Die Idee

Derzeitiger Stand

Spektrometer sind Mess­geräte, mit denen die Zusammen­setzung des Lichtes untersucht werden kann. In vielen Wissenschafts­gebieten kommt ihnen aufgrund ihrer Anwendungs­vielfalt eine hohe Bedeutung zu, wie zum Beispiel beim Nachweis von chemischen Stoffen. Schön wäre es daher, wenn Spektrometer auch im natur­wissenschaftlichen Unterricht eingesetzt werden könnten. Leider ist ein solches Präzisions­messgerät für Schulen kaum erschwinglich. So bleibt es im Unterricht oft nur bei der Theorie.

Spectral-Explorer

Mit Spectral-Explorer steht nunmehr ein kosten­günstiges Demonstrations­gerät für die Spektrometrie zur Verfügung. Damit kann der Unterricht in den Fächern Biologie, Chemie und Physik noch anschaulicher gestaltet werden. Spectral-Explorer wird über USB mit einem Computer verbunden, auf dem die entsprechende Auswertungs­software läuft. So kann ein Experiment vom Lehrer über einen Beamer für alle Schüler gut sichtbar gezeigt werden. Es ist aber auch möglich, Spectral-Explorer in Verbindung mit einem Note­book für Schüler­experimente zu verwenden.

Jugend forscht

Beim 50. Bundeswettbewerb Jugend forscht wurde dieses Spektrometer für den Schulunterricht mit einem Sonderpreis ausgezeichnet.

Das Gerät

Messbereich

Das Spektrometer hat einen Messbereich von 400 – 650 nm.

Auflösung

Das Spektrometer erreicht eine Auflösung der Lichtwellenlänge von bis zu einem Nanometer.

Verstellbarer Spalt

Damit das Spektrometer an unterschiedliche Lichtverhältnisse angepasst werden kann, ist die Spaltbreite verstellbar.

Version 2

Einfachere Spalteinstellung

Durch Rändelmuttern ist eine einfachere und präzisere Einstellung des optischen Spalts möglich.

Zusatzmodule

Mit Zusatzmodulen wie bspw. dem Küvettenhalter zur Spektroskopie von flüssigen Proben kann das Spektrometer erweitert werden.

Stativgewinde

Für die sichere Positionierung des Spektrometers ist auf der Unterseite ein Stativgewinde (1/4″) eingelassen.

Die Software

Speichern und Laden von Spektren

Die Auswertungssoftware ermöglicht das Abspeichern der aufgenommenen Spektren, damit sie auch zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal gezeigt werden können.

Vergleich von Spektren

Für einen Vergleich mehrerer Spektren können deren Graphen gleichzeitig angezeigt werden.

Einstellbare Filterung

Für die Minimierung des Messrauschens sorgt ein einstellbarer Filteralgorithmus.

Physik

Im Physikunterricht spielen Spektrometer vor allem bei der Erklärung des Zusammenspiels von Atombau und Lichtentstehung eine wichtige Rolle. Das Spektrometer ermöglicht aber auch astronomische Untersuchungen. So können anhand der Fraunhoferlinien im Sonnenspektrum bestimmte Elemente in der Photosphäre der Sonne nachgewiesen werden.

Chemie

Spektrometer ermöglichen in der Chemie den Nachweis von bestimmten Elementen. So ist es möglich, Alkali- und Erdalkalimetalle in ihren Salzen bei der Flammenspektroskopie zu bestimmen. Zudem kann das Verhalten von chemischen Reaktionen und Gleichgewichten, etwa bei der Spektroskopie eines Indikators, untersucht werden.

Biologie

In der Biologie können verschiedene Stoffwechselprodukte wie beispielsweise Chlorophyll oder Anthocyane mit dem Spektrometer untersucht werden. Hierbei lässt sich oft eine Verbindung zur Physik oder Chemie herstellen.

Experimente

Flammenspektroskopie

Zum Experiment

Fraunhoferlinien

Zum Experiment

Saftspektroskopie

Zum Experiment