Werkblad 4.2: Een absorptiefotometer voor instructie op school (1/6)

De onderdelen

Een fotometer voor wetenschapsonderwijs is verkrijgbaar bij een bedrijf voor lesmateriaal voor wetenschappen. Het toont een compleet systeem met alle benodigde onderdelen. De afzonderlijke onderdelen zijn meestal onafhankelijk toegankelijk, zodat hun functie gemakkelijk te begrijpen is. In vergelijking met fotometers in laboratoria, waar de onderdelen verborgen zitten in een gesloten kast, laat deze educatieve fotometer vrije experimenten toe en zelfs veranderingen in de opstelling en uitlijning.

Onderdelen van een fotometer voor school. Linksboven: Polychromator voor gebruik op de USB-interface van een computer. De toevoer van licht gebeurt via een optische vezel die verbonden is met de voorkant van de polychromator. Het andere uiteinde is verbonden met de kuvettendrager met lichtbron (middenboven). Als lichtbron wordt een geminiaturiseerde gloeilamp gebruikt. De polychomator wordt volledig gevoed door een computer. De software maakt verschillende instellingen voor verschillende analyses mogelijk.

Het gebruik van polychromatoren heeft een bijzonder voordeel. In tegenstelling tot een monochromator, die de helderheid bij slechts één golflengte kan detecteren met een fotodetector, gebruikt een polychromator een detectorarray met veel afzonderlijke componenten. De spectrometer voor gebruik op school heeft een detector array die bestaat uit 2048 elementen! Ondersteund door een comfortabele besturingssoftware worden bijna continue spectra van 340 tot 1026 nm verkregen met afstanden van ongeveer 0,4 nm (in het nabije UV) en 0,3 nm (in het nabije IR).

Schematische opbouw van een polychromator.
Bron: CARL ZEISS, Oberkochen, Duitsland.

Het onderzoekslicht is verbonden met een bundel glasvezels (linksboven in de afbeelding). Een van de vezels en het doorvallende licht is als voorbeeld in rood afgebeeld. De vezelbundel wordt opnieuw samengesteld van een cirkelvormige naar een lineaire opstelling. Op die manier lijken ze geometrisch gezien aan de ingang van de polychromator op de ingangsspleet van een monochromator. Het glaselement rechts draagt een optische tralie voor golflengtedispersie. Tegelijkertijd focust het holle glaselement het licht van de ingangsspleet scherp op de detectorarray. De elementen van de array registreren daardoor synchroon het spectrum van het licht dat de glasvezelbundel binnenkomt.