handspektroskop" aus Karton von Astromedia (toller Tip, Danke tbyte!) natürlich sofort zulegen. Und da es ein netter Spaß ist, stelle auch ich es auch mal hier vor.

DSC02610.JPG


Gestern abend hat mich der Rappel gepackt und ich habe Bilder gemacht.
Das habe ich vieele Stunden später zwar bereut (unschaaf, verwechselt, falsch, unkomplett, also dies und das nachphotographiert) aber nu hab ich's einigermaßen zusammen.

Ich stelle nicht nur das Spektroskop vor, sondern packe auch gleich dazu, was mir interessant scheint (auch wenn das dann z.T. was spezielles für ganz andere Bereiche wäre, wie HID etc.) Eigentlich überwiegt der Teil mit allerhand Spektren bei weitem, und ich weiß nicht wohin - aber im Moment scheint mir die Einordnung bei "Messgeräte" doch noch am ehesten zu passen.

Zusammenfassung:
- sein größer Nachteil ist auch sein Vorteil: Im Gegensatz zu einem von den Kosten vergleichbaren Gerät, mit dem man elektronisch aufzeichnen kann, kann man's einfach mitnehmen und reinschaun.
- es funktioniert sehr gut
- man kann eine kleine Verbesserungsmaßnahme am"Okular" vornehmen
- man kann die Auflösung erhöhen, dann wird das Bild aber dunkler
- es ist eigentlich unlustig, vergleichbare Photos damit zu machen, aber es geht

Hier gleich zu einer möglichen Verbesserung:

Es gibt eine Okularlinse. Diese ist auf jeden Fall erforderlich, um mit dem Auge das Bild scharf zu bekommen (es wäre sonst "zu nah"). Die Lise zeigt aber in Richtung des Spalts anstatt in Richtung des scheinbaren Bildes und ist somit genaugenommen leicht "schief". (Vielleicht hab ich's ja auch völlig falsch zusammengebaut? :)) Mit dem Auge kann man das ganz gut ausgleichen, aber wenn die Linse "richtig" sitzt ist das Bild über die gesamte Breite gleichmäßiger scharf. Ich habe sie also "leicht schief" eingebaut, indem ich 2 kleine Stückchen Streicholz (im Bild rechts) untergeklebt habe:

DSC02577.JPG


Und nun natürlich Bilder:

HID diverse

Typisch für HIDs sind Emissionslinien, d.h. Stoffe werden durch Energie (Strom/Hitze/...) angeregt und strahlen diese dann als Licht auf einer bestimmten Wellenlänge wieder ab. Ganz allgemein zur Spektroskopie: Diese Energienievaus hängen auch eng mit der chemischen Reaktionsfähigkeit zusammen, deshalb ist Spektroskopie ein sehr nützlicher Weg zur chemischen Bestimmung von Stoffen. (Ich habe mir aber noch nicht näher angesehen, was da so alles im einzelnen leuchten mag.)

Ebay Billig 35W HID 6000K
DSC02579-ebay.JPG


Polarion PH50 (50W 4300K)
DSC02583-ph50.JPG


FF3 (42W 4300K)
DSC02582-ff3.JPG


Bei den beiden letzten kann man, wie auch beim nächsten Bild, zwischen 580nm und 585 nm besonders gut eine Absorptionslinie erkennen. Hier ist dem Licht ein Stoff im Weg, der unter den aktuellen Bedingungen bei dieser Wellenlänge nicht selbst strahlt, sondern das Licht absorbiert.

Vergleich HID Farbtemperatur
hier zwei 35W HIDs in 5000K und 6000K (allerdings beide mit 75W betrieben, aus der zweistrahligen Vector192),
als GIF Animation
DSC02588-35-75-5000-6000k.gif


Auffällige Unterschiede sind vor allem Linien-Intensitäten im Grünen und der Hintergrund im Blauen

HID beim Start (35W 6000K in Vector PowerOnBoard SLH100P)
als GIF Animation.
Hier sieht man beim Start die Linien dominieren und mit steigendem Druck und Temperatur wächst der Hintergrund, unter anderem dank der nun strahlenden Metallsalze
DSC02590-pob.gif



"Echte" Xenon Lampe
(45W Maxabeam)
Hier kann man schön das recht kontinuierliche, also sehr farbechte und sonnenähnliche Spektrum sehen (leider etwas unterbelichtet)
DSC02584-xenon.JPG



UHP HID (ultra high pressure) aka Beamerlampe, während des Starts (120W 7000K, aka grünes Scheusal)
als GIF Animation.
Beim ersten Bild kurz nach dem Start ist die Lampe noch sehr dunkel, und das letzte Bild ist dann sehr stark abgeblendet.
Es handelt sich um eine reine Quecksilberdampflampe. Es sind also keine Halogenmetalldämpfe oder Metallsalze enthalten, die einen rel. gleichmäßigen Hintergrund liefern können. Statt dessen verbreitern sich die Quecksilber-Linien hier sehr stark durch den extrem hohen Druck (200 Bar). Es braucht aber 1-2 Minuten, um diesen kontrolliert aufbauen zu können. Das ist der Grund warum Beamerlampen länger brauchen, bis sie hell sind.
DSC02598-uhp.gif



LEDs: kühlere SBT90 und wärmere XM-L T4 4000K ("nw") (aka Brummer)
edit: als GIF Animation
DSC02596-xml-sbt90.gif


Die Bilder sind so unterschiedlich (die sbt90 mußte ich nachträglich dunkler machen), daß ich hier mal Bilder statt einer Animation einfüge. Edit: achwas, Helligkeit nochmal angepaßt (xm-l war leider unterbelichtet) und als Animation eingefügt. Grün und Blau scheinen jeweils ähnlich, Rot weicht stark ab.


Notebook Display mit Kaltkathodenröhre
im Vergleich zu einem Handy mit LED Hintergrundbeleuchtung

Kaltkathode
DSC02562.JPG


und LED Display:
DSC02563.JPG


Das Bild des LED Displays zeigt gegenüber den anderen LEDs nichts neues. Ich habe es aber eingefügt, weil man hier gut sieht, daß bei etwas flächigeren Quellen - i.Ggs. zu den kleinen HID-Quellen - nicht die waagrechten Linien (Unsauberheiten im Spalt) sichtbar werden, sondern die Spaltkante schön gleichmäßig verwaschen wird.


3D-Brille Interferenz-Bauart
Vor kurzem hatte ich mir außerdem aus Neugier eine 3D Brille (Bauart Interferenzfilter) bestellt (ebay US, da hier keine gefunden).

DSC02575.JPG


Das Prinzip funktioniert m.W. folgendermaßen: Ein Glas schneidet (jeweils um eine Wellenlänge in der Nähe einer der drei Grundfarben) in eine Richtung komplett ab. Das andere Glas schneidet in die andere Richtung ab. Durch geschickte Abstimmung sieht man dann durch ein Glas in Summe noch die gleich Farbe, auch bei ganz unterschiedlichen Objekten. Aber eben nur noch mit völlig unterschiedlichen Wellenlängen auf den beiden Augen. Um das zu erreichen, ist eine ganze Sammlung von genau aufeinander abgestimmten Interferenzschichten erforderlich. Es ist das gleiche Prinzip wie bei Mehrschichtentspiegelungen, bloß in einer völlig anderen Kombination. Auf den Projektoren befinden sich ebenfalls solche Filter. Und im Ergebnis sieht man mit einem Auge nur noch das Bild eines Projektors. Vorteil gegenüber Polarisationsfiltern: Man benötigt keine Leinwände, die die Polarisation erhalten. Das Prinzip wurde übrigens von der Firma Infitec in Ulm erfunden und an Dolby lizensiert. Meine US-Brille ist allerdings von 3M hergestellt, besteht aus Folie statt aus dickeren Gläsern, ist (wohl deshalb) von etwas schlechterer Qualität. Ich weiß noch nicht, was es damit auf sich hat.

Hier die Spektren der Xenon-Lampe durch jeweils eines der Gläser:
DSC02585-xenon1.JPG


DSC02587-xenon2.JPG


Witzig: Manche Gasentladungslampen haben mit einem Glas eine völlig andere Farbe und werden z.T. viel dunkler als andere Lichtquellen, das muß ich mal bei Mondlicht probieren. Mit einem passend konstruierten Filter könnte man bei Mondlicht sicherlich einiges an künstlicher Beleuchtung einfach "ausblenden"...

Zum Abschluß noch:
Eine mögliche "Verbesserung" des Spektroskops

Um die Auflösung zu erhöhen, müßte man nur den Spalt am Eingang von 0.25mm auf z.B. 0.1mm verkleinern. Es muß aber auf jeden Fall etwas sein, das eine äußerst gerade Kante hat. Da ich das aber noch gar nicht umgebaut habe, gibt's auch noch keine Bilder.

und ein Tip für Experimentierfreudige
Der Hersteller bietet übrigens auch handliche Mengen der Beugungsgitterfolie in Dia-Größe an. Damit könnte man auch ein Gerät komplett selber bauen. Zum Beispiel mit komfortablem Kameraeingang, oder mit viel besserer Lichtstärke mittels zusätzlichen Sammellinsen...
 
Zuletzt bearbeitet:

RC-Drehteile

TaschenlampeneigenbauSpezi & Ehrenmitglied
4 Juli 2010
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mh, bin gespannt, wie viele hier das prinzip der Interferenz verstanden haben :) Ich hatte genau dieses Spektrometer schon in der Hand, ist gut, aber noch nicht perfekt, wie schon angedeutet wurde.

Der Perfekte aufbau besteht aus 2 Linsen + Kohärenzspalt + sehr enges Gitter ( hohe Gitterkonstante ), damit sind die Interferenzmaxima erster Ordnung weit von denen zweiter Ordnung entfernt, es lässt sich also das spektrum gut analysieren.

Der Eingang mit der Fotokamera klingt gut, das muss ich mal probieren. so Gitter kann ich mir sicher mal in der Schule leihen, wir haben das komplette sortiment von Astromedia :)
 

The_Driver

Flashaholic***
22 März 2012
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Essen
Lohnt es sich, wenn ich mir das Teil hole?

Ich habe sehr viele verschiedene high-cri und neutral-/warm-weiße LEDs (siehe Lampenliste in meinem Profil), welche ich da mal rein halten könnte...

Könnte man diese Fotos auch mit einem Handy machen?
 

sma

Flashaholic**
8 Januar 2011
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Aalen/Ulm, um, und herum
Ich glaube für Deinen Zweck wäre ein Vermessen der Intensität ganz wicxhtig. manchmal ist das Auge eines der besten Meßinstrumente, aber eine Beurteilung von geringen Intensitätsunterschieden stelle ich mir sehr schwierig vor. Dieses Handspektroskop ist sehr praktisch für einen qualitativen Eindruck und zum Kurzweil - man kann es auch irgendwohin mitnehmen und kurzerhand duchschauen. Und dafür sind die gut 10EUR natürlich perfekt angelegt. Zum Zusammenbau habe ich übrigens eine halbe Stunde benötigt.

Für eine quantitative Beurteilung finde ich es gar nicht geeignet. Man müßte Spektren (mglw. sogar bei verschiedenen Belichtungszeiten) aufnehmen und dann mit einem Bildbearbeitungsprogramm umständlich die Intensitäten rekonstruieren. Außerdem ist es ein ziemliches Gefummel, bis man ein gutes Bild hat. Von Reproduzierbarkeit wollen wir mal nicht reden.

Wenn Du LEDs vermessen willst, ist vielleicht der von DrSentinel erwähnte Spektrometerbausatz zum gleichen Preis besser geeignet.
 
  • Danke
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sma

Flashaholic**
8 Januar 2011
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Aalen/Ulm, um, und herum
Ich habe mir gerade beim PLOTS Spektrometerbausatz nicht nur den Screenshot, sondern auch mal das Video genauer angesehen. Die Software zur Bildvermessung ist ja völlig unabhängig und schon ein einfaches Beugungsgitter könnte deutlich besser sein als ein Stück einer DVD.

So wie ich's grad sehe, muß ich mich korrigieren und empfehle lieber folgendes von AstroMedia

- "Handspektroskop" (zum Kurzweil und Rumtragen)
- "Durchlicht-Beugungsgitter" im Dia-Format (Selbstbau, z.B. anhand des PLOTS Videos)

und dann kann man sich, wenn man mal helle Lichtquellen direkt betrachten möchte, auch gleich noch
- "Baader AstroSolar" Sonnenfilterfolie (A4 oder 10x10 cm)
mitbestellen.

Praktisch bzgl. Versandkosten, weil alles vom selben Händler.

Die Filterfolie von Baader ist wirklich sehr gut, weil sie i. Ggs. zu günstigeren Varianten praktisch nicht streut. Sie ist außerdem verspiegelt, wirft viel Licht zurück und ist damit nicht so wärmeempfindlich wie eine Folie, die nur absorbiert.
 
  • Danke
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tbyte

Flashaholic**
2 Januar 2012
1.008
611
113
Lübeck
Cool was du aus der Schachtel rausgeholt hast!
Davon Bilder zu machen ist wirklich nicht einfach. Ich hab für das "Rätsel" nur auf die Schnelle mit dem Handy durchgeknipst.

Das mit der Schrägstellung der Linse ist genial, warum komm ich auf sowas nicht...
Wenn ich mal Zeit hätte würd ich mir gern was mit einer CCD Kamera bauen.
Also eine Kombination aus
Dem und dem.
Zwei Rasierklingen in einem Diarahmen als Spaltblende klingt gut.