Handspektroskop - Bausatz aus Karton

Etwas Geschicklichkeit und Geduld sind beim Zusammenbau dieses Gerätes erforderlich, aber ist diese Hürde einmal genommen, dann hält man für kleines Geld ein kompaktes Spektroskop in der Hand. Mit ihm kann man erstaunlich exakt die Wellenlängen von Spektrallinien im Bereich von 400 Nanometern (Violett) bis 700 Nanometern (Rot) erkennen und bestimmen - also in dem für den Menschen sichtbaren Bereich. Auf einer in der Helligkeit regulierbaren Skala lässt sich die Wellenlänge auf etwa 5 Nanometer genau ablesen. Die Abweichung zur Messgenauigkeit eines teuren professionellen Spektrometers liegt laut Hersteller bei unter 3 Prozent.

Der für den Menschen sichtbare Bereich des elektromagnetischen Spektrums ist das, was wir gemeinhin als Licht bezeichnen, und er umfasst die sieben Regenbogenfarben Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange bis Rot. Davor kommt Ultraviolett und danach Infrarot - Strahlung, die für das menschliche Auge nicht mehr wahrnehmbar ist.

Deutlich kann man dann mit dem Handspektroskop die Unterschiede im Spektrum zum Beispiel von verschiedenen Lichtquellen erkennen wie die von Energiesparlampen, LED, Glühlampen oder Laser, aber auch von Sonnenlicht. Zum Einsatz kommt dabei ein Durchlicht-Beugungsgitter aus transparenter Folie. Die hohe Dichte von 1.000 Linien pro Millimeter erzeugt ein breites Farbspektrum, ähnlich einem Prisma.

Der Mensch kann nur einen Bruchteil der Strahlung sehen, die tatsächlich existiert - UV-Strahlung, Röntgenstrahlung, aber zum Beispiel auch Mikrowellen oder Radiowellen befinden sich außerhalb des für uns sichtbaren Spektrums und das komplette Spektrum aller elektromagnetischer Wellen umfasst Wellenlängen im Bereich von Kilometern bis hin zu wenigen Pikometern bei Gammastrahlen. Ein Pikometer ist kleiner als ein typischer Atomradius.

Jede Farbe des (für den Menschen sichtbaren) Lichtes hat dabei ihre eigene Wellenlänge, die sich im Bereich eines millionstel Millimeters, kurz eines Nanometers, bewegt. Ein Millimeter sind also 1.000.000 Nanometer. Normalerweise sehen wir eine Mischung aus verschiedenen Wellenlängen. Das, was wir zum Beispiel als die Farbe Rot bezeichnen, nehmen wir dann wahr, wenn Licht in unser Auge fällt, dessen Wellenlänge sich überwiegend im Bereich oberhalb von 600 Nanometern, also 0,0006 Millimeter befindet.

Je kleiner die Wellenlänge, desto energiereicher ist das Licht übrigens und allein Laserlicht hat die Eigenheit nahezu aus Licht einer einzigen Wellenlänge zu bestehen. Man nennt solches Licht monochromatisch.

Hinweis: Die Spektrallinien auf dem Foto oben sind um einige Nanometer nach rechts verschoben, da das Foto durch eine Digitalkamera gemacht wurde.

Bilder von Spektren verschiedener Lichtquellen (ext. Link)