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Diskret Energie sparen

Energiesparlampen sind im Prinzip kleine, in konventienelle Glühbirnenbauform gepackte Leuchtstoffröhren -- und sollten daher diskrete Linienspektren statt der bei thermischen Strahlern (wie klassischen Glühbirnen) üblichen kontinuierlichen Spektren aufweisen. Die Zerlegung des vom jeweiligen Leuchtmittel emittierten Lichts in seine spektralen Bestandteile sollte dies bestätigen können. Per Zufall -- bei der Inspektion einer selbst gebrannten DVD unter der Schreibtischlampe -- stellte ich fest, dass es keines Prismas bedarf, um ein Spektrum des Lampenlichts zu erhalten -- ein DVD-Rohling leistet hier ebenso gute Dienste.

Material

  • Schreibtischlampe
  • gewöhnliche Glühbirne
  • Energiesparbirne
  • Pappe
  • DVD-Rohling
Die Schlitzblende aus Pappe, mit Klebeband vor der Schreibtischlampe befestigt.

Versuchsaufbau

Aus einem Bogen Pappe wird ein Stück herausgeschnitten, dass genau der Größe und Form der Öffnung des Lampenschirms entspricht. In die Mitte dieser Blende wird ein schmaler Schlitz geschnitten. Die Blende wird mit Klebeband vor der Schirmöffnung befestig, nachdem a) eine gewöhnliche Glühbirne und b) eine Energiesparbirne in die Fassung geschraubt worden ist.

Die ungefähre Position von Lampe, DVD-Rohling und Kamera -- wobei bei letzterer lediglich das Stativ zu sehen ist, weil die Kamera ja für dieses Foto benötigt wurde... ;-)

Ein DVD-Rohling wird so unter die Schreibtischlampe gelegt, dass die Schlitzblende senkrecht zur Ebene Lampe - DVD - BeobachterIn steht. Durch Variation des Abstandes von Lampe und Auge (bzw. Kamera) zur DVD sowie des Ein- und Ausfallwinkel lässt sich das Spektrum des Leuchtmittels im Ganzen und im Detail beobachten.

Ergebnis

Das Spektrum der gewöhnlichen Glühbirne zeigt einen kontinuierlichen Farbverlauf (bis auf einen mir unerklärlichen dunklen Streifen im Rotbereich).
Das vom DVD-Rohling erzeugte Interferenzmuster des Lichts der Energiesparlampe zeigt, dass deren Licht sich aus wenigen, schmalen Frequenzbändern zusammensetzt.
Nahaufnahme des kontinuierlichen Spektrums der gewöhnlichen Glühbirne. (Schwarze Pappe hätte wahrscheinlich den durch die Spiegelung der Blende auf dem Rohling verursachte scharfe Farbkante zwischen Lila und Blau abgeschwächt.)
Nahaufnahme des diskreten Linienspektrums der Energiesparbirne.

Diskussion

  • Natürlich heißt es Glühlampe und nicht Glühbirne -- aber es heißt ja auch Schraubendreher und nicht Schraubenzieher und Klappmetermaßstab und nicht Zollstock... (auch wenn ich ansonsten natürlich ein absoluter Fan von SI-Einheiten und der IUPAC-Nomenklatur bin)
  • Auch wenn der DVD-Rohling zur Zerlegung des Mischlichts des Leuchtmittels in seine Farbbestandteile dient, kommt hier doch ein (zumindest oberhalb der Quantenebene) anderes Phänomen zum Tragen als beim Prisma, das auf der Wellenlängenabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit im brechenden Medium beruht: Bei der DVD sind es die nanoskopisch kleinen Strukturen, die normalerweise zur Datenspeicherung dienen, die hier durch wellenlängen- und winkelabhängige Interferenz zur Farbaufspaltung führen.
  • Sowohl unbeschriebene, als auch fertig gebrannte DVD-Rohlinge und Kauf-DVDs vermögen das Licht der Energiesparlampe in ein Linienspektrum zu zerlegen -- wobei unbenutze Rohlinge die klarsten Farben und schärfsten Linien hervorzubringen vermögen.
  • CDs zeigen im Prinzip die gliechen Effekte, doch schinen sich die Interferenzspektern verschiedener Ordung hier deutlich zu überlappen, so dass die einzelnen Farbverläufe bzw. Linienscharen nicht so deutlich zu auszumachen sind.