Schon vor dem Aufkommen technischer Geräte zur Spektralanalyse konnten Menschen VIS - Spektren bewundern: Regenbogen, Bild links [15], oder Eisbogen sind sichtbar, wenn Sonne und Regentropfen oder Eiskristalle in Eiswolken in bestimmten Winkelverhältnissen am Himmel stehen.

Allgemeines

Ein Prisma zur räumlichen Trennung der einzelnen Wellenlängen eines Licht - Stroms wird Dispersionsprisma genannt. Ein dem gleichen Zweck dienendes Gitter aus einer Serie parallel nebeneinander angeordneter Licht - durchlässiger Schlitze oder Licht reflektierender Spiegelfurchen wird als Beugungsgitter bezeichnet. Die genannte Aufgabe erfüllt ein Prisma oder ein Gitter in Zusammenwirken mit einer als schmaler Schlitz geformten Blende, Spalt - Blende oder einfach nur Spalt genannt.

Dispersionsprismen zerlegen Licht aufgrund des Phänomens der Wellenlängen - Abhängigkeit der Licht - Brechung (Dispersion). Beugungsgitter tun dies aufgrund der ebenfalls von der Wellenlänge abhängigen Licht - Ablenkung am Rand eines Licht - undurchlässigen oder Licht reflektierenden Körpers (Beugung). Je nach Aufgaben - Stellung können Prismen oder Gitter die geeigneteren Teile sein.

Prismen

Ein optisches Prisma ist ein Körper aus möglichst gut Licht - durchlässigem Material mit mindestens 2 an einer gemeinsamen Berührungskante zusammenstoßenden Planflächen, die zueinander in einem Winkel kleiner als 180 Grad stehen. Ein Lichtstrahl, der aus einer materiell anders als das Prisma beschaffenen Umgebung in eine seiner Planflächen eindringt, wird aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt, "gebrochen", ebenso beim Verlassen des Prismas durch eine zweite Planfläche. Der Grad dieser "Brechung" genannten Ablenkung, ist abhängig vom Material des Prismas und dem des dieses umgebenden Mediums sowie vom Winkel, den der einfallende Lichtstrahl mit der Eintrittsfläche auf dem Prisma in der Ebene des Lots des Strahls auf diese Fläche bildet, von der Geometrie des Prismas und auch von der Wellenlänge des Lichtes. Letzteres macht ein Prisma zu einer Vorrichtung, die einzelne Wellenlängen aus einem Gemisch solcher räumlich auseinandersortieren kann.

 

Die in einem Licht - Strahl enthaltenen Wellenlängen, im Bild links [7] ein dem Auge weiß erscheinendes Gemisch, werden beim Durchlaufen eines Prismas räumlich getrennt. Bildet das Einfallslicht ein schmales Band, dessen Breitenstrecke parallel zur Schnittlinie zwischen Prisma - Eintritts- und - Austrittsfläche steht, erscheinen die getrennten Wellenlängen dem Auge als Folge von Farben, als Spektrum. Die Ablenkung ist im Roten, das sichtbarem Licht mit den längsten Wellenlängen entspricht, am geringsten und nimmt über gelb, grün und blau bis hin zum violetten Licht am kurzwelligen Ende des Spektrums zu. Das beim Auftreffen auf die Grenzflächen reflektierte Licht ist hier nicht eingezeichnet.

 

Hier eine kleine Übersicht zu den Material - Eigenschaften von Glas - Sorten, die bei der kommerziellen Herstellung von Prismen verwendet werden [9]:

Prisma - Material	Wellenlängen - Bereich mit > 60 % Transmission auf 10 mm Lichtweg1 in Mikrometer (µm)			Winkeldispersion2
Borkronglas BK 7	0,33	-	2,40	00°	43´
Flintglas F 2	0,34	-	2,40	01°	42´
Schwerflint SF 10	0,390	-	> 2,325	03°	00´
Ultraviolett - durchlässiges Quarz - Glas	0,17	-	um 2	00°	34´
Infrarot - durchlässiges Glas IRG N6	0,37	-	4,30	01°	13´
1	Wellenlängen - Bereich der über 60-%igen Licht - Durchlässigkeit von 10 mm dickem Material. Mit abnehmender Transmission des Prisma - Materials nimmt auch die Registrierbarkeit von Mustern eines Spektrums ab.
2	Die Winkeldispersion ist ein Maß für die Lichtzerlegekraft eines Prismas. Sie gibt den Winkel zwischen einem blauen Licht - Strahl mit 480 nm (0,480 µm) und einem orangen mit 643,8 nm (0,6438 µm) Wellenlänge an, die das Prisma aus einem einfallenden Licht - Strahl auftrennt. Je größer diese Zahl, um so breiter ist ein mit einem Prisma aus dem betreffenden Material gewonnenes Spektrum. Das Zeichen ´ steht für die Winkel - Maßeinheit Bogenminute. 60´ = 1 °.

 

 

Bild oben: Der Weg von Licht mit 480 nm Wellenlänge, vom Auge als blau empfunden, in einem Spektralanalyse - Gerät mit einem Prisma aus SF 10 - Glas (Schwerflint) [11]. Die Vorrichtung zur Aufnahme des Spektrums, hier durch eine Objektiv - Linse symbolisiert, wird zum scheinbaren Ort des Spektrums hin ausgerichtet. Auf diesen werden auch Kameras oder Augen scharf gestellt.

Die Fähigkeit zur optischen Trennung eng benachbarter Spektrallinien nimmt auch zu mit der Differenz zwischen den Weglängen des Lichts im Prismeninneren an den beiden äußeren Rändern eines "Licht - Bündels", das den dreieckigen Querschnitt eines Prismas durchsetzt. Je größer ein Prisma ist, desto breiter kann das durch dieses laufende Licht - Band sein und desto größer damit auch die Weglängendifferenz zwischen dem nahe der Prismenspitze durchlaufenden Licht einerseits und dem nahe der Prismenbasis durchlaufenden Licht andererseits [20], siehe auch Bild oben.

Ein aus mehreren zusammengekitteten Einfachprismen bestehendes Amici - Prisma zeigt ein Mehrfaches der Licht - Zerlegung - Wirkung im Vergleich zu einem aus einem Einzelkörper bestehenden Prisma, ist aber auch viel teuerer als Letzteres. Da das ein Amici - Prisma verlassende Bündel aus in einzelne Wellenlängen auseinandersortiertem Licht beiderseits der verlängert gedachten Achse des ins Prisma einfallenden "Licht - Strahls" verläuft, können in einem Spektralanalyse - Gerät mit diesem Prismentyp Licht - Quelle, Prisma und Spektrum - Aufnahme - Vorrichtung ungefähr entlang einer geraden Linie angeordnet werden. Ein Amici - Prisma wird daher auch als Geradsichtprisma bezeichnet.

Ein Prisma kann auch als Hohlform ausgeführt sein, die aus Bodenplatte und mindestens 3 darauf senkrecht stehenden Seitenwänden besteht. Zur Erzielung einer Licht - Zerlegung muss ein solches Hohlprisma mit einer klaren Flüssigkeit gefüllt werden. Wasser bringt nur eine geringe Dispersion; für eine höhere müssten für Nichtfachleute schwer beschaffbare Spezialflüssigkeiten verwendet werden, was derartige Prismen teurer machen würde als solche aus Vollglas oder Vollkunststoff. Ein weiterer Nachteil von Hohlprismen ist die Notwendigkeit einer auslaufsicheren Abdeckung bei Verwendung in vertikaler Stellung.

Da Licht an den Prismenwänden nicht nur gebrochen, sondern auch reflektiert wird, kann das primäre Bild eines Spektrums von einem durch Reflektion im Prismeninneren entstandenen Sekundärbild überlagert sein, Bild unten. Anfällig hierfür sind 60° - Prismen mit 3 gleichen Seiten [13]. Als Test auf eine solche Störung kann von einem bekannten Stoff ein Linien - armes Spektrum aufgenommen und geprüft werden, ob Linien nur an den erwarteten Stellen auftreten. Abhilfe ist möglich durch Schwärzung der an der Licht - Brechung nicht beteiligten Prismenflächen mit mattschwarzer, möglichst wenig glänzender Farbe [3][22], Wahl eines ungleichseitigen Prismas und Drehen des Prismas im Strahlengang bis zum Verschwinden von Sekundärbildern.

 

In ein Prisma von rechts unten her eingedrungenes Licht wird an dessen Wänden reflektiert [12]. Dadurch können Mehrfachbilder eines Spektrums entstehen, die einander überlagern und dessen Interpretation erschweren.

Beschaffung von Prismen

Bei der Auswahl eines anzuschaffenden Prismas oder Gitters für ein Selbstbau - Gerät können vielleicht die auf dieser Site [16] oder auf anderen Sites [8] vorgestellten Geräte und Anwendungsbeispiele helfen.

Ein Prisma kann käuflich erworben, aber auch selbst hergestellt werden. Eigenproduktion ergibt entweder Prismen mit geringer Lichtzerlegekraft (Hohlprismen) oder erfordert viel Zeit, Übung und die Möglichkeit, die optische Qualität der Erzeugnisse zu prüfen (Vollprismen).

 

Vollglas - oder Vollkunststoff - Prismen

Solche Prismen werden vom Lehrmittel - Handel und Optik - Firmen angeboten [6]. Das Material, aus dem ein Prisma besteht, bestimmt dessen Licht - Durchlässigkeit und Brechkraft in Abhängigkeit von der Wellenlänge, siehe oben, sowie dessen Preis. Dieser steigt auch mit zunehmender Größe von Prismen. Für deren Verwendung zu chemischen Analysen bringen großzügigere Abmessungen potentiell Detail - reichere Spektren und eine Vereinfachung beim Anbringen von Vorrichtungen zur Einblendung von Vergleichsspektren. Höher als der Eingangsspalt eines Spektralanalyse - Gerätes braucht ein Prisma jedoch nicht zu sein.

Da Schneiden und Schleifen eines Glas - Rohlings zu einem Vollglas - Prisma nur für sehr Geübte mit speziellem Bearbeitungsgerät in Frage kommt, soll eine Selbstherstellung hier nicht weiter erörtert werden. Für Hobby - Forscher/innen gibt es ein Set zur Selbstherstellung eines Kunststoff - Prismas [4].

 

Hohlprismen

Kommerziell werden Hohlprismen für Spezialzwecke angeboten und sind viel teurer als Prismen aus Vollmaterial. Es gibt jedoch auch Gefäße aus Kunststoff mit rechteckigem Querschnitt und glasklaren Seitenwänden (Küvetten), die als Behälter für flüssige Proben in der chemischen Spektralanalyse verwendet werden [5]. Wer diese sowieso für eigene Untersuchungen anschaffen will und kein Geld für hochwertige Prismen hat, kann sich vielleicht mit solchen Küvetten mit Wasser - Füllung als billigen Licht - Zerlegern behelfen. Als Füllflüssigkeit ist demineralisiertes Wasser geeignet, das kaum Verdunstungsrückstände auf den Prismenwänden hinterlässt.

Ein Selbstbau - Hohlprisma kann aus einer Bodenplatte bestehen, auf der 3 durchsichtige, vertikal stehende Platten ein Dreieck bilden. Mit Objektträger - Platten für Mikroskopierzwecke kann ein solches Prisma ohne Schneidarbeiten angefertigt werden [1]. Die Fugen der Seitenwände miteinander und mit der Bodenplatte müssen wasserdicht mit dauerflexiblem Material versiegelt werden [2]. Bestehen Bodenplatte und Seitenwände aus gleichem Material, neigen die Fugen bei Temperatur - Schwankungen weniger dazu, undicht zu werden.

Links ein aus Objektträger - Platten für Mikroskopierzwecke zusammengeklebtes Hohlprisma. Die Bodenplatte ist aus 3 längsseitig aneinandergereihten Trägern zusammengeklebt. Die Fugen sind mit Silikon abgedichtet.

Durch Spiegelung an den Seitenwänden eines Prismas können zusätzliche Spektrum - Bilder entstehen, die das primäre, vom ungespiegelt durchgehenden Licht erzeugte Spektrum überlagern, siehe oben. Um diese Störung zu verhindern, können die Bodenplatte und die außerhalb des Strahlengangs liegende Seitenwand im Prisma - Inneren mattschwarz angestrichen werden [3][22].

Beugungsgitter

Ein optisches Gitter besteht aus einer Vielzahl von schmalen, zueinander in einer Planebene parallel laufenden Linienmustern. Sind diese Linien als Licht - durchlässige Spalte in ansonsten Licht - schluckendem Umfeld ausgebildet, handelt es sich um ein Transmissionsgitter. Bei einem Reflexionsgitter werden die Linien durch Furchen in einer Spiegelfläche realisiert.

 

Bild links: Licht - Zerlegung am Beugungssgitter in Transmission im nichtmaßstäblichen Schema. Von einer Spalt - Blende zu einem den Gitter - Öffnungen parallelen Band geformtes weißes Licht trifft senkrecht von hinten auf das Gitter. In Fortsetzung der Einfallsrichtung verlässt ein Teil des Lichts das Gitter fast unbeeinflusst und erscheint im Zentrum der Spektralserien als weißes Band. Das übrige Licht wird aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt (gebeugt). Der Ablenkungswinkel (Beugungswinkel) ist abhängig von der Wellenlänge, was das Auge als Abfolge von Farben wahrnimmt. Beiderseits des Zentralstrahls erscheint eine symmetrisch zu diesem sich erstreckende Folge von Spektren. Der ungebeugt durchgehende Zentralstrahl wird Spektrum 0. Ordnung genannt, die beiden ersten Spektren beiderseits des Zentrums Spektren 1. Ordnung, die an diese sich anschließenden Spektren 2. Ordnung und so weiter. Im Bild unten sind die Spektren nur bis zur 3. Ordnung eingezeichnet.

 

Eine Eigenart eines Gitters ist die gegenseitige Überlagerung der von ihm erzeugten Teilspektren, siehe Bild oben. Sie führt dazu, dass an einem Ort im Spektren - Bild verschiedene Wellenlängen aus verschiedenen Teilspektren lokalisiert sind. Es überlappt der ultrarote (langwellige) Rand eines Teilspektrums mit dem ultravioletten (kurzwelligen) Rand des sich anschließenden Spektrums nächsthöherer Ordnung. Im Schema oben sind derartige Bereiche dunkel, weil das Auge für solches Licht unempfindlich ist. Da für eine Spektralanalyse aber eine eindeutige Messung von Lichtwellenlänge und zugehöriger Intensität notwendig ist, muss bei Verwendung eines Gitters verhindert werden, dass eine Wellenlänge eines Teilspektrums die Messung einer anderen Wellenlänge eines anderen Teilspektrums stört. Dies kann mit Filtern erreicht werden, die nur Licht bestimmter Wellenlängen durchlassen, mit Licht - Registriermitteln (Photofilm, elektronische Detektoren, Auge), die nur für bestimmte Wellenlängen empfindlich sind oder mit einem dem Gitter nachgeschalteten Prisma, das von einem Gitter in die selbe Richtung abgelenkte Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen aus Spektren verschiedener Ordnungen räumlich trennen kann ("order sorter").

Der Ablenkwinkel für Licht einer bestimmten Wellenlänge und Spektrum - Ordnung und damit auch die Breiten der Teilspektren nehmen zu mit der Zahl der Gitter - Linien pro Strecke senkrecht zu diesen, der Gitterkonstanten. Auch mit steigender Ordnungszahl nimmt die Breite der Teilspektren zu. Zunehmende Spektren - Breite bedeutet zwar potentiell detailreichere Darstellung von darin enthaltenen Mustern, aber auch abnehmende Lichtstärke.

Ist die Gitterkonstante an verschiedenen Stellen eines Gitters innerhalb des vom Eingangslichtbündel getroffenen Bereiches unterschiedlich, erzeugt jeder dieser Bereiche eine eigene Serie von Teilspektren, wodurch zum Beispiel eine bestimmte Spektrallinie im Spektrum einer Ordnung mehrfach an unterschiedlichen Stellen erscheint. Derartige "Geisterlinien" ("ghosts") erschweren die Auswertung eines Spektrums. Zur Prüfung eines Gitters auf solche Fehler kann wie oben beim Prisma beschrieben das Spektrum eines bekannten Stoffes aufgenommen und mit dem Soll - Spektrum, wie es in Spektren - Sammlungen abgebildet ist, verglichen werden. Gegebenenfalls muss durch Probieren eine Stelle homogener Liniendichte im Gitter gesucht werden.

Beschaffung und Einbau von Beugungsgittern

Beugungsgitter sind in der Regel von denselben Firmen erhältlich, die auch Prismen vertreiben [10]. Eine Selbstherstellung ist möglich, zum Beispiel durch verkleinernde Photographie eines auf mm - Papier gezeichneten oder mit einem Pixelraster - Zeichenprogramm [14] erstellten und auf Folie ausgedruckten Gitters. Ob damit jedoch bessere Spektren erhalten werden als mit billigen kommerziellen Gittern ist dem Verfasser nicht bekannt.

In Hobby - Spektralanalytiker/innen - Kreisen sind auch CD - oder DVD - Scheiben als billige und hoch auflösende kreisförmige Reflexionsgitter beliebt [18]. Besonders gut auch als Transmissionsgitter eignen sollen sich die in Spindel - Packungen beiliegenden klardurchsichtigen Scheiben ohne Beschichtung. Mit CD - / DVD - Gittern erhaltene Spektren zeigen allerdings ungleichförmige Muster, indem innerhalb eines Teilspektrums einer Ordnung kürzerwellige, zum Beispiel blaue, Spektrallinien anders geformt sind als längerwellige, zum Beispiel rote, und alle Linien bogenförmig gekrümmt sind. All dies erschwert die Messung der Intensitäten von Mustern in solchen Spektren, die zur Ermittlung von Inhaltsstoff - Mengen in Proben notwendig ist.

Das Bild links zeigt ein selbst aus einer Folie ausgeschnittenes billiges Transmissionsgitter [10], eingelegt in einen Kleinbild - Dia - Rahmen. Die Gitter - Folie erscheint bei diffuser, allseitiger Beleuchtung fast durchsichtig. Ihre Fähigkeit zur Licht - Zerlegung zeigt sich erst bei Beleuchtung mit kleinflächigen Licht - Quellen. Zur Befestigung auf einer Geräteplattform sind 2 kleine Winkel auf beiden Seiten des Rahmens bündig mit dessen Boden - Kante angeklebt.

Ein Gitter - Dia muss so in einem Spektralanalyse - Gerät befestigt werden, dass die Gitter - Linien parallel zur Längsrichtung des Eingangsspalts ausgerichtet sind. Ist dieser bereits in korrekter Stellung mit zum Geräteboden senkrecht stehendem Spalt montiert, kann zur Ermittlung der richtigen Stellung eines einzubauenden Gitters dieses hinter den von vorn beleuchteten Spalt gehalten werden so, dass Gitter - Fläche und Spalt - Blende - Fläche parallel zueinander stehen und eine gedachte Gerade (optische Achse) senkrecht durch die Zentren beider Flächen geht. Wird das Gitter von hinten und schräg von der Seite betrachtet, wobei Spalt, Gitter und Auge in der gemeinsamen Raumebene liegen müssen, die senkrecht zu den Flächen von Spalt - Blende und Gitter und senkrecht zur Längsrichtung des Spalts steht, erscheint beim Drehen des Gitters um besagte optische Achse, also beim Drehen um seinen Mittelpunkt und innerhalb der Ebene der Gitter - Fläche irgendwann einmal das Lampenlicht in Farben zerlegt und auseinandergezogen, das Spektrum der Licht - Quelle. Spektren von Leuchtstoff - Lampen zeigen Linien, die von Glühlampen zusammenhängende regenbogenfarbene Bänder [19][21][24]. Sind Länge des Spektrums und Trennung der Einzelfarben maximal, ist dies die korrekte Einbau - Stellung, bei der die Gitter - Linien der Längsachse des Spalts parallel laufen. Bei Spektren mit Linien kann deren zum Geräteboden möglichst senkrechte Stellung als zusätzliche Justierhilfe dienen. Eventuell muss der Kopf etwas seitlich hin und her bewegt werden, um die Spektren ins Blickfeld zu bekommen. Abdunkeln des Raums verbessert die Sichtbarkeit. Stehen, wie meist der Fall, die Gitter - Linien parallel oder senkrecht zu den Rändern einer Gitter - Folie oder des Rahmens eines fertig konfektionierten Gitters, brauchen zur Ermittlung der richtigen Gitter - Stellung nur die Positionen ausprobiert zu werden, in denen ein Rand des Gitter - Rahmens parallel zur Längsrichtung des Spalts steht.

Bild rechts: Zur Not auch ohne Spalt - Blende kann die für den Einbau in ein Spektralanalyse - Gerät richtige Ausrichtung eines Beugungsgitters ermittelt werden. Diese ist gegeben, wenn das von vorne von einer möglichst kleinvolumigen Licht - Quelle (Glüh- oder Leuchtstoff - Lampen) beleuchtete Gitter für dieses schräg von hinten Betrachtende ein maximal zu Regenbogen - Farben auseinandergezogenes Bild der Licht - Quelle erzeugt. Zur hierbei notwendigen Ausrichtung von Lampe, Gitter und Auge siehe oben.

Vergleich zwischen Prisma und Gitter

Mit einem einzelnen Beugungsgitter können viel besser aufgelöste Spektren erhalten werden als mit einem einzelnen Prisma. Ein Teilspektrum eines Gitters ist bei gleich starkem Quellenlicht aber viel lichtschwächer als das Einzelspektrum eines Prismas. Durch Verwendung eines besonders geformten Reflektionsgitters oder durch Hintereinanderstellung mehrerer Prismen können die genannten Nachteile ausgeglichen werden, was aber mit erhöhten Kosten verbunden ist.

Der Grad der räumlichen Trennung zweier Wellenlängen, die zahlenmäßig gleich weit auseinanderliegen, variiert bei Prismen mit der Wellenlänge und zwar so, dass er vom kurzwelligen (blauen) Bereich des Spektrums zum langwelligen (roten) hin nichtlinear (stetig, aber ungleichmäßig) stark abnimmt [20]. Bei Gittern ist dies nicht der Fall.

Ist größtmögliche Nachweisempfindlichkeit für Licht in einem Spektrum gewünscht und ist dessen geringe Detaillierung (Auflösung) tolerierbar, liegt der Einsatz eines Prismas nahe. Das kann der Fall sein bei einer Analyse auf einen in sehr geringer Konzentration in einer Probe vorhandenen Inhaltsstoff ohne Störung durch begleitende Substanzen. Ist Detail - Reichtum eines Spektrums wichtiger, bietet sich die Verwendung eines Gitters an, zum Beispiel bei Proben mit vielen Inhaltsstoffen, deren spektrale Muster sich gegenseitig überlagern.

Viele chemische Stoffe in Analysenproben sind am empfindlichsten im Ultraviolett - Bereich eines UV - VIS - Spektrums bestimmbar, was bei Verwendung von Prismen zur Spektren - Erzeugung den Einsatz von Quarz - Glas - Prismen erfordert, die teuer und auflösungsschwach sind. Moderne kommerzielle Spektrometer nutzen daher meistens Beugungsgitter zur Licht - Zerlegung. Auch Infrarot (IR) - Spektren organischer Verbindungen werden seltener mit ebenfalls teuren Prismen aus IR - durchlässigem Material aufgenommen, sondern meistens mit einem anderen technischen Verfahren, der Interferometrie.

Spalt - Blenden

Um die von Prismen und Gittern räumlich aufgefächerten Licht - Wellenlängen voneinander getrennt messtechnisch erfassen zu können, sollten diese sich möglichst wenig überlagern. Eine Spalt - förmige Blende am Eingang eines Spektralanalyse - Gerätes bewirkt, dass ein schmaler Wellenlängen - Bereich des von einer untersuchten Probe kommenden Lichts im erzeugten Spektrum ein Bild - Muster in Form der Spalt - Blende erzeugt, das Spektrallinie genannt wird [19]. Die lange Seite einer Spalt - Blende muss senkrecht zur gedachten Verbindungslinie zwischen Spalt und Licht - zerlegendem Element (Prisma oder Gitter), also zur optischen Achse, stehen und senkrecht zu der Richtung, entlang deren die räumliche Trennung der Wellenlängen erfolgt. So liegen die Spektrallinien in einem Spektrum mit ihren Langseiten parallel nebeneinander, was die Überlappung benachbarter Linien minimiert.

Mit abnehmender Breite einer Spalt - Blende nimmt auch die Breite einer von ihr geformten Spektrallinie ab und damit die Chance zu, eng benachbarte Spektrallinien getrennt voneinander messtechnisch erfassen zu können. Schmalere Linien sind aber auch weniger hell als breitere und damit für Licht - Detektoren weniger leicht wahrnehmbar. In der spektralanalytischen Praxis werden breitere Spalt - Blenden verwendet, wenn die Erfassung sehr schwacher Spektrallinien Vorrang haben soll vor deren räumlicher Trennung, zum Beispiel um sehr geringe Konzentrationen von Probeninhaltsstoffen zu erfassen, und schmalere Spalt - Blenden, wenn zur Identifizierung von Probeninhaltsstoffen möglichst geringe Überlagerung benachbarter Linien gewünscht wird. Kommerzielle Spalt - Blenden mit festen oder einstellbaren Spalt - Breiten sind erhältlich bei Firmen, die auch Prismen und Beugungsgitter vertreiben [6][10]. Sind die Schneiden eines kommerziell vertriebenen Spalts mit einstellbarer Öffnungsbreite noch ohne Licht - absorbierenden Überzug, sollten sie mit einem Solchen versehen werden, da anderenfalls durch Licht - Reflektion im Bereich der Spaltschneiden eine Spektrallinie mit verschwommenen Begrenzungen oder Reflex- bedingt vervielfacht im Spektrum - Bild erscheinen kann. Die Schneidenkanten selbst eines Spaltes sollten frei von Resten des Schwärzungsmittels bleiben, da sonst die Spalt - Öffnung bei regelbaren Spalten nicht mehr beliebig schmal eingestellt werden kann und eine Spektrallinie fleckig abgebildet wird [3].

Selbstbau - Spalte

Eine in Bastler/innen - Kreisen verbreitete Methode zur Selbstherstellung von Spalt - Blenden besteht in der Befestigung zweier möglichst unbenutzter Rasierklingen auf einem Träger so, dass die flächigen Seiten der Klingen in derselben Raum - Ebene liegen und zwei Schneiden in geringem Abstand parallel zueinander ausgerichtet sind. Schartige Schneiden können in Spektren manchmal störenden Querstreifen verursachen.

Als Spalt - Träger kann ein glasloser, 5 cm x 5 cm große Dia - Rahmen verwendet werden. Der links abgebildete war ab Werk an seinen Seitenrändern jeweils in deren Mitte gekerbt. Auf der hellen Rahmen - Seite wurde als Positionierungshilfe für das Anbringen der Klingen eine Linie zwischen den gegenüberliegenden Kerben der Seiten, die den Langseiten des Rahmen - Fensters parallel liegen, gezogen. Diese Hilfslinie ist im Bild rot und wo sie verdeckt verläuft gestrichelt markiert. Nach Bestreichen der Randflächen des Fensters mit auch nach dem Trocknen leicht wieder ablösbarem Photokleber wurden zwei Klingen so auf die Klebfläche gesetzt, dass ihre in geringem Abstand einander zugewandten und entlang der Hilfslinie ausgerichteten Schneiden auf gleicher Höhe parallel zueinander lagen. Die schmalsten Spalte wurden erhalten, wenn die Schneiden sich zunächst berührten, ohne sich zu überdecken, und dann bei noch feuchtem Kleber mit den Fingern vorsichtig um eine möglichst kleine Strecke auseinander gezogen wurden. Durch Betrachtung des Spalts vor einem hellen Hintergrund wurden die Spalt - Breite und deren Gleichmäßigkeit über die Spalt - Länge hinweg kontrolliert. Etwas breitere Spalte wurden erhalten, wenn eine weitere Klinge zur Distanz - Haltung hochkant auf die Hilfslinie gesetzt und die beiden Spalt - Klingen von beiden Seiten mit ihren Schneiden an die Platzhalter - Klinge herangeschoben wurden. Zur Befestigung auf einer Plattform wurde ein kleiner Winkel bündig mit der Rahmen - Kante und mittig auf die Hilfslinie geklebt.

Das Bild rechts zeigt den Spalt von der anderen, dunklen Seite des Dia - Rahmens her, die später der Eingangssöffnung eines Spektralanalyse - Gerätes zugewandt sein sollte. Um störende Licht - Reflektionen zu verringern wurden die Klingen - Flächen auf dieser Seite schwarz angestrichen [22].

Um durch die inneren Aussparungen der Rasierklingen fallendes Licht abzufangen wurden diese auf der geschwärzten Seite des Spalts mit einer mattschwarzen Blende abgedeckt, die in einem Ausschnitt in der Mitte gerade den Klingen - Spalt frei ließ [23], siehe Bild links.

Quellen und Anmerkungen