Anleitung zum Bau des Handspektrometers

Anleitung zum Bau des Handspektrometers
Falls du beim Zusammenbau Fragen hast, oder wenn du ein Ersatzteil des Bausatzes benötigst, wende dich an:
[email protected]
Aufgaben, die du mit Hilfe des Handspektrometers lösen kannst, findest du in den Kursunterlagen im Internet unter
www.chemiemachtlicht.ch.
Hier findest du auch die Anleitung zum Zusammenbau des Handspektrometers.
Nimm das fertig zusammengebaute Spektrometer unbedingt an den Weiterbildungstag an der Uni mit!
1. Lege das benötigte Material bereit:
• Modellbogen mit Aufdruck des Spektrometers
• Massstab oder Lineal, scharfes Cutter-Messer,
kleine spitze Schere, Schneidunterlage
• Wäscheklammern, Büroklammern
• Klebstoff (Cementit, UHU Alleskleber) kein Weissleim oder
Klebestift (Klebstoff muss rasch hart werden), Klebestreifen
• Plastiksäcklein mit:
- Skala
- Linse
- Beugungsfolie (Achtung, geht leicht verloren)
- 2 Klingen für den Spalt
2. Schneide die Umrisse des Spektrometers und die Öffnungen für die Linse, den Spalt und die Wellenlängenskala mit
einem scharfen Cutter entlang den ausgezogenen Linien
möglichst exakt aus.
3. Klebe die Folie mit der Skala auf der schwarzen Rückseite
mit Klebestreifen in die vorgesehene Öffnung.
Die Schrift muss von der schwarzen Seite her richtig lesbar
sein.
Wichtig: die Marke 400 nm muss exakt mit der Markierung
auf der Vorderseite übereinstimmen.
Wenn die Folie richtig eingeklebt ist, kannst du sie an den
Rändern noch mit ganz wenig Klebstoff fixieren.
Achte aber darauf, dass keinesfalls Klebstoff auf den sichtbaren Bereich der Folie gelangt!
4. Klebe die Linse mit sehr wenig Klebstoff am erhöhten
Rand in den vorgesehenen Kreis.
Achtung: es darf keinesfalls Klebstoff auf die Linse gelangen, weil sie sonst verschmiert und unbrauchbar wird.
5. Klebe die beiden Stücke Rasierklinge in der Mitte der
vorgesehenen Öffnung zu einem Spalt von 0.5 mm Breite.
Dies entspricht gerade der Dicke des braunen Kartons.
Zur Kontrolle der Sopaltbreite kannst du ein Stück Karton
zwischen den Spalt schieben, so dass es gerade satt eingeklemmt wird.
Der Spalt muss möglichs exakt parallel und rechtwinklig
zum Rand des Gehäuses sein. Korrigiere falls notwendig
den Spalt solange der Klebstoff noch weich ist.
Der Spalt muss sauber und frei von Klebstoff sein!
6. Klebe die Beugungsfolie mit einem Klebestreiben hinter
die Linse. Wichtig: die lange Kante der Folie muss möglichst genau parallel zum Spektrometergehäuse sein.
Der Klebestreifen darf die Öffnung nicht bedecken.
Berühre die Folie möglichst nicht, damit keine störenden
Fingerabdrücke entstehen.
7. Ritze alle gestrichelten Linien mit Cutter und Lineal ganz
schwach an, so dass sich der Karton anschliessend leichter
und genauer falten lässt.
Achtung: Karton auf keinen Fall ganz durchschneiden. Die
Stärke des Anritzens auf einem Reststück vorher ausprobieren.
Falte die geritzten Linien rechtwinklig möglichst nach
innen exakt vor.
8. Bestreiche die lange Lasche mit wenig Klebstoff und verklebe diese mit der gegenüberliegenden Seite. Fixiere die
Klebestelle mit Wäscheklammern und von Hand bis der
Klebstoff hart geworden ist.
Verklebe analog die drei Laschen auf der Seite der Skala.
Richte das Gehäuse möglichst reckwinklig aus und fixiere
die Klebestellen gut, bis der Klebstoff fest ist.
Bevor du die Lasche mit der Linse festklebst, solltest du
die Funktion des Spektrometers prüfen (Punkt 9). Wenn
das Lichtspektrum nicht auf der Skala dargestellt wird,
sondern leicht daneben, kannst du versuchen, die Beugungsfolie etwas anders (paralleler) auszurichten.
Wenn die Darstellung des Spektrums stimmt, kannst du
die Lasche mit der Linse ebenfalls festkleben.
9. Das Handspektrometer ist nun fertig und du kannst es
ausprobieren. Richte das Spektrometer entsprechend dem
aufgedruckten Pfeil gegen ein helles Fenster (Tageslicht)
und beobachte, ebenfalls in Pfeilrichtung durch die Lupe.
Es braucht etwas Geduld und Übung und du musst die
richtige Position durch Neigen des Spektrometers herausfinden. Auf der Skala siehst du vermutlich ganz schwach
die Aufspaltung des weissen Tageslichts in die Regenbogenfarben. Wenn du die Skala aussen mit einem Stück
weissem Papier bedeckst, gelangt weniger Licht durch die
Skala in den Innenraum des Spektrometers und du kannst
die Farben deutlicher erkennen. Wenn du verschiedene
Papiere ausprobierst (vielleicht auch zwei oder drei Lagen
dünnes Papier) findest du die optimale Einstellung, bei
der du die Skala und das Lichtspektrum gleichzeitig gut
abgebildet siehst.
Wie funktioniert das Handspektrometer?
weisses Licht
Spalt
Beugungsgitter
Linse
Kernstück des Spektrometers ist die Beugungsfolie. Das ist eine farblose Kunststofffolie, in die sehr feine Linien (1000 Linien /
mm) geprägt sind.
Wenn Licht durch den schmalen Spalt auf diese Folie hinter der Linse trifft, wird es unter einem bestimmten Winkel reflektiert
bzw. gebeugt. Dieser Winkel ist abhängig vom Abstand der Gitterlinien und der Wellenlänge des Lichtes. Je grösser die Wellenlänge, umso grösser ist der Beugungswinkel. Dadurch entsteht eine Aufspaltung des Lichtstrahls in seine Bestandteile unterschiedlicher Wellenlänge. Auf der Skala lässt sich die Wellenlänge der jeweiligen Lichtfarbe ablesen.
Mit Hilfe eines Spektrometers kann zum Beispiel untersucht werden, aus welchen Wellenlängen eine Lichtquelle zusammengesetzt ist. Weitere Informationen zum Spektrometer erhältst du unter www.chemiemachtlicht.ch und am Kurstag.

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