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Spektrum einer Strassenlaterne
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lemmi


Alter: 48
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Verfasst am: 26/4/2012, 23:22  Titel:  Spektrum einer Strassenlaterne Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Wie ihr wisst mag ich Spektroskopie. Nun bin ich glücklicher Besitzer eines kleinen Taschenspektroskopes (mit Geradesichtprisma) geworden und habe es gleich mal ausprobiert. In unserer Strasse gibt es Lampen, die ein gelbliches Licht aussenden:

Image

"Klar" - dachte ich - "Natriumdampflampen". Eine hängt ziemlich dicht vor mienem Laborfenbster. Spektroskop rausgeholt, angepeilt - Überraschung:

Image

Man erkennt eine auffällige rote Linie bei ca 616 nm, dann ein gelborangenes Band etwa 585-610 nm, das auffälligerweise genau bei 590 nm - dort wo die Natrium-doppellinie liegen sollte - eine Unterbrechung, schwarz wie die Nacht, hat, ein grünes Band das etwa bei 550 nm beginnt und in einer ziemlich distinkten Linie bei 570 nm kulminiert, wieder eine grüne Linie bei ca 518 nm und schließlich zwei schwächere Linien im blauen Bereich bei ca. 498 und (ganz blass, kommt schlecht raus) bei 468 nm.

Mit meinem alten Gitterspektroskop (siehe hier) sieht das so aus:

Image

hier sind die vorbeschriebenen Linien zu sehen und daneben noch ein paar weitere.

Aber ich kann das Spektrum nach den Abbildungen in meinen Büchern nicht eindeutig zuordnen. Die rote und die blaue Linnie sehen nach Xenon aus, aber die grünen passen gar nicht dazu. Was meint ihr?
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Uranylacetat


Alter: 52
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Verfasst am: 27/4/2012, 00:52  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Hallo @lemmi,

wenn ich das Spektrum des Gitterspektroskops mit Alexander C. Wimmer "DIE CHEMISCHEN ELEMENTE" auf Seite 253- 259 mit dem Spektrum des Xenons vergleiche; ergibt sich eine Übereinstimmung auch mit den grünen Linien. Es kann also auch meiner Meinung nach Xenon sein...

Ich kann mich jedoch auch täuschen!
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"Der einfachste Versuch, den man selbst gemacht hat, ist besser als der schönste, den man nur sieht." (Michael Faraday 1791-1867)

Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)

„Dosis sola facit venenum.“ (Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus 1493-1541)

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Tetraethylborat


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Verfasst am: 27/4/2012, 11:45  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Ich hab grad mal an der ICP-OES nachgeschaut, was diese Linien zu bedeuten haben.
~616 nm könnte sowohl Calcium als auch Natrium aber auch Argon und Sauerstoff sein.
~570 nm könnte auf Kupfer hindeuten, hier fehlen aber die eindeutigen Linien bei 324 nm und 327 nm
~515 nm Ar, Cu
Und die bei 500 könnte alles mögliche sein, kann man vom Foto her auch nicht so genau ablesen.
Xenon schließe ich aus, da das für die Straßenlaternen viel zu teuer wäre. Man vergleiche mal die Preise eines Xenonscheinwerfers mit einem "normalen".
Aber Argon als Füllgas könnte schonmal sein.

Noch eine Frage, hast du das Fenster geöffnet gehabt? Denn eventuell hat es dadurch bestimmte Wellenlängen herausgefiltert.

Was ich letztens schon Fragen wollte, hat jemand Eerfahrungen mit diesen "selfmade spectroscopes" für ~8Euro aus Karton und optischem Gitter?
Lemmi, darf ich fragen, wo du dein (Hand-?)Spektroskop her hast und wie viel es gekostet hat? Bist du mit der "Helligkeit" zufrieden? Hab da im Internet ein paar schöne gefunden, die alle so ab 45-50 Euro aufwärts gekostet hatten.
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Uranylacetat


Alter: 52
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Verfasst am: 27/4/2012, 12:10  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Tetraethylborat hat geschrieben:

Xenon schließe ich aus, da das für die Straßenlaternen viel zu teuer wäre. Man vergleiche mal die Preise eines Xenonscheinwerfers mit einem "normalen".
Aber Argon als Füllgas könnte schonmal sein.


@Tetraethylborat,

Du hast recht. Ich erzähle "Schrott" eines im Spektrallinienlesens Unerfahreren.... Wink
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CD-ROM-LAUFWERK



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Verfasst am: 27/4/2012, 13:38  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Am einfachsten sollte eine genaue Identifikation über zwei sachen machbar sein:
1. Zündverhalten (wie schnell fähr sie hoch, Lichtfarben dabei, etc.)
2. Farbtemperatur messen (mit einem blatt Papie und einer Kamera, die RAW-Bilder machen kann eine sache von Sekunden, andernfalls je nach Kamera etwas gefrickel den wert herauszufinden)

Ich tippe auf eine Natriumhochdrucklampe, laut Wiki enhalten die meist auch Xenon für den Blauanteil.
Weshalb sieht man denn bei deinem 1. Bild mit dem anderen Spektroskop garkeinen Blauanteil?
Dafür sind die restlichen Linien dann viel exakter als bei dem Gitterspektroskop.

Ein exaktes Spektroskop wäre mal eine interessante Anschaffung, hat da jemand Tipps?
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Kohlenstoffkarbid



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Verfasst am: 27/4/2012, 17:50  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Natriumdampflampen enthalten, der Farberkennung wegen, sehr häufig weitere Zusätze. Andrenfalls würde man bei dem Licht nur "Gelb-Schwarz" sehen. Das Gelb bleibt jedoch unverkennbares Merkmal für Natrium.
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Die Natur ist voll Gefahren! Giftige und berauschende Pflanzen und gefährliche Tiere lauern überall. Tod und Abhängigkeit sind die Folgen von Natur. Jeden Tag sterben viele Menschen. Daher bin ich dafür Besitz, Verwendung, Überlassung und Inverkehrbringen von Natur jeglicher Art zu verbieten und diese gewissenlosen Naturschützer hinter Gittern zu bringen.
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Micha2


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Verfasst am: 27/4/2012, 20:32  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Sorry wenn ich zur Ausgangsfrage nichts vernünfiges beitrage, aber mich interessiert die Spektroskopie auch. Ich würde mich da gerne dem CD-ROM anschließen:
CD-ROM-LAUFWERK hat geschrieben:
Ein exaktes Spektroskop wäre mal eine interessante Anschaffung, hat da jemand Tipps?

Ich selbst habe ein Krüss Handspektroskop 1504:  http://www.kruess.com/labor/produkte/spektroskope/
Allerdings ist mir bisher noch keine vernünftige/saubere Anpassung an die Kamera gelungen. (Nikon Coolpix P7000)

Weitere interessante Fragen ergeben sich zum Thema der Probenbearbeitung für die opt. Emissionsspektroskopie:
Wer hat Erfahrung mit der Lichtbogenmethode? Geometrie der Kohlen, Design des Netzteils...
Oder die Probenaufbereitung schwerlöslicher Verbindungen/Gesteine/Mineralien etc.

Man könnte ja evt. einen gesonderten Thread dazu eröffnen?

Nochmals Entschuldigung für den OT-Beitrag Shocked

Glück auf
Micha2
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lemmi


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Verfasst am: 27/4/2012, 21:18  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Den Tipp mit der Natriumhochdruckdampflampe habe ich auch von einem Kollegen auf Illumina bekommen. Darum handelt es sich hier offenbar. Wenn man das Spektrum ansieht ( Quelle):

Image

findet man alle von mir beobachteten Linien mit Ausnahme der roten bei 615 nm und einzelner blauer Linien. Die sind offenbar auf eine Beimischung von Xenon zurückzuführen. Auch die Absorptionsbande bei 589 nm wird bei den Na-Hochdrucklampen dadurch erklärt, daß der kühlere Natriumdampf in der Peripherie genau diese Wellenlänge absorbiert (im Gegensatz zu den Na-Niederdrucklampen, die bevorzugt diese Wellenlänge ausstrahlen). Natriumamalgam (wie in der Wikipedia erwähnt) ist in dieser Lampe offenbar nicht enthalten, denn die typische grüne Hg-Linie bei 546 nm fehlt.

Das Spektrum ist im blauen Bereich mit dem Handspektroskop nicht so gut sichtbar, weil das Gerät einfach lichtschwächer ist. Meine Fotografiereinrichtung mit Digitalkamera direkt an das Okular gehalten (natürlich auf einem Stativ) ist auch nicht so leistungsstark. Dafür ist die Auflösung besser, da bei dem Gitterspektroskop die Spaltöffnung größer ist. Mit bloßem Auge und direkt vor der Lampe sieht man auch mit dem Handspektroskop die blauen Linien. Das Gitterspektroskop würde mich vollständig zufriedenstellen, wenn es nicht diesen "cut off" bei etwa 670 nm hätte (obwohl die Skala bis über 700 nm geht), der z.B. die roten Kaliumlinien nicht sichtbar werden lässt. Die sehe ich mit dem Handspektroskop sofort.
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Verfasst am: 28/4/2012, 00:02  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Ja, natürlich- Natriumdampflampe! So eine nette "gelb strahlende" Lampe steht bei mir auch diekt an der Straße und beleuchtet durch das Terrassenfenster meiin Wohnzimmer-Labor ideal beim Fernsehen... Wenn die "zündet" , ist die leicht rötlich (Neon ?)und erreicht nach ca. 5 Minuten die volle Helligkeit....
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Verfasst am: 28/4/2012, 21:48  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Da überall die Rede davon ist, daß die Hochdruck-Natriumdampflampen Lampen Natrium-Amalgam enthalten, habe ich gestern Nacht mal spät das Spektrum kontrolliert, ob vielleicht nach längerer Brenndauer und mit zunehmender Erwärmung doch die Hg-Linien herauskommen - aber das ist nicht der Fall. Auch die beta-linie des Hg bei 436 nm fehlt (in meinem Gitterspektroskop z.B. in jeder Leuchtstoffrörhre problemlos zu erkennen).
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Glaskocher



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Verfasst am: 29/4/2012, 17:48  Titel:   Antworten mit ZitatNach untenNach oben
Das Spektrum der Hochdruck-Natriumdampflampe erklärt jetzt auch zwanglos, warum ich im Licht einer solchen Lampe nicht den Schatten einer mit Natrium gefärbten Flamme sehen konnte. Das Licht der gewünschten Wellenlänge war je schon vorher "herausgeschnitten".

Ich gehe mal davon aus, daß die breite Bande rund um die Absorptionslinie des kühleren Natriums die druckbedingte Verbreiterung der Natriumemission ist. Bei höherem Druck und Temperatur (= häufigere Stöße und größere Geschwindigkeit) verbreitern sich die Linien wohl unter Anderem aufgrund des Dopplereffektes.

Dann muß ich mich wohl mal mit einem Stück Neodymrosa gefärbten Glases (meine Glasbläserbrille) auf die Suche machen, ob ich noch eine Niederdruck-Natriumdampflampe finde... Deren Licht sollte nahezu völlig verschluckt werden, da Neodymglas genau über der Natrium-D-Linie eine schmale Absorptionsbande hat.

Spätestens dann, wenn ich wieder den Experuimentalvortrag begleiten darf werde ich wieder den Schatten einer Na-gefärbten Flamme beobachten und vorführen können. Der Kontrast ist erfreulich groß!
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