Beamerlicht auf gegebene Wellenlänge einstellen für Photosynthesemessung Im Unterforum Alle anderen elektronischen Probleme - Beschreibung: Was sonst nirgendwo hinpasst
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Beamerlicht auf gegebene Wellenlänge einstellen für Photosynthesemessung |
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BID = 511629
Makersting Schriftsteller
Beiträge: 612 Wohnort: Ostfriesland
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Hallo,
mein Problem ist nicht wirklich elektronisch, aber ich wüsste nicht so recht wohin damit. Ggf. verschieben!
Ich würde gerne in einem Experiment den Emerson-Effekt http://de.wikipedia.org/wiki/Emerson-Effekt der Fotosynthese zeigen. Kurz erklärt: Pflanzen erzeugen bei Bestrahlung mit Licht von 680nm und 700nm Wellenlänge pro Zeiteinheit mehr O2 , als sie bei getrennter Bestrahlung von 680nm und 700nm aufsummiert produzieren.
Dazu habe ich mir gedacht durch einen Beamer Licht bestimmter Wellenlängen zu erzeugen. Das Bild des Beamer soll in drei vertikale 'Streifen' getrennt werden. Links nur 680nm, in der Mitte des Bildes nur 700nm und rechts ein 'Wellenlängengemisch' von 680nm und 700nm. (Siehe Bild unten)
In den drei unterschiedlichen Farbenbereichen soll je ein Reagenzglas mit einer Wasserpestpflanze für vielleicht eine Stunde vom Beamer belichtet werden. Am Ende soll dann in den Reagenzgläsern das entstandene Volumen Sauerstoff abgelesen werden.
Ich hoffe man versteht was ich meine...
1. Kann man technisch gesehen überhaupt einen Beamer auf eine bestimmte, bzw. zwei Wellenlänge einstellen? Oder erhält man immer eine Mischung aus Wellenlängen, die für unser Auge nach zB 680nm aussehen?
2. Falls man einen Beamer in der Tat auf eine bestimmte Wellenlänge einstellen kann, müsste ich wissen, wie man den zB exakt 680nm einstellen kann. Nützlich wäre vielleicht ein Tool das aus einer Wellenlänge einen RGB-3-Zahlen-Code (Fachbegriff ist mir unbekannt)ausgibt. So könnte ich in einem Grafikprogramm ein Bild erstellen, das aus den 3 entsprechenden Farben (680nm, 700nm, 680nm+700nm) besteht.
Ich weiß, dass man das normalerweise mit einer Lichtquelle + Filtern + drumherum machen müsste. Die habe ich aber nicht zur Verfügung leider, daher die Idee mit dem Beamer.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Makersting am 29 Mär 2008 12:28 ] |
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BID = 511738
dtx11-13 Stammposter
Beiträge: 202
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Zitat :
| 1. Kann man technisch gesehen überhaupt einen Beamer auf eine bestimmte, bzw. zwei Wellenlänge einstellen? Oder erhält man immer eine Mischung aus Wellenlängen, die für unser Auge nach zB 680nm aussehen? |
Nö, sowas ist nicht möglich:
1. Die Beamerlampe liefert kein Kontinuum, sondern ein kontinuierliches Spektrum mit überlagerten Spektrallinien.
2. Durch die Farbfilter werden einzelne feste Bänder (Wellenlängenbereiche) (R,G,B, oft auch noch weiß, also das gesammte Lampenspektrum) aus dem Spektrum "herausgeschnitten".
3. Das bildgebende, optisch aktive Element (LCD oder DLP) steuert die Intensität der einzelnen Wellenlängenbereiche pro Pixel- ohne die Wellenlänge selbst zu beeinflussen.
4. Das Auge kann die einzelnen Farbtupfer der drei Farben pro Pixel "Subpixel genannt" nicht einzeln auflösen und meldet dem Gehirn eine Mischfarbe.
Hält man jedoch ein Prisma oder Gitter vor das Bild, erkennt man, dass es Weiterhin aus drei Grundfarben besteht.
Es bleibt also leider nichts anderes übrig, als sich eine Lampe (Möglichst hell mit kontinuierlichen Spektrum) und Filter für die entsprechenden Testwerllenlängen zu besorgen.
Ich denke nicht, dass du wenn du die Kosten für solche Filter ermittelt hast, noch Interesse an dem Experiment hast.
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BID = 511739
Harald73 Schreibmaschine
Falsches Format *.gif oder *.jpg verwenden!
Beiträge: 1016
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Hi,
nein, ein Beamer (ebenso Röhren-, LCD-, Plasmafernseher) hat drei Grundfarben fester Wellenlänge, die gemischt werden. Die Wellenlänge kannst du nicht beeinflussen.
Versuch es mal mit LEDs. Wobei die Trennschärfe dabei kritisch ist. Von 680nm bis 700nm ist nicht viel Platz. Ansonsten braucht du einige Laser (~ 650nm gibt es super billig als Laserpointer, aber 680 und 700???)) oder Monochromatoren (für die benötigte Leistung wahrscheinlich sehr teuer). Ich denke, die Lösung mit Filtern wäre billiger. Kann man sich vielleicht in einer gut sortierten Schul-Physik-Sammlung leihen??
Gruß
Harald
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*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!
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BID = 511792
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Mit Lasern könnte es funktionieren, aber die Wellenlängen sind nicht sehr gebräuchlich und deshalb wird man für 3..5 mW schon ziemlich tief in die Tasche greifen müssen.
Abgesehen davon, dass es schwierig sein dürfte 680nm und 700nm LEDs aufzutreiben, ist die damit Erzeugung einer bestimmten Wellenlänge Glücksache.
Die Spektren sind typischerweise 20..50nm breit und oft stimmt die tatsächliche emittierte Wellenlänge nicht mit dem Katalogwert überein.
Ausserdem besteht, auch bei Lasern, eine Temperaturabhängigkeit von etwa 0,3nm/K, was sich im Betrieb leicht als eine Verschiebung um 20nm äußern kann.
Deshalb wirst du wohl einen Gitter- oder Prismenmonochromator in Verbindung mit einer starken Halogenlampe, z.B. einem Diaprojektor, verwenden müssen.
Steilflankige Filter, entweder als Glas oder Gelatine, gibt es, z.B. von Kodak, aber auch sie sind teuer. Dabei scheiden die billigeren Folien wahrscheinlich aber wegen der Wärmebelastung ohnehin aus.
Ideal wären Interferenzfilter, weil sie einen sehr grossen Strahlquerschnitt zulassen, aber die kosten wirklich $$$.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 30 Mär 2008 8:02 ]
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BID = 511805
Makersting Schriftsteller
Beiträge: 612 Wohnort: Ostfriesland
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Ok, danke zunächst einmal für die Ausführungen. Ich hoffte das Experiment ohne größeren Aufwand mit Beamer machen zu können, aber danach sieht es nun nicht mehr aus.
Die Umstände würden als Lösung nur einen starke Lichtquelle plus Prisma zulassen. Im Lichtstrahl müsste ich dann per Spektrometer den Ort mit passender Wellenlänge bestimmen. Aber das ist doch schon einmal eine Idee, mit der ich weiterstricken könnte...
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BID = 511885
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Der Beamer ist auch deshalb ungünstig, weil deine Wellenlängen an der Grenze zum IR liegen. Dort haben aber die Gasentladungslampen, durchaus gewollt, nur wenig Intensität.
Eine Halogenglühlampe (z.B. vom Diaprojektor) hingegen hat, selbst bei der maximal möglichen Temperatur, ihr Strahlungsmaximum noch im nahen IR und schwächelt dafür in sichtbaren und blauen Bereich.
Die Lage der maximlen Intensität eines "schwarzen" oder "grauen" thermischen Strahlers (Glühlampe) ist durch das Wien'sche Verschiebungsgesetz gegeben: lambda=2,9*10 -3/T
(ungefähr; lambda in Meter, T in Kelvin )
Selbst beim Schmelzpunkt des Wolframfadens (3695K) liegt das Strahlungsmaximum erst bei 785nm.
Bei realistischeren 3200K liegt das Strahlungsmaximum etwa bei 900nm.
Bei 700nm ist die Intensität aber noch nicht sehr weit abgefallen, wie du z.B, hier Bild eingefügt sehen kannst.
Im Strahlengang eines Diaprojektors befindet sich normalerweise ein Wärmeschutzfilter, oft eine etwa 6mm dicke Glasscheibe. Möglicherweise musst du den entfernen um die maximale Intensität bei 700mn zu erreichen.
Den Erfolg bei 700nm kannst du mit einer Si-Photozelle ja problemlos kontrollieren.
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