Wie gut sind Wellenlängemesser Apps?
Wie gut sind Wellenlängemesser App für Elektromagnetischem Speckrum auf dem Handy? Klar sind sie extrem ungenau, aber wie genau ungefähr? Habe was von 200 nm - 1100 nm +-100nm gehört. Sind aber dann extrem schlecht, das lieht aber an der Hardware umd ich weiß nicht ob es richtig ist. Glaube aber das sie viel besser sind.
4 Antworten
Das Handy hat keine Hardware um Wellenlängen von Licht messen zu können.
Hier wird die Kamera benutzt und aus der Farbe berechnet, welche Wellenlänge das sein könnte.
Eine Kamera arbeitet wie das Auge mit drei Bereichen. Jede Wellenlänge regt diese Bereiche unterschiedlich an. Reines gelbes Licht regt zum Beispiel Rot und Grün gleichzeitig und etwa gleich stark an. Der Mensch erkennt das dann als "Gelb".
Auch die Kamera sieht dann z.B. 80% Rot und 80% Grün. Das können zwei getrennte Wellenlängen Rot/Grün sein oder eine gelbe. Das ist ja der trick eines Fernsehers, der nutzt drei Farben und mischt die so, dass das Auge glaubt alle farben/frequenzen sehen zu können.
Die App, genau wie das Auge kann nicht feststellen ob da ein Gemisch an Wellenlängen rein kommt oder nur eine einzige. Die App kann also nur funktionieren, wenn die Kamera nur von genau einer Wellenlänge getroffen wird und das ist in der Praxis unmöglich!
Nur richtige Spektrometer können funktionieren. Da ist ein prisma drin das jede Wellenlänge anders bricht. Dahinter sitzt dann eine "1D" Kamera wo jeder Pixel eine andere Brechung, also Wellenlänge abbekommt. Mit vernünftiger Auflösung geht das ab ca. €300 als Handyzubehör los (kein eigener Bildschirm und Computer drin), vollständige Geräte mit eigener Elektronik und Bildschirm kosten mindestens €500.
Als "Spielzeug" bekommt man Bausätze ab €70, die haben aber eine sehr geringe Auflösung und Empfindlichkeit da die auf billigen Überwachungs- oder Endoskopkameras basieren und das Prisma ist billiges Plastik.
Rein optische Geräte kriegt man für unter €20, das ist zwar auch Kinderspielzeug aber genauer als die elektronischen Billigdinger, und die sind so empfindlich wie das eigene Auge.
Wenn man das ganz genau haben will, dann braucht man ein "optisches Gitter", also ein Gitter so fein, dass die Lichtwellen da "anstoßen" wenn die durch die Löcher wollen. Auf einer optischen Bank montiert (extrem glatter und gerader Metalltisch) und superpräzisem Winkelmesser kann man dann hochgenaue Messungen machen. So was kostet aber zigtausende.
Aber zu Demonstrationszwecken, also zum "schätzen" kann man das nachbauen. Eine DVD hat Strukturen an der Grenze was man mit Licht abtasten kann. Die DVD hat rot als gröbstes, eine CD Infrarot. Bluray ist nicht geeignet da zu fein. Eine CD/DVD ist zwar kein echtes, optisches Gitter aber erzeugt den selben Effekt, deswegen sieht man da Regenbogenfarben. Nimmt man also ein Stück CD/DVD als Spiegel kann man das Spektrum des Lichtes auf ein Blatt Papier projizieren. Mit einem Geodreieck lassen sich dann die Winkel ablesen die man in Frequenzen umrechnen kann. Als Referenz zum Justieren eignen sich LEDs, die sind monochromatisch und erzeugen eine einzige Spektrallinie. im Datenblatt der LED steht drin welche Wellenlänge die hat. So kann man auch mit Haushaltsgegenständen ein Spektroskop bauen was erstaunlich gut ist. Nicht für wissenschaftliche Zwecke geeignet, aber für Demonstration und "schätzen" schon.
Nice, gibt es dafür auch tutorials auf Youtube? Einfach um sicher zu gehen ob man alles richtig gemacht hat. Aber eigentlich sollte ich es auch ohne schaffen.
Es gibt sicher videos die erklären wie das funktioniert.
Ob es funktioniert kannst Du mit LEDs prüfen, dazu einfach verschiedene LEDs kaufen bei denen die Wellenlänge bekannt ist. Zum Beispiel bei Reichelt.de, die haben Datenblätter und man kann da ohne Kundennummer per Paypal bestellen.
Was auch geht ist LEDs als Sensor zu verwenden. Solarzellen und LEDs arbeiten nach dem gleichen Prinzip, jede LED ist auch gleichzeitig eine Solarzelle. Echte Solarzellen strahlen auf IR wenn man die als LED benutzt. So kann man mit einer Kamera (z.B. vom Handy) Schäden in Solarpanels sichtbar machen. Billige Solarpanele sind aus Bruchstücken zusammengesetzt und Teile dieser Bruchstücke sind tot. Umgekehrt können LEDs einen Strom erzeugen wenn die von Licht getroffen werden, das machen die nur wenn die Wellenlänge ähnlich ist. Die meisten UV Sonnenbadtimer nutzen dazu eine blaue LED um zu "raten" wie viel UV Licht vorhanden ist. Natürlich ist das sehr ungenau, aber immer noch genauer als die Apps die die Kamera benutzen.
Das wird sehr darauf ankommen, wie viel die Software über die eingebaute Sensorik weiß bzw. wie gut die Kalibrierung ist - falls überhaupt eine stattgefunden hat.
Für präzise Messungen würde man mit bekannten Wellenlängen ermitteln, wie die Sensoren darauf ansprechen und könnte dann einigermaßen die Wellenlänge abschätzen. Ohne diesen Vorgang halte ich die +-100nm für denkbar, das bekäme man im sichtbaren Bereich aber auch schon mit bloßem Auge und Farbvergleichstafeln hin.
Du sagst es doch selbst: Sie sind extrem ungenau.
Welche App meinst Du?
Das Gerät kann natl. nur die Frequenzen und Wellenlängen messen, für die es auch Sensoren, bzw. Antennen hat. Tatsächlich sind ja ein Haufen Sensoren und Antennen eingebaut, aber natl. nicht für das gesamte Spektrum!
Dein genannter Bereich ist ja vor allem das sichtbare Licht, mit etwas Ultraviolett und Infrarot. DAS 'misst' der FotoSensor.
OK, könnte man es sich nicht selber ohne Set bauen? Also einfach einen Prisma nehmen und etwas was auf Licht reagiert dahinter im richtigen Abstand packen?