CD-Spektroskop

Das Thema habe ich kennen gelernt aus dem Artikel von Joachim Köppen in "Sterne und Weltraum", 11/2003. Danach habe ich mir im Internet umgeschaut und fand auch viel kleinere Konstruktionen so wie z.B. dieses Mini-Spektroskop. Nach den ersten Experimenten bin ich zu folgenden Fragen gekommen:

1. Wieso sieht man klare Bilder auch bei viel geringerem Abstand vom CD-Stück zum Spalt?
2. Wieso ist es dagegen so schwer gute Fotos von diesen Bilder zu bekommen?

Weil ich im Internet die Antworten nicht finden konnte, ging ich (Ende 2006) selbst zu der Analyse heran. Die Ergebnisse habe ich hier herausgelegt. Sie lassen sich so formulieren: Das Abbild einer Spektrallinie entsteht in einer weit größeren Entfernung, als die vom Spalt zum Gitter. Diese Entfernung wächst umgekehrt proportional zu der 2.Potenz des Winkels zwischen der Gitterfläche und der Richtung zum Spalt. Das erklärt, warum wir ein klares Bild auch bei kleinem Spalt-Gitter-Abstand sehen können.

Weil die Einfallswinkel für verschiedene Spektrallinien voneinander abweichen, sind auch die Abstandsfaktoren verschieden. Diese Abweichungen können verringert werden, indem man den Abstand Auge-Gitter im Verhältnis zum Abstand Spalt-Gitter verringert. Das wäre in erster Linie für das Fotografieren wichtig. Unter Beachtung dieser Bedingungen können auch kleinere Spektroskopen gebaut werden. Bei kleineren Abmessungen erhöhen sich allerdings die Anforderungen an der Konstruktion des Spalts.

Ich hatte auch ein VB-Programm entwickelt, das die Spektren-Bilder modelliert. Drei Screenshots mit Ergebnissen, die dem Spektroskop von Joachim Köppen, SuW 04/2010 entsprechen, habe ich herausgelegt: Das 1.Bild zeigt den Spektrum 1.Ordnung, das 2.Bild - den Spektrum 2.Ordnung, das 3.Bild - den Spektrum 2.Ordnung bei einem kleineren Winkel des CD-Teils, womit der Spektrum in die Mitte des Sichtfeldes verschoben wird. In der kleinen Tabelle enthält Spalte 1 die Wellenlänge in Nm, Spalte 2 - den Abstand des Abbildes der entsprechenden Spektrallinie zum Gitter in Cm, Spalte 3 - den Winkel zum Abbild in Grad.

Literatur:

Köppen, J.: Das CD-ROM-Spektroskop. In: Sterne und Weltraum, 11/2003, S.74-79.
Köppen, J.: Mit Spritzgebäck und Silberscheibe zum eigenen Spektroskop. In: Sterne und Weltraum, 04/2010, S.88-95.