Durchführung

Der Versuch wird zusammen mit dem Assistenten durchgeführt. Die gesamte Auswertung kann direkt anschließend am PC im Laserlabor gemacht werden. Versuch und Auswertung dauern ca. sechs Stunden.


Aufnahme des LIF-Spektrums

Der Laser wird in Betrieb genommen. Er soll im Modus "konstante Leistung" bei 50 mW arbeiten.

Die Drehschieberpumpe ist bereits vom Assistenten eingeschaltet worden. Die Pumpenfalle wird mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Anschließend kann man das Ventil zwischen Pumpe und Meßzelle öffnen, dann das Ventil zwischen Iodvorratsgefäß und Meßzelle. Der Druck in der Zelle wird auf ungefähr 0,5 mbar eingeregelt und sollte während der Aufnahme des Spektrums möglichst konstant sein (Frage: warum sollte das so sein und wie kann man das gewährleisten?).

Der Monochromator und die Stromversorgung des Diskriminator/Vorverstärkers werden eingeschaltet. Die Kühlung für den Photomultiplier ist bereits in Betrieb. Seine Hochspannungsversorgung wird auf +1100 V eingeregelt.

Am PC wird das Steuerungsprogramm für die Zählkarte aufgerufen, anschließend das Monochromatorsteuerungsprogramm. In diesem Programm muß die momentane Wellenlänge des Monochromators eingegeben werden. Sie ist auf seiner Anzeige ablesbar. Es soll geprüft werden, ob die Anzeige die Wellenlänge korrekt wiedergibt (Frage: wie?).

Anschließend kann das LIF-Spektrum aufgenommen werden. Als Anfangswellenlänge soll 500 nm, als Endwellenlänge 825 nm gewählt werden, der Wellenlängenvorschub soll 0,1 nm/s betragen. Die Arbeitsauflösung des Monochromators ist bereits korrekt eingestellt und beträgt ca. 0,5 nm.
Die Zählkarte soll so eingestellt werden, daß der Kanal, in den die Pulse gezählt werden, jede Sekunde gewechselt wird.


Sicherheitshinweis

Der in diesem Versuch verwendete Ar-Ionen-Laser produziert für das Auge und unter Umständen auch für die Haut gefährliche Strahlung. Während er in Betrieb ist, müssen von allen Personen im Laserlabor geeignete Schutzbrillen getragen werden. Die Anweisungen des Assistenten müssen unbedingt befolgt werden.


Auswertung

Eine detaillierte Anleitung zur Bearbeitung der gewonnenen Daten liegt im Laserlabor vor. Hier wird nur eine kurze Zusammenfassung wiedergegeben.


    		•  Die Daten aus dem Zählkartensteuerungsprogramm werden abgespeichert und mit einem entsprechendem Programm vom Binärcode in ASCII-Format konvertiert.

    		• Mit dem Programm TechPlot (© R. Dittrich) wird das LIF-Spektrum dargestellt und die Banden den Quantenzahlen {\em v}'' zugeordnet. (Siehe das oberste blau dargestellte Spektrum in Abbildung 1.)



    Abbildung 1


    		• Da das Detektionssystem nicht für jede Wellenlänge gleich empfindlich ist, sind die relativen Intensitäten in diesem ersten Spektrum verfälscht. Die spektrale Empfindlichkeit des Detektionssystems (in Abbildung 1 rot dargestellt) muß berücksichtigt werden, um die korrekten relativen Intensitäten zu erhalten (Frage: wie kann man die spektrale Empfindlichkeit berücksichtigen? Wie kann man sie messen?)
    Das mittlere blau dargestellte Spektrum in Abbildung 1 zeigt das korrigierte LIF-Spektrum.

    		• Die Wellenlängenpositionen und die Intensitäten der einzelnen Schwingungsbanden werden mit einem geeigneten Programm ausgemessen. Die erhaltenen Daten sind die Grundlage für die Birge-Sponer-Auftragung und die Auswertung der Intensitäten.

    		• Aus Steigung und Achsenabschnitt der Geraden in der Birge-Sponer-Auftragung werden die spektroskopischen Konstanten \tilde{\nu}_e und xe sowie die Dissoziationsenergien De und D0 des elektronischen Grundzustands von I2 bestimmt.
    Es soll mit Literaturwerten verglichen werden.



    Abbildung 2


    		• Die relativen Intensitäten werden zusammen mit berechneten Franck-Condon-Faktoren aufgetragen und ihr Verlauf und ihre Unterschiede diskutiert.

    		• Mit der Spektrensimulationssoftware Pythia (© L. Neitsch) wird ein LIF-Spektrum erstellt und mit dem experimentellen Ergebnis verglichen.

    Neben den genannten Programmen steht zur Auswertung das Tabellenkalkulationsprogramm Excel zu Verfügung. Grundkenntnisse in seiner Bedienung werden vorausgesetzt. Für die Benutzung der anderen Programme gibt es im Laserlabor detaillierte Anweisungen.

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