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Versuche

Linienspektren von Gasentladungsröhren

Bild von http://www.stewavelight.de

Zur Erzeugung von Linienspektren verwendet man sogenannte Spektrallampen. Spektrallampen sind wechselstrombetriebene Gasentladungslampen, die das Linienspektrum von Metalldämpfen bzw. Edelgasen mit großer spektraler Reinheit und hoher Leuchtdichte aussenden. Die Gasatome einer Spektrallampe werden durch Stöße mit Elektronen energetisch angeregt. Beim Übergang in einen niedrigeren Energiezustand, senden die Atome das für sie charakteristische Licht aus.

Man beobachtet eine mit Wasserstoffgas gefüllte und durch hohe Spannung zum Leuchten angeregte Gasentladungsröhre.

Die Zerlegung des rosa Lichts in Spektralfarben könnte durch ein Prisma geschehen. In dem nebenstehend abgebildeten Versuch betrachtet man das Licht der Röhre durch ein Gitter.

Ein Gitter ist eine Folge von lichtdurchlässigen Spalten, die sehr eng beieinander liegen (bei dem verwendeten Gitter war der Abstand zweier benachbarter Spalten 1/570 mm).

Bei Durchgang des Lichts durch das Gitter wird das Licht gebeugt und in Spektralfarben zerlegt (Näheres hierzu lernst du erst in der Oberstufe).

Das Foto wurde von Timo Hanke durch das Gitter mit obiger Anordnung aufgenommen.

Beim Blick durch das Gitter sieht man links und rechts von der rosa erleuchteten Röhre farbige Linien, welche virtuelle Bilder der Spektralröhre darstellen. Diese Linien stellen das Spektrum des atomaren Wasserstoffs dar.

Im folgenden kannst du die Spektren verschiedener Elemente, die in der Schule am häufigsten untersucht werden, betrachten.

Spektrum einer Halogen-Lampe (Kontinuierliches Spektrum)

Spektrum von Wasserstoff

Aus wissenschaftlichen Daten (computergeneriertes) Spektrum von Wasserstoff.
vergröbertes, real gemessenes Spektrum von Wasserstoff mit Bild der Spektralröhre (links).

Spektrum von Helium

Aus wissenschaftlichen Daten (computergeneriertes) Spektrum von Helium.
vergröbertes, real gemessenes Spektrum von Helium mit Bild der Spektralröhre (links).

Spektrum von Neon

Aus wissenschaftlichen Daten (computergeneriertes) Spektrum von Neon.
vergröbertes, real gemessenes Spektrum von Neon mit Bild der Spektralröhre (links).

Spektrum von Natrium

Aus wissenschaftlichen Daten (computergeneriertes) Spektrum von Natrium.
Aufspaltung der gelben Natriumlinie (mit einem sehr guten Spektrometer gemessen).

Spektrum von Quecksilber

Vergröbertes Spektrum von Quecksilber mit Bild der Spektralröhre (links).
Farben der Quecksilberlinien mit Wellenlängen und relativen Intensitäten der Linien.