Inhalt

Inhalt   

1)  Einleitung:  3

2)  Versuchsbeschreibung:  4

Versuchsaufbau   4

Versuchsskizze   5

Ben  ötigte Komponenten  5

Versuchsdurchführung..................................................................................   5

3)  Messprotokoll:  6

Messfehler  / Messtoleranz  6

Messdaten  in Bezug auf die Lichtdurchlässigkeit eines Mediums  

  (Orange gefärbtes Wasser)  6

Messung  1  7

Messung  2  7

Messung  3  7

Messung  4  8

4)  Ergebnisse:  9

Aufgabe  1:  9

Aufgabe  2:  10

Die  Steigung der Geraden entspricht der Extinktionskontante E.  

   14

5)  Fehlerbetrachtung:  15

Messfehler  / Messtoleranz  15

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1) Einleitung:

Die Extinktion ist ein Maß für die Abschwächung einer Strahlung nach durchqueren eines Mediums, hier ist dies mit Methylorange gefärbtes Wasser. Der Intensitätsverlust wird durch Streuung und Absorption hervorgerufen.

Sie ist abhängig von der Wellenlänge der Strahlung !

Mit I0 als einfallender Strahlung und I als austretender Strahlung beschreibt die Extinktion E als logarithmische Größe.

Die Intensität I des Lichtes fällt also exponentiell mit der Wegstrecke d ab. Dabei ist E(λ) der (stark von der Wellenlänge λ und der Stoffkonzentration C abhängige) Schwächungs-koeffizient .

Die Schwächung der Strahlungsintensität (Extinktion) wird durch das Lambert-Beersche Gesetz beschrieben.

Aus diesem Gesetz ergibt sich bei Abnahme der Lichtintensität folgende abfallende Exponentialfunktion:

E ist hierbei die Extinktionskonstante und abhängig von der Wellenlänge und dem absorbierenden Stoff. Sie setzt sich also zusammen aus der Konzentration c der absorbierenden Substanz und dem

Extinktionskoeffizienten bei einer bestimmten Wellenlänge λ. Daraus ergibt sich für E:

Durch Umformung der Exponentialfunktion erhält man:

In dem Versuch soll nun die Gültigkeit des Extinktionsgesetzes bewiesen werden. Dazu wird ein paralleler Lichtstrahl durch eine Messflüssigkeit geschickt. Dessen Intensität wird bei Variation der Schichtdicke der Flüssigkeit untersucht.

2) Versuchsbeschreibung:

Versuchsaufbau

Eine Reuterlampe (La) beleuchtet eine Irisblene (Bl), welche eine 1 bis 2 mm große Öffnung aufweist. Das durch die Blende austretende Licht, welches möglichst parallel zur Zeiss-Schiene verlaufen sollte, trifft auf eine langbrennweitige Linse (Li) und wird von dort auf einen Umlenkspiegel fokussiert. An dem Spiegel wird das Licht so abgelenkt, dass es senkrecht auf eine Photodiode trifft. Diese Diode ist am Boden eines Behälters, in dem sich mit Methylorange versetztes Wasser befindet, angebracht. Über ein digitale Multimeter, welches an der Photodiode angeschlossen ist, kann man dann die Stromstärke des Lichtstrahles messen.

Versuchsskizze

Versuchsskizze entnommen aus dem Skript zur Vorlesung Schwingung und Wellen -2011

Benötigte Komponenten

x 150 cm lange Zeiss-Schiene

x Reuterlampe (La) [30W] x Irisblende (Bl) x langbrennweitige Linse (Li) [f = 300mm] x Umkehrspiegel x Fotodiode (FD) [10V] x Digitales Multimeter

Versuchsdurchführung

Wir schalten die Lampe an und stellen die Irisblende und die langbrennweitige Linse so ein, dass sich die Bauelemente auf gleicher Höhe befinden und das Licht parallel zur Schiene verläuft. Der Umlenkspiegel