4. Absorption und Streuung

Absorptionsphotometrie (1/6)

Auf der vorherigen Seite wurde das Lambertsche Gesetz, das die Schwächung der Intensität des Lichts auf dem Weg $x$ durch ein absorbierendes Medium mit dem Absorptionskoeffizienten $a$ beschreibt, in folgender Form dargestellt:

Das Einstrahl-Photometer

In Experimenten wird eine Glasküvette der Länge $x$ mit einer Probe befüllt und mit Licht bestrahlt. Am Eintritt in die Küvette (bei $x=0$) hat die Intensität den Wert $I_o$. Hinter der Küvette wird die durch Absorption verringerte Intensität $I(x)$ gemessen.

Schematischer Aufbau eines Einstrahl-Absorptionsphotometers.

Das Licht der Lichtquelle wird mit einem Monochromator in seine spektralen Anteile zerlegt. Die Schemazeichnung zeigt einen Monochromator mit Prisma, meist werden jedoch Gitter für die spektrale Zerlegung des Lichts genutzt. Durch den Austrittsspalt tritt monochromatisches Licht mit wählbarer Wellenlänge aus. Eine Sammellinse erzeugt ein näherungsweise paralleles Lichtbündel, das die Küvette durchstrahlt. Das verbleibende Licht wird mit einer Sammellinse auf einen Fotodetektor fokussiert und in ein zur Intensität proportionales elektrisches Signal gewandelt, das elektronisch weiter verarbeitet werden kann.

Ziel der Auswertung ist die Berechnung von $a(\lambda )$ oder des dekadischen Extinktionskoeffizienten $\chi (\lambda )$ aus den Werten von $I_o$ und $I(x)$ bei den jeweiligen Wellenlängen und der bekannten Länge $x$ der Küvette. Spektralphotometer für Laboratorien berechnen die Extinktion $E(\lambda )$, wofür die Länge der Küvette nicht benötigt wird.

Haben Sie die Aufgabe bearbeitet, dann sind Sie für das Experimentieren gut vorbereitet. Auf zwei Experimentierblättern finden Sie Hinweise und Anleitungen für

• den Aufbau eines Photometers für Absorptionsmessungen bei einigen Wellenlängen, mit weiteren Angaben und Hinweisen zur Vermeidung von Messfehlern auf ergänzenden Seiten
• Experimente mit einem käuflich verfügbaren Photometer für den naturwissenschaftlichen Unterricht an Schulen.