DIY Spektrometer für den sichtbaren Wellenbereich mit~1nm Auflösung

[JaBe]

Hat jemand eine Erklärung warum dies nicht möglich ist?

Ja!

Ja ich werde mich später mal vorstellen wenn ich wieder zuhause bin.

und ich weiß noch was: du bist inzwischen immer noch nicht zuhause gewesen!

Hab's eben mal nachgeholt, hatte ne lange Woche...

Würde aber echt gerne wissen warum das nicht möglich ist? Oder gibt es sonst eine Möglichkeit relativ schnell und günstig, ohne viel Aufwand und mit einfachen Materialien solch ein Spektrometer zu bauen?

[Klaus Herrmann]

Hallo Jannik,

habe deine sehr ausführliche Vorstellung gelesen, deshalb kenne ich jetzt auch deinen Vornamen Wenn es nicht geheim ist, dann sag doch in welchem Fach du studiert hast - ist ja schon ein Unterschied ob Anglistik oder Chemotechnik.

Wenn du deine Beiträge mit deinem Vornamen unterschreibst, dann kann man dich auch höflich, wie wir hier sind, damit ansprechen!

Deine noch nicht aufgeklärte Frage (woran das wohl liegt?) Ist einfach zu beantworten: Das schöne Spektrometer von Johannes ist ein Visuelles Spektrometer. Es wird nur das visuelle Spektrum dargestellt. Um eine Veränderung in diesem Bereich zu detektieren muss das Licht durch Wechselwirkung in bestimmten Wellenlängenbereichen geschwächt worden sein. Dann fehlt an der Stelle was.(Absorptionsspektrum) Wenn das Licht einer Leuchtstoffröhre spektroskopiert wird dann sieht man spezifische Emissionsbanden, der Rest ist dunkel. (Emissionsspektrum)

Wasser ist klar durchsichtig, da wird nichts im sichtbaren Bereich absorbiert. Eine Kochsalzlösung ist ebenso wie eine Zuckerlösung klar durchsichtig. Das Vis-Spektrum des durchstrahlenden Lichts ist unverändert. Da hilft deine Zunge als Detektor!

Wenn du Spurenanalytik im Trinkwasser betreiben willst kommst du mit einfachen Bastellösungen nicht hin!

[JaBe]

Hallo Jannik,

habe deine sehr ausführliche Vorstellung gelesen, deshalb kenne ich jetzt auch deinen Vornamen Wenn es nicht geheim ist, dann sag doch in welchem Fach du studiert hast - ist ja schon ein Unterschied ob Anglistik oder Chemotechnik.

Wenn du deine Beiträge mit deinem Vornamen unterschreibst, dann kann man dich auch höflich, wie wir hier sind, damit ansprechen!

Deine noch nicht aufgeklärte Frage (woran das wohl liegt?) Ist einfach zu beantworten: Das schöne Spektrometer von Johannes ist ein Visuelles Spektrometer. Es wird nur das visuelle Spektrum dargestellt. Um eine Veränderung in diesem Bereich zu detektieren muss das Licht durch Wechselwirkung in bestimmten Wellenlängenbereichen geschwächt worden sein. Dann fehlt an der Stelle was.(Absorptionsspektrum) Wenn das Licht einer Leuchtstoffröhre spektroskopiert wird dann sieht man spezifische Emissionsbanden, der Rest ist dunkel. (Emissionsspektrum)

Wasser ist klar durchsichtig, da wird nichts im sichtbaren Bereich absorbiert. Eine Kochsalzlösung ist ebenso wie eine Zuckerlösung klar durchsichtig. Das Vis-Spektrum des durchstrahlenden Lichts ist unverändert. Da hilft deine Zunge als Detektor!

Wenn du Spurenanalytik im Trinkwasser betreiben willst kommst du mit einfachen Bastellösungen nicht hin!

Vielen Dank für deine ausführliche Antwort! Das hatte ich mir auch gedacht, allerdings habe ich bei "spectralworkbench" folgendes entdeckt:
https://spectralworkbench.org/sets/1425

Leider sind da keine Angaben zum Versuchsaufbau, allerdings unterscheiden sich die Spektren ja schon deutlich voneinander und es ist auch nur Salzwasser. Und von der Wellenlänge her liegt es ja auch im sichtbaren Bereich
Gibt es da eine Erklärung dafür?

Ich werde es die Tage einfach mal ausprobieren, falls ich dazu komme.

Achso, ich studiere Prozess-Verfahrenstechnik

Schöne Grüße
Jannik

[Klaus Herrmann]

Hallo Jannik,

das Spektrum einer gesättigten NaCl-Lösung (20%) ist aber praktisch identisch mit dem von reinem Wasser. Wie macht man bitte eine 80%ige Lösung?

[JaBe]

Hallo Jannik,

das Spektrum einer gesättigten NaCl-Lösung (20%) ist aber praktisch identisch mit dem von reinem Wasser. Wie macht man bitte eine 80%ige Lösung?

Hallo Klaus,

ich denke er bezieht sich bei den Prozentangaben auf eine gesättigte Lösung?
Also eine zu 80% gesättigte Lösung? Ich schreibe ihn am Besten mal an.

[reblaus]

Hallo -

meiner Erinnerung nach ist die Löslichkeit von NaCl in Wasser um einiges höher als 20 %. Allerdings keinesfalls 80%.

Was mich an diesen Kurven aber ziemlich stört, ist der relativ kleine Unterschied zwischen 40% und 60% gegenüber dem relativ großen zwischen 60% und 80% - was immer diese Prozentangaben bedeuten mögen.

Viele Grüße

Rolf

[cle]

Bei Zimmertemperatur ist 5 M noch löslich

Claus

[Klaus Herrmann]

Hallo zusammen,

ich muss mich korrigieren: 35g/100ml Wasser für die gesättigte Lösung. Meerwasser ist ca. 3%ig. Aber mehr als gesättigt geht nicht, also muss die %-Angabe erst mal geklärt werden. Mir war allerdings neu, dass Salzwasser tatsächlich im vis-Bereich eine messbare Absorption zeigt.

[the_playstation]

Hallo.
Blöde Frage:
Könnte das Salz nicht den Brechnungindex verändern? Größer 1,33? Das wrde sich doch auf das Spektrum (Lageveränderung) auswirken?
Schlieren im Toten Meer:
https://www.youtube.com/watch?v=xnLCm3DCYrI

Liebe Grüße Jorrit.

[reblaus]

Hallo -

da in der zitierten "Publikation" von Material und Methoden nicht die Rede ist, lässt sich hier nur spekulieren. Was soll auch die Prozentskala bei "Intensity" von 0 bis 60%?
Das würde ja bedeuten, dass reines Wasser im sichtbaren Bereich nur bis zu 60 % des Lichts durchlässt!

Gruß

Rolf

[Lupus]

Hallo,

es liegt eigentlich auf der Hand dass bei der hohen gelösten Stoffmenge einer fast an der Sättigungsgrenze liegenden Salzlösung auch eine messbar veränderte Absorption besteht. Und die spektrale Abhängigkeit der Absorption kennt jeder Taucher an der Farbverschiebung in wenigen Metern Tiefe. Das ändert aber nichts daran dass für diese Extinktionsmessung ein einfaches Spektrometer das ungeeignete Instrument ist. Vor allem wenn es mit einem unprofessionellen DIY-Aufbau gemacht wurde.

Hubert

[JaBe]

Hallo,
danke für die zahlreichen Beiträge 
Freut mich das ich doch noch ne Diskussion losgetreten habe 

Klar sind diese Versuche mit selbstgebauten Spektrometern nicht sonderlich genau, mir ging es nur darum herauszufinden, was damit theoretisch möglich ist. Wenn ich demnächst mal etwas Zeit habe, werde ich den Herrn aus dem Link mal anschreiben und ein paar Versuche machen.

Viele Grüße
Jannik

[pauledd]

Hallo, Entschuldigung wenn ich das hier wieder ausgrabe aber dafür ein neues Thema zu starten wäre glaube ich nicht angebracht.


Ich bin von dem DIY Spektrometer ziemlich begeistert und Frage mich aber wie der Autor es geschafft hat die Rasierklingen in 0,1mm Abstand
zueinander zu platzieren und vor allem wie er auf die 0,1mm gekommen ist? Wenn ich jetzt raten müsste würde ich sagen weil er
ein opt. Gitter mit 1/1000mm verwendet und ein vielfaches davon 0,1mm ist. Also müsste ich bei einem optischen Gitter mit 500l/mm einen Spalt
von 0,2mm verwenden?
Außerdem würde mich interessieren welches Maxima der wievielten Ordnung er auf das Objektiv fokusiert. Ich habe gelesen dass das Maxima der 2. Ordnung
die beste Abbildungsqualität bringen soll.

Und wieso wird in dem ersten Spektrometer keine Blende verwendet, später in dem Pappteil dann aber schon?

[Lupus]

Hallo pauledd,

die Spaltbreite hat nur indirekt etwas mit dem Linienabstand des Gitters zu tun. Sie bestimmt zusammen mit der Kamerabrennweite die Linien-Auflösung, gleichzeitig auch die Bildhelligkeit. Der Spalt wird durch das Objektiv scharf auf dem Bildsensor abgebildet und seine Größe begrenzt damit die maximale Auflösung. Die Dispersion, also der Winkel zwischen zwei Wellenlängen, ist durch die Anzahl der Gitterlinien/mm vorgegeben, und der lineare Abstand der beiden Wellenlängen auf dem Bildsensor wird dann durch die Kamerabrennweite bestimmt. Die beiden Linien lassen sich folglich auflösen, wenn der abgebildete Linienabstand größer ist als die Breite des Spaltbildes. Also: Mit der Spaltbreite experimentieren um die jeweils gewünschte Auflösung bei guter Bildhelligkeit zu erreichen.

Höhere Beugungsordnungen haben zwar theoretisch eine bessere Gitterauflösung, aber nur bei hochwertigen oder speziell dafür vorgesehenen Gittern. Die erste Ordnung ist hier die einzig sinnvolle Lösung.

Zusätzliche Blenden dienen im Allgemeinen der Streulichtminimierung. Alles eine Frage der Optimierung, z.B. wie stark die verbleibende Reflexionen der Gehäusewände sind.

Hubert

[pauledd]

Super, Danke für die Erleuchtung