Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon mjwolf » 18. Jun 2016, 11:07

Physikfan hat geschrieben:Jetzt fehlt nur noch die analoge Hoehenverstellung
Und Du kannst dann auch die Lichtgeschwindigkeit messen.


Da muss er dann aber schnell kurbeln... oO


;-D
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 18. Jun 2016, 19:50

Hallo Martin,

schnell??
Das klappt schon. Ich hänge einfach das Zahnrad wie damals im Jahre 1849 Armand Fizeau an meine Dampfmaschine! Wo ist das Problem? :zucken:

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 19. Jun 2016, 08:39

Hallo Horst und Martin

Das mit der Lichtgeschwindigkeit hatte ich durchaus ernst gemeint.
Dafür sind die Aufbauten mit Holz von Horst stabil genug.
Für Interferometeraufbauten (Michelson wird es sehr schwer, Fabry-Perot und Mach-Zehnder gehen gar nicht) sieht es anders aus.
Wenn Du nicht 60 cm (halber Laufweg) erreichen mußt, ist es mit der Elektronik schon einfacher.
100 MHz Scope statt 1GHz, Pulsgenerator wird viel billigerer (ein alter HP),
auch der Photodetektor wird größer und billiger und darf langsamer sein.
Die Laserdiode kann bleiben, nicht teuer.
Die Schwierigkeiten, die ich sehe, sind mehr im Bereich der langen Wegstrecken zu sehen.
Erstmal die 6m und die Fokussierung der Laserdiode, um genügend Intensität auf den Detektor zu bekommen,
sind die Herausforderungen.

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 20. Jun 2016, 12:23

Auf dem Weg zu einem verstellbaren optischen Spalt:

Bild
Machbarkeitsstudium

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 21. Jun 2016, 08:27

Verstellbarer Spalt

Bild

Bild

Jetzt muss ich mir noch mattschwarze Farbe besorgen.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 21. Jun 2016, 08:50

Jetzt muss ich mir noch mattschwarze Farbe besorgen.


Hallo Horst,
ich empfehle Schultafellack.
Gruß
Georg
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 21. Jun 2016, 12:19

Hallo Horst

Dein Spalt sieht super aus.
Wie machst Du es mit der Parallelität
bei kleiner Spaltbreite unter 1 mm ?

Viele Grüsse

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 21. Jun 2016, 12:43

Wie machst Du es mit der Parallelitaet
bei kleiner Spaltbreite unter 1 mm ?


Schon mal was von Paßstiften und Reibahlen gehört?
Außerdem kann man mit dem "ä" das o und e auf der
Tastatur schonen.
Georg
 
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 21. Jun 2016, 14:02

Hallo Physikfan,

zur genauen Justierung der Klingen benutze ich diese hochpräzisen Parallelunterlagen.

Bild

Die eine Klinge bleibt fest. Dann kommt das Metallstück dazwischen und die halbfest angezogene andere Klinge wird angeschoben.

Dann hoffe ich mal, dass beim Verkleinern des Spaltes mit der Einstellschraube dank möglichst spielfreier H7- Passungen die Parallelität erhalten bleibt. Das wird sich in der Praxis zeigen.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 21. Jun 2016, 15:55

Hi

Beim näheren Betrachten meiner neu erworbenen Rasierklingen für die Bestückung des verstellbaren Spaltes kommt folgendes BIld zum Vorschein:

Bild

Im Mikrobereich sehen diese Klingen doch arg ramponiert aus. Ist das normal? Gibt es auch bessere Klingen?
Nachschärfen mit einem "Lederriemen", wie das die Barbiere (Oder schreibt man "Barbiers"?) früher machten, würde vielleicht helfen.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 21. Jun 2016, 19:07

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 21. Jun 2016, 21:16

Hallo Georg,

das wären jetzt die Trapezklingen für ein Teppichmesser:

Bild

"Solingen - eisgehärtet", aber auch nicht 100-prozentig glatt an den Schneiden.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 22. Jun 2016, 11:33

Hallo Georg,

wenn du sagst, die Schärfe spielt keine Rolle, dann habe ich die Rasierklingen jetzt einmal auf der feinen Seite meines Ölsteins stumpf geschliffen:

Bild

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 22. Jun 2016, 16:25

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 22. Jun 2016, 17:45

Hallo Horst

Du machst das ja wie ein professioneller Physiker!!
Die Spaltbreiten sollten bis hinunter auf 20um gehen koennen,
Wenn Du da an Dein Spektrometer denkst.
Bitte probier einmal aus, ob Dein Spalt noch parallel bleibt, wenn Du
auf 500um, 200um, 100um und 50um gehst.
Ueberpruefen kannst Du das entweder mit
Einem Auflichtmikoskop mit einem Objektmikrometer,
Oder Du weitest einen Laserpointer auf 10mm auf
Und schaust Dir die Beugung am Spalt mit den oben
Angefuehrten Spaltbreiten an.

Viele Gruesse

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 22. Jun 2016, 19:05

Hallo Georg und Physikfan,

was die Schneiden betrifft, so habe ich irgendwo gelesen, dass die sogar poliert sein sollten.
Aber wie ihr schreibt: Es muss ausprobiert werden. Bisher ist es mir noch nicht gelungen, das Beugungsmuster in der Projektion zu entdecken. Wegen der vielen Reflexionen an dem hellen Alu-Material ist die richtige Einstellung der Komponenten sehr schwierig. Ich warte also auf die schwarze Farbe. Außerdem muss noch ein Blendenschild dran.

Die Abbildung in dem Prospekt sieht ja ganz einfach aus.

Und genau vermessen kann ich die Spaltbreiten-Einstellung mit meinen bescheidenen Mitteln natürlich nicht.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 23. Jun 2016, 11:04

Hallo Georg,

war gerade beim Lackieren. Also von der Verwendung von Schultafellack kann ich nur dringend abraten. Es gibt ihn nicht in der Sprühdose und der gleichmäßige Auftrag der etwas dicklichen Farbe mit einem Pinsel ist bei dieser komplexen Kleinigkeit schier unmöglich. :heul:

Bei großen Flächen, wo eine gleichmäßige Pinselführung möglich ist, kann ich mir eine saubere Arbeit vorstellen, aber hier nicht.
Nach kurzem Überlegen habe ich die Lackierung wieder komplett runtergewaschen.

Jetzt besorge ich mir mattschwarzen Sprühlack.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 23. Jun 2016, 12:37

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 25. Jun 2016, 19:34

Optik?

Bild

:roller:

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 25. Jun 2016, 20:53

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 26. Jun 2016, 08:26

Hi

Nun sehe ich doch mal einen ersten Erfolg:

Bild

Das Foto stammt nicht etwa aus dem All, sondern soll das Beugungsmuster darstellen. In der Realität ist da viel mehr und deutlicher zu sehen. Es lässt sich halt nicht gut fortografieren.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 26. Jun 2016, 08:53

Hallo Horst

Bitte, weite mal den Laser mit einer kurzbrennweitigen Konvexlinse auf, Brennweite etwa 10 mm bis 50 mm.
Dann bringe den Abstand von Spalt zum Schirm auf 3m.
Die Spaltbreite etwa auf 0,1 mm stellen, dann sollten die Nullstellen (Intensitätsminima) deutlich herauskommen.
Ein Beugungsbild bei kleiner Spaltbreite:

Bild


Und beim Photographieren den manuellen Fokus nehmen.

Gruß

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 26. Jun 2016, 10:13

Hallo Horst

Du kann jetzt bald mit Deinem Einfachspalt das berühmte Doppelspaltexperiment von Young (Quantenmechanik) mit weißem Licht
wenigstens subjektiv durchführen.
Den Doppelspalt stellst Du so her, indem Du einen Objekträger mit guter Tusche anmalst, trocknen läßt,
und dann mit einer Rasierklinge zwei parallele (!!!!!) Spalte mit etwa 1mm Abstand erzeugst.
Dann beleuchtest Du Deinen Einfachspalt (1mm Breite) mit Weißlicht, schaust auf diesen Spalt mit dem Abstand von etwa 1m, und dann hältst Du den Doppelspalt direkt vor Dein Auge.
Und dann viel Spaß.

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 26. Jun 2016, 15:02

Physikfan hat geschrieben:Dann bringe den Abstand von Spalt zum Schirm auf 3m.

...stimmt! Dann läßt sich die Sache besser fotografieren. :thumb:

Bild

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 26. Jun 2016, 16:05

Hallo Horst

Das sieht schon sehr viel besser aus.
Bitte versuche jetzt doch mal, die Spaltbreite kontrolliert kleiner zu machen,
vielleicht immer halbieren, halbieren usw. bis der zentrale Punkt zu einem horizontalen Band wird.
Und dann wieder zurück.
Bitte bleibe bei der Belichtung mindestens um drei Blendenstufen unter einer Automatik, aber mit Stativ.
Für mein Dafürhalten ist der zentrale Punkt (Nullte Ordnung) noch immer etwas überbelichtet.
Im Prinzip ist dieses Experiment auch der Schlüssel zum Verständnis für die Abbesche Theorie des Auflösungsvermögens eines Mikroskopes.

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 26. Jun 2016, 23:01

Hallo Physikfan,

der Doppelspalt ist in Arbeit, die Tusche muss noch trocknen.

Habe aber die von dir beschriebene Anordnung schon mal mit meinem SEG- Doppelspalt (0,2) ausprobiert. Ich sehe wieder ein Beugungsmuster aber jetzt mit Regenbogenfarben außen an den Seitenrändern (erinnert an Fastnacht :-)) Habe ich da richtig geschaut?

Die Unschärfe bei obigen Fotos rührt nicht vom Fotoapparat und dessen Einstellung her, sondern ist in Wirklichkeit auch so da.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 26. Jun 2016, 23:20

Hallo Horst

Wenn Du Dir mehrere Doppelspalte herstellst, jeweils mit unterschiedlichen Abstand der Einzelspalte, z.B. etwa 1mm, 0,5mm, 0.25 mm und 0,1 mm, dass siehst Du mit
abnehmenden Abstand immer weniger farbige Streifen, dafür immer breitere, hellere und auch "schönere".
Diese verschiedenen Doppelspalte kannst Du dann auch in Deinen roten Laser halten und das Resultat am Schirm beobachten.
Das Resultat ist dann im Prinzip dem Weißlichtexperiment sehr ähnlich, aber halt monochromatisch.

Viele Grüße

Physikfan

P.S. Mit welcher Belichtungszeit hast Du denn die letzte Aufnahme gemacht?
Mit oder ohne Stativ?
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 27. Jun 2016, 21:49

Hallo Physikfan und Georg,

die Beschichtung der Glasplatte mit Tusche für die Selbstanfertigung eines Spaltes ist erst mal fehlgeschlagen. Die Schwärzung ist nicht deckend geworden.

Nun habe ich noch mal nachgetuscht und 2 weitere Platten angefertigt, die eine mit dem schwarzen Schultafellack und die andere mit Sprühlack.

Was das Ritzen betrifft, so habe ich festgestellt, dass das Aufbringen eines Einzelspaltes kein Problem darstellt, wohl aber das Erreichen der Parallelität beim Doppelspalt. Ohne Brille und Lupe geht das gar nicht.

Nun suche ich auch nach Möglichkeiten, wie ich die Wellenlänge des eingesetzten Rotlasers und die eingestellte Spaltbreite berechnen kann. Beides auf einmal geht wohl nicht. Aber ich habe da ja den fertigen Doppelspalt mit Aufdruck 0,2. Außerdem habe ich noch einen fertigen SEG- Einfachspalt mit Aufdruck 0,05, mit welchem ich aber noch kein brauchbares Beugungsbild zustande gebracht habe.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 27. Jun 2016, 23:11

Hallo Horst

Nimm doch einen Einfachspalt mit bekannter Spaltbreite (SEG), leuchte mit Deinem Laser drauf, Abstand Spalt zu Schirm etwa 5m.
Dann bestimmst Du den Abstand der beiden ersten Minima links und rechts, dann hast Du die Wellenlänge.
Mit Spaltbreite, Abstand Spalt zu Schirm und Abstand der beiden ersten Minima links und rechts kannst Du die Wellenlänge berechnen.
Details in einer PN mit Anleitung, was wie zu messen und zu berechnen ist.

Viele Grüße

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 28. Jun 2016, 12:45

Hallo Physikfan,

... dann versuche ich mal zu rechnen!

Formel:
Wellenlänge = Spaltbreite * Abstand Minimum / Wandabstand

Wellenlänge = 0,00005m * 0,042m / 3,15m

Wellenlänge = 0,0000006m = 600 nm

hm... 600nm für den Rotlichtlaser? :gruebel: Drauf steht : 625-670nm. Also fast getroffen!

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 28. Jun 2016, 17:11

Hallo Horst

Deine Spaltbreite ist wirklich 50um?
Das sollte man mit einem Mikroskop und einem Obkektmikrometer überprüfen.
Abstand Minimum zur Mitte 4,2 cm
Abtand Spalt zum Schirm 3,15 m / Wandabstand

Wellenlänge = 0,00005m * 0,042m / 3,15m

Ich bekomme 670 nm mit Deinen Zahlen heraus.

Viele Grüße

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 28. Jun 2016, 23:13

Hallo Physikfan,

0,05 steht auf dem Dia-Spalt. Ich nehme an, dass damit mm gemeint sind.
Ein Objektmikrometer ist bestellt. Aber in China, das kann dauern!

Gemessen habe ich nicht vom Minimum bis zur Mitte, sondern über die Mitte hinweg zum anderen Minimum. Das war wohl so nicht richtig?
Dann müsste man das Ergebnis halbieren und käme zu einem Wert von 300 nm, was aber nicht stimmen kann.

Der glatte Wert von 600 kam zustande, weil mein Einfach-Rechner hinter der 6 nichts mehr anzeigen konnte. :D

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 29. Jun 2016, 07:08

Hallo Horst

Bitte mache doch ein Foto von dem Spaltdia
mit einem Maßstab und schicke es mir.
Der Spalt sollte so gross wie möglich abgebildet sein.
Das Bild in Hochauflösung bitte per email.

Viele Gruesse

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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 29. Jun 2016, 07:54

Kurzzusammenfassung der Beugung am Einzelspalt für
das erste Minimum, gesehen von der Mitte der nullten Ordung:

Sin (Beugungswinkel) = halbe Wellenlänge/halbe Spaltbreite

Für kleine Winkel kann man den Sinus durch den Tangens ersetzen:

Also: tan(Beugungswinkel) = Abstand des ersten Minimums zum Maximum der nullten Ordnung/Abstand Spalt Schirm)

Daraus folgt: Wellenlänge = Spaltbreite x AbstandNullstelleMaximumNullteOrdnung/SpaltSchirm

Also genau das, was auch Du herausbekommen hast, bis auf einen Faktor 2 oder?

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 29. Jun 2016, 08:25

Hall Horst

Noch ein Beispiel (Tipler Physik) dazu:

Spaltbreite 200um, Du hast möglicherweise 100um, Faktor 1/2
Abstand Schirm 6m, Du hast etwa 3m, Faktor 2
Abstand linkes Minimum zu rechtem Minimum 4,2 cm, Du hast auch etwa 4,2 cm,
Wellenlänge daher 700nm.

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 30. Jun 2016, 20:53

Hallo Horst

Bitte, konntest Du inzwischen die Größe der Spaltbreite überprüfen?
Sind das wirklich 50 um oder, wie ich vermute, eher 100um?
Ich bin schon sehr gespannt auf des Rätsels Lösung!

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 2. Jul 2016, 11:41

Hallo Physikfan,

deine Vermutung hat sich bestätigt: Das SEG-Dia trägt eine falsche Aufschrift. Der Spalt ist nicht 0,05 mm breit sondern 0,1. Diesen Wert und den Minimum-Abstand von der Mitte des Beugungsmusters gemessen (2,1cm) in die Formel eingesetzt, ergibt den Wellenlängen-Wert 667 nm für den verwendeten Laser.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 17. Jul 2016, 16:54

Alles aufgeräumt!

Bild

Nun habe ich alle meine bisher gesammelten und neu gebauten Optik-Experimentierteile mal übersichtlich in zwei Schubladen untergebracht. Wobei ich fürchte, dass über kurz oder lang doch noch einiges dazukommen könnte...

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon buedes » 12. Okt 2016, 11:50

Experimente zur Spektrographie:

Hier mal ein Aufbau mit einem ROWLAND-Gitter:
Bild
Bild

H.A.Rowland hatte 1882 die geniale Idee, die Gitterlinien auf einem konkaven Spiegel anzubringen. Damit hat man für die Spektroskopie die gesamte Optik eingespart, denn das Licht des Eintrittspaltes wird automatisch fokussiert.

Gruß, Horst
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Re: Optik-Experimente mit NEVA, SEG und Eigenbauergänzungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 12. Okt 2016, 12:42

Hallo Horst

Super Spektrum, ich nehme an Hg.
Lichtquelle Sparlampe oder Leuchtstoffröhre?
Mit Eintrittsspalt im Abstand von 2f des
Gitters?

VG

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