Versuch

Stoßverbreiterung

Info

Hg-Lampe, Spalt und Abbildungslinse

Gitter 600 lines/mm

Alternativer Aufbau mit Geradsichtprisma

Kamera steht ca. 1m von der Wand entfernt und wird auf zwei schwarze Klebstreifen an der Wand scharf gestellt.

Projektion des Kamerabilds mit dem Beamer

Fotografie des gesamten Spektrums auf der Wand

Kamerabild der Doppellinie, Bild 1

Kamerabild der Doppellinie, Bild 2

Kamerabild der Doppellinie, Bild 3

Kamerabild der Doppellinie, Bild 4

Kamerabild der Doppellinie, Bild 5

Video der grünen Linie und gelben Doppellinie

Bild 1 aus Video der grünen Linie und gelben Doppellinie

Bild 2 aus Video der grünen Linie und gelben Doppellinie

Bild 3 aus Video der grünen Linie und gelben Doppellinie

Zündet man eine Quecksilberhöchstdrucklampe, so zeigt das Spektrum anfangs scharfe Linien. Die gelbe Doppellinie (λ₁ = 577 nm und λ₂ = 579 nm) wird aufgelöst. Nach kurzer Betriebszeit verbreitern sich die Linien. Es entsteht ein heller Untergrund mit stark verbreiterten Spektrallinien.
Zwischen der Linienbreite und der Dauer der Lichtemission eines Atoms besteht die Unschärferelation Δf·Δt ≥ 1 / 2π.

Vorbereitungsdauer: 1.0 Tage
Durchführungsdauer: 2 Minuten

Beschreibung

Siehe auch O.C.3.4.

Hinweise zur Durchführung:
Raum vollständig abdunkeln, auch die Notbeleuchtung mit dem Schlüssel für 3 min abschalten.
Die grüne Linie ist am hellsten und sofort sichtbar. Die gelbe Doppellinie erscheint erst nach einigen Sekunden auf dem Kamerabild. Außerdem sind die beiden gelben Linien in der Beamerprojektion deutlich verschiedenfarbig. Die Linie mit der kürzeren Wellenlänge ist auf dem Kamerabild gelbgrün, grünlicher als auf der Wand.
Hinweis zur Abkühlung der Hg-Lampe:
Wird die Lampe nur so lange betrieben, bis die Linien ineinander gelaufen sind und dann direkt abgeschaltet, kann sie bereits nach ca. 3 min wieder in Betrieb genommen werden! (Ca. 1 min Wartezeit, nachdem die Notbeleuchtung wieder angegangen ist.) Bevor sie ein drittes Mal eingeschaltet werden kann, muss allerdings eine Stunde gewartet werden. Versucht man, sie früher wieder einzuschalten, beobachtet man Blitze, ohne dass die Lampe zündet.

Hinweise zum Versuchsaufbau:
Lichtempfindliche Kamera Sony Alpha7 SII verwenden, da die „normale“ das gelbe Licht nicht erfasst.
Kameraeinstellungen:
- Kamera ca. 1 m von der Wand entfernt, auf Markierungen scharf gestellt und möglichst großes Bild.
- anfangs ISO 3200, später evtl. ISO 2000
- Shutter/Verschlusszeit 1/20
- Apertur/Blende 2.8
Lampeneinstellung:
- Hg-Lampe (ID 573)
- Kondensor ganz nach rechts gedreht (Blick gegen die Strahlrichtung) für größte Lichtintensität.
- Spalt auf 0,1 mm (hilft gegen Überbelichtung bei warmer Lampe)
Linse: A / 12 cm, Spalt scharf abbilden. (TIPP: Den Spalt zur Justage weiter öffnen, dann sind die Ränder leichter als scharf zu erkennen.)
Gitter mit 600 Linien/mm oder besser Geradsichtprisma