Glimmstarter RELCO SC480 Atlas der Emissionslinien...Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 3 4 Anwendung für die Echelle Kalibration (R ≈ 20'000) In den folgenden Tabellen

Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 1

Glimmstarter RELCO SC480

Atlas der Emissionslinien

Aufgezeichnet mit den Spektrografen

SQUES Echelle und DADOS

Richard Walker, CH-Rifferswil

[email protected]

Version 5.0 05/2017

Version 1.0 September 2012


1 Kalibrierlichtquellen für Echelle Spektrografen

Infolge der Aufteilung des hochaufgelösten Spektrums auf zahlreiche Ordnungen erfordern Echelle Spektrografen Kalibrierlichtquellen, welche über den gesamten Wellenlängenbe-reich, von Blau bis Rot verteilt, sehr viele auswertbare Emissionslinien erzeugen. Im profes-sionellen-, aber teilweise auch im Amateurbereich, werden meistens Hohlkathodenlampen z.B. mit Eisen, Argon, Thorium etc. verwendet. Diese sind relativ teuer. Freigesetzt durch einen möglichen Lampenbruch sind einzelne der Substanzen zudem nicht ganz harmlos. Weiter ist eine lampenspezifische Hochspannungsversorgung erforderlich.

2 Low Cost Alternative

Die vor allem in Amateurkreisen beliebte Neon Glimmlampe erzeugt den Schwerpunkt ihrer auswertbaren Emissionslinien im langwelligen Rotbereich des Spektrums. Hier kann sie al-lenfalls für die Eichung einzelner Ordnungen verwendet werden, kommt aber für die Ge-samtkalibrierung eines Echelle Spektrums nicht in Frage.

Der Glaskolben des Glimmstarters RELCO SC480, hergestellt vom italienischen Leuchten-produzenten RELCO, beherbergt einen Bimetallschalter und enthält zudem stark unter-schiedliche Anteile der Edelgase He, Ne und Ar, sowie H (vermutlich erzeugt durch die Auf-spaltung von Wasserdampf im Glaskolben). Dieser Mix kann durch eine simple Modifikation des Starters zur Erzeugung mehrerer hundert auswertbarer Emissionslinien angeregt wer-den. Es gibt auch professionelle Eichlampen mit dieser Gasmischung.

3 Modifikation des Glimmstarters

Diese Einheit kann mit minimalen elektrotechnischen Kenntnissen zur Kalibrierlichtquelle modifiziert werden, indem sie über einen Vorwiderstand von ca. 24 kΩ mit 230V versorgt wird. Die folgende Abbildung zeigt eine mögliche Behelfslösung für erste Indoor-Versuche mit parallel geschalteten 2x47 KΩ. Der parallelgeschaltete Kondensator für die Funkentstö-rung kann für unsere Zwecke entfernt werden. Vor dem Verlöten muss die Oxidschicht von den Anschlussdrähten des Glaskolbens geschliffen werden. Sollte, infolge von Fertigungs-toleranzen, der Schalter periodisch schliessen und öffnen, muss der Vorwiderstand erhöht werden (bis auf >30kΩ!). Speziell in Aussenbereichen wird anstelle des Netzanschlusses dringend die Verwendung eines Spannungsinverters 12VDC/230V AC empfohlen. Der Nachbau erfolgt auf eigene Gefahr!

Derart modifiziert erzeugen diese Gase im Kolben ca. 240 verwertbare Emissionslinien, die-jenigen auf den Überlappungen mitgezählt ca. 370. Die Intensität der Wasserstofflinien ist extrem stark der Exemplarstreuung unterworfen. Zahlreiche weitere, hier nicht identifizierte und ausgewertete Emissionen, werden durch Legierungsbestandteile, Beschichtungs- und Dotiersubstanzen, wie Wolfram (W), Lanthan (La), Cerium (Ce), Hafnium (Hf), Thorium (Th), sowie Fe, Cr, Sn, Ni, Mn etc. generiert. Deren Identifikation ist allerdings schwierig und sehr spekulativ, da für eine bestimmte Linie fast immer mehrere plausible Bestimmungsvarian-ten in unmittelbarer Nachbarschaft bestehen.


4 Anwendung für die Echelle Kalibration (R ≈ 20'000)

In den folgenden Tabellen werden im Bereich von λλ 3888 – 8136 [Å] die nutzbaren Emis-sionslinien dokumentiert, welche sich auf 30 Echelle Ordnungen des SQUES Spektrografen verteilen. Als absolute Ausnahme fallen hier auf die Ordnung 29 (λλ 7600 – 7900) nur zwei auswertbare Edelgaslinien, welche aber durch das auffällige Sauerstoff-Triplet ergänzt werden. Zudem besteht hier noch die Eichvariante mit bekannten Wasser- und/oder O2 Li-nien des Tageslichtspektrums, nachts reflektiert ab Mond und Planeten.

Der SQUES Echelle Spektrograf (R≈20'000) erzeugt nahezu gerade verlaufende Ordnungen, welche einzeln auch unkompliziert und schnell, mit herkömmlichen Verfahren, z.B. Vspec, RSpec [25], [26], ausgewertet werden können. Der modifizierte RELCO Starter ermöglicht hier die Wellenlängen-Kalibrierung zur Analyse einzelner, hochaufgelöster Linien. Die nicht wirklich triviale Eichung und Auswertung des Gesamtspektrums mit ISIS oder entsprechen-der MIDAS Routinen ist ebenfalls möglich, da pro Ordnung deutlich mehr als die minimal erforderlichen drei Emissionen ausgewertet werden können. Mit „Blend“ werden in den Ta-bellen solche Linienpaare bezeichnet, welche mit dem SQUES Spektrografen zwar knapp aufgelöst erscheinen, bei der Kalibrierung mit dem Cursor aber nur schwer selektiv markiert werden können. Linien, welche infolge überlappender Ordnungen zweifach erscheinen, sind farbig beschriftet. In den eher schwach besetzten Ordnungen 39, 40 und 43 konnten ergänzend, und mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit, noch Ti-Emissionen identifiziert wer-den. Diese Linien sind zusätzlich mit einem "?" gekennzeichnet.

5 Anwendung für die Breitband Kalibration (R ≈ 900 / 4'000)

Da hier sowohl Neon- als auch Argon Emissionlinien erzeugen, ist, speziell im Rotbereich niedrig aufgelöster Spektren, die Bildung von Blends unvermeidlich. Trotzdem sind über das gesamte, breitbandige Spektrum noch mehr als genügend isolierte Linien für eine seriöse Eichung der Wellenlängenachse verfügbar. Die entsprechenden DADOS-Pofile sind am En-de dieser Publikation unter Kap. 8 zu finden (DADOS 200- und 900L mm-1).

Ab Version 5 ist hier auch der Infrarotbereich bis ca. 10'000 Å abgedeckt. Relco SC480 ge-neriert hier mehrere Argon Emissionen, welche für eine seriöse Eichung in diesem Bereich ausreichen. Das entsprechende Profil wurde von Joan Guarro Flo (E) aufgenommen – Bes-ten Dank!

6 Anwendung für die Detail Analyse der Hα Linie

Die Hα Linie ist in der Echelle Ordnung 34 zu finden. Hier können die im aufgezeichneten Spektralbereich vorhandenen, benachbarten Eichlinien nachgeschlagen werden. Für Lhires III / ISIS Nutzer stehen in der Umgebung des bekannten Neon Trios λλλ 6506/6532/6598, neben der etwas breiten Hα Emission, noch zwei Argonlinien bei λλ 6538.112 und 6604.853 zur Verfügung.

7 RELCO Kalibrierlinien und SQUES Echelle Ordnungen (R ≈ 20'000)

Die folgenden Tafeln zeigen die Positionen der einzelnen Emissionslinien, verteilt auf die Echelle Ordnungen des SQUES Spektrografen. Diese können z.B. für die Kalibrierung des Gesamtspektrums mit ISIS oder MIDAS verwendet werden. Die zugehörigen Wellenlängen wurden aus der „Elements“ Datenbank von Vspec in die Listen kopiert. Für die Detailkalib-rierung einzelner SQUES Ordnungen, stehen die beschrifteten Profile zur Verfügung.

Praktische Hinweise Zur Sichtbarmachung der schwächeren Kalibrierlinien ist mit Vspec ein Zoom in die Intensi-tätsachse erforderlich. Für die Gesamtkalibrierung, z.B. mit ISIS, wird man wohl besser nur


die intensiveren Linien selektieren. Emissionen am äussersten Rand der Ordnungen können bei anderen Spektrografen mit gleicher oder vergleichbarer Gitterkonfiguration auch in die benachbarten Ordnungen verschoben erscheinen. Die Intensität, nicht nur der Wasserstoff-linien, ist der Exemplarstreuung unterworfen.

Tip: Die Daten können mit ctrl c aus dem pdf file kopiert und mit shift insert in das Vspec Kalibrierfeld übertragen werden.


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Ne 6929.467

Ar 6879.582

Ar 6871.289

Ar 6861.269

Ar 6766.612

Ar 6756.163

Ar 6752.834

Ne 6717.043

Ar 6684.293

Ar 6684.293

Ne 6717.043

BLEND

Ar 6666.359 Ar 6664.051

Ar 6660.676

Ar 6643.698 Ar 6639.74 Ar 6638.221

Ar 6604.853

Ne 6598.953

Hα 6562.82

Ar 6538.112

Ne 6532.882

Ne 6506.528

Ar 6538.112

Ne 6532.882

Ne 6506.528

Ar 6483.082

Ar 6416.307

Ar 6402.246

Ar 6384.717

Ne 6382.992

Ar 6369.575

Ne 6334.428

Ar 6307.657

Ne 6304.789

Ne 6334.428

Ar 6307.657

Ne 6304.789 Ar 6296.872

Ne 6266.495

Ar 6243.12

Ne 6217.281

Ar 6212.503

Ne 6182.146

BLEND

Ar 6170.174

Ne 6163.594

Ar 6145.441

Ne 6143.063

Ne 6128.45

Ne 6182.146

BLENDAr 6170.174

Ne 6163.594

Ar 6145.441

Ne 6143.063

Ne 6128.45

Ar 6114.923

Ar 6105.635

Ar 6098.803

Ne 6096.163

Ar 6059.372

Ar 6043.223

Ar 6032.127

Ne 6029.997 Ar 6025.15

BLEND

BLEND

Ne 5965.471

Ne 6074.338

Ar 6052.723


41

39

40

38 42

Ar 5965.471

Ne 5944.834

Ar 5942.669

Ne 5987.907 Ar 5987.302

Ar 5975.534

Ar 5974.627

Ar 5928.813

Ar 5912.085

Ne 5906.429 Ne 5902.462

Ar 5888.584

BLEND

He 5875.62

Ne 5872.828

Ar 5860.31

Ne 5852.488

Ar 5834.263

Ne 5820.156

Ar 5860.31

Ne 5852.488

Ar 5834.263

Ne 5820.156

Ne 5804.45

Ne 5764.419

Ne 5748.298

Ar 5739.52

Ne 5656.659 Ar 5650.704

Ar 5606.733

Ar 5572.541

Ne 5562.766

Ar 5558.702

Ar 5572.541

Ne 5562.766

Ar 5558.702

Ar 5506.113

Ar 5495.874

Ar 5451.652

Ar 5421.352

Ne 5400.562

Ar 5451.652

Ar 5421.352

Ne 5400.562

Ne 5343.283

Ne 5341.094

Ne 5330.778

Ti 5689.47 ?

Ti 5689.47 ?


46

44

45

43 47

Ar 5221.271

Ar 5187.746

Ar 5162.285

Ar 5151.391

BLEND

Ar 5141.783

BLEND

Ar 5162.285

Ar 5151.391

BLEND

Ar 5141.783

BLEND

Ar 5187.746

Ar 5090.495

Ar 5062.037

He 5047.74

Ne 5037.751

Ar 5017.163

He 5015.678

Ar 5062.037

He 5047.74

Ne 5037.751

Ar 5017.163

He 5015.678

Ar 5009.334

Ar 4965.08

Ar 4933.209

He 4921.931

Ar 4965.08

Ar 4933.209

He 4921.931

Ar 4904.752

Ar 4889.042

Ar 4879.864

Ar 4847.81

Ar 4806.02

Ar 4865.91

Ar 4847.81

Ar 4806.02

Ar 4865.91

Ne 4788.927

Ar 4764.865

Ar 4735.906

Ar 4726.868

Ne 4752.732

Ar 4732.053

Ar 4721.591

He 4713.146

Ar 4702.316

Hβ 4861.33

Hβ 4861.33

Ti 5252.11?

Ar 5216.814


51

49

50

48

52

Ar 4764.865

Ar 4735.906

Ar 4726.868

Ne 4752.732

Ar 4732.053

Ar 4721.591

He 4713.146

Ar 4702.316

Ar 4657.901

Ar 4637.233

Ar 4628.441

Ar 4609.567

Ar 4657.901

Ar 4637.233

Ar 4628.441

Ar 4609.567

Ar 4596.097 Ar 4589.898

Ar 4579.35

Ar 4545.052

Ne 4537.754

Ar 4530.552

Ar 4522.323

Ar 4510.733

Ar 4579.35

Ar 4545.052

Ne 4537.754

Ar 4530.552

Ar 4522.323

Ar 4510.733

Ar 4481.811

Ar 4474.759 He 4471.479

Ar 4448.879

Ar 4439.461

Ar 4433.838

Ar 4430.189

Ar 4426.001

Ar 4481.811

Ar 4474.759 He 4471.479

Ar 4448.879

Ar 4439.461

Ar 4433.838

Ar 4430.189

Ar 4426.001

Ar 4400.986

Ar 4400.097

Ar 4385.057

Ar 4379.667

Ar 4375.954

BLEND

Ar 4367.832

Ar 4348.064

Ar 4345.168

Ar 4331.2 Ar 4333.561

Ar 4335.338

Ar 4362.066

Ar 4352.205

Ar 4400.986 Ar 4400.097

Ar 4385.057

Ar 4379.667

Ar 4375.954

BLEND

Ar 4367.832

Ar 4348.064

Ar 4345.168

Ar 4331.2 Ar 4333.561

Ar 4335.338

Ar 4362.066

Ar 4352.205

Ar 4309.239

Ar 4300.101

Ar 4277.528

Ar 4272.169

Ar 4266.286

Ar 4259.362

Ar 4251.185

Ar 4282.898

Hγ

Hγ


56

54

55

53

57

Ar 4309.239

Ar 4300.101

Ar 4277.528

Ar 4272.169

Ar 4266.286

Ar 4259.362

Ar 4251.185

Ar 4282.898

Ar 4237.22

Ar 4228.158 Ar 4226.988

Ar 4222.637

Ar 4200.674

Ar 4198.317

BLEND

Ar 4181.884

Ar 4164.18

Ar 4228.158Ar 4226.988

Ar 4222.637

Ar 4237.22

Ar 4200.674

Ar 4198.317

BLEND

Ar 4181.884

Ar 4164.18

Ar 4158.59

Ar 4131.724

Ar 4103.912

Ar 4158.59

Ar 4131.724

Ar 4103.912

Ar 4082.387

Ar 4079.574 BLEND

BLEND

Ar 4052.921

Ar 4044.418

Ar 4042.894

Ar 4013.857

Ar 4035.46

Ar 4033.809

Ar 4079.574 BLEND

BLEND

Ar 4052.921

Ar 4044.418

Ar 4042.894

Ar 4013.857

Ar 4035.46

Ar 4033.809

He 4026.191

He 4026.191

Ar 3994.792

Ar 3979.356

Ar 3948.979

Ar 3946.097

Ar 3947.505

He 3964.729

Ar 4013.857

Ar 3994.792

Ar 3979.356

Ar 3948.979

Ar 3946.097

Ar 3947.505

He 3964.729

Ar 3932.547

Ar 3928.623

Ar 3925.719

He 3888.65


8 Relco Eichlinien für die Breitbandkalibration (R ≈ 900 / 4'000)

Die folgenden Tafeln zeigen die Relco Eichlinien für Auflösungen von R ≈ 900 und ≈ 4'000. Es sind hier nur diejenigen Linien beschriftet, welche sich für die Eichung eines Spektral-profils eignen. Das Profil für den Infrarotbereich wurde von Joan Guarro Flo (E) mit einer Auflösung von R ≈ 1300 aufgezeichnet.


R

ELC

O S

C4

80

Em

issi

on

Lin

esD

AD

OS

Sp

ectr

og

rap

h2

00

L m

m-1

R ≈

80

0

©R

ich

ard

Wa

lke

r 2

01

2/0

9

Ar 6965.43

Ar 6871.29

Ar 6752.83

Hα 6562.85

Ar 5606.73

Ar 5495.87

Ar 4965.08

Ar 4806.02Ar 4764.87

Ar 4657.9Ar 4609.57

Ar 4545.05Ar 4510.73

Blend

Blend

Ar 4277.53

Ar 4200.67Ar 4158.59

Ar 4072.0

Ar 4426.00

Ar 7067.22Ar 7147.04

Ar 4131.72

Ar 4300.1

Blend

Blend

Blend

Blend

Blend

Blend

Ar 3946.1Blend

Ar 3850.58

Ar 5558.70

Ne 5764.41

Ne 5852.48Blend

Blend

Blend

Blend

Ne 6074.34Ne 6096.16

Ne 6143.06Ne 6163.59

Ne 6217.28Ne 6266.49

Ne 6304.79Ne 6334.43

Ne 6402.25Ne 6382.99

Ne 6506.53Ne 6532.88

Ne 6598.95

Ar 6677.28Ne 6717.043

Blend

Blends

Blend

Ne 5400.56

Ar 5187.74

Ne 6929.47

Ar 4879.86


REL

CO

SC

48

0 E

mis

sio

n L

ine

sD

AD

OS

Sp

ectr

og

rap

h9

00

L m

m-1

R ≈

40

00

©R

ich

ard

Wa

lke

r 2

01

3/0

6

Ar 5606.73

Ar 4965.08

Ar 4806.02

Ar 4764.87

Ar 4657.9

Ar 4545.05

Ar 4510.73

Blend

Ar 4277.53

Ar 4158.59

Ar 4072.0

Ar 4448.88

Ar 4131.72

Ar 4300.1

Blend

Ar 3850.58

Ar 5558.70

Ne 5764.41

Ne 5852.49

Blend

Ne 6074.34Ne 6096.16

Ne 6143.06Ne 6163.59

Ne 6217.28

Ne 6266.5

Ne 6304.79

Ar 4879.86

Ar 3979.36

Ar 4013.86

Ar 4103.91

Ar 4052.92

Ar 4200.67

Ar 4259.36Ar 4237.22

Ar 4400.99Blends

Ar 4481.81

Ar 4579.35

Ar 4609.57Ar 4637.23

Ar 4702.32

Ar 4847.81

He 4921.93Ar 4933.21

Blend Ne 5037.75

Ar 5062.03

Ar 5090.5

Ar 5187.75Ar 5162.29

Ar 5221.27

Ne 5330.78

Ne 5400.56

Ne 5330.78

Ar 5400.56

Ar 5187.75Ar 5162.29

Ar 5221.27

Blend

Blend Ne 5037.75Ar 5062.03

Ar 5090.5

Ar 4965.08

Ar 4879.86

He 4921.93Ar 4933.21

Ar 4806.02

Ar 4764.87

Ar 4847.81

Ne 5421.35

Ar 5451.65

Ar 5495.87

Ar 5739.52

Ar 5572.54

Ar 5650.70

Ne 5820.15

He 5875.62

Ar 5912.08

Ne 5944.83

Blend

Ar 6114.92

Blend

Blend


R

ELC

O S

C4

80

Em

issi

on

Lin

es

DA

DO

S S

pe

ctr

og

rap

h9

00

L m

m-1

R ≈

40

00

©R

ich

ard

Wa

lke

r 2

01

3/0

6

Ar 6965.43

Ar 6871.29

Ar 6752.83

Hα 6562.85

Ar 7067.22

Ar 7147.04

Blend

Ne 6506.53Ne 6532.88

Ne 6598.95

Ar 6677.28

Ne 6717.04

Blend

Blend

Ne 6929.47

Ne 5852.49

Ne 6074.34Ne 6096.16

Ne 6143.06Ne 6163.59

Ne 6217.28

Ne 6266.5

Ne 6304.79

He 5875.62

Ar 5912.08

Ne 5944.83

Blend

Ar 6114.92

Ne 6334.43

Ar 6402.24Ar 6416.30

Ne 7032.41

Ar 7206.98

Ne 7245.17

Ar 7272.94Ar 7353.29Ar 7372.12

Ar 7383.98

Ne 7535.77

Blend

Ar 7635.11

Ar 7723.76

Ar 7948.18

Ar 7891.08

Blend


Ar 9224.50

Ar 7383.98

Ar 9354.22

Ar 9784.50

Ar 9657.79

Ar 8667.94

Ar Blend

Ar 9122.97

Ar 8521.44

Ar Blend

Ar 8264.52

Ar 7948.18

Ar 7635.11

Ar Blend

Ar 6965.43

Ar 7067.22

Ar Blend

Ar 7723.76

Ar 7272.94

Ar 7147.04

RE

LCO

S

C4

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: E

mis

sio

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ine

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th

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in

Re

co

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db

yJo

an

Gu

arr

oF

lo, R

≈ 1

30

0

Ar Blend


9 Literatur

Verfasser: Bücher (vorläufig nur in englischer Sprache):

[1] Richard Walker: Spectral Atlas for Amateur Astronomers, A Guide to the Spectra of Astronomical Objects and Terrestrial Light Sources, Cambridge University Press 2017

https://www.cambridge.org/core/books/spectral-atlas-for-amateur-astronomers/32126CD730EBA49238F9318C16B90523

[2] Marc Trypsteen, Richard Walker: Spectroscopy for Amateur Astronomers, Recording, Processing, Analysis and Interpretation, Cambridge University Press 2017

https://www.cambridge.org/core/books/spectroscopy-for-amateur-astronomers/8723E6F224E339B5A94966C5D0F19A20

Präsentation dieser Bücher durch Marc Trypsteen:

https://www.docdroid.net/7cGnKxA/-spectroscopiedag-2016-twin-book-project-door-marc-trypsteen.pdf.html

Folgende weitere Schriften zum Thema Spektroskopie können unter diesem Link heruntergeladen werden: http://www.ursusmajor.ch/astrospektroskopie/richard-walkers-page/index.html

[10] Emissionsspektroskopie mit Funken- und Lichtbogenanregung

[11] Kalibrierung von Spektren mit dem Glimmstarter ST 111 von OSRAM

[12] Speisung von Glimmlampen mit niedriger Gleichspannung

Internet Links Spektrografen:

[20] SQUES Echelle Spektrograf, Eagleowloptics Switzerland, http://www.eagleowloptics.com/

[21] DADOS Spaltspektrograf, Baader Planetarium: http://www.baader-planetarium.de/DADOS/download/DADOS_manual_deutsch.pdf

[22] Shelyak Instruments: http://www.shelyak.com/

[23] SBIG Spectrograph DSS-7. http://ftp.sbig.com/dss7/dss7.htm

Spektrografische Software:

[24] IRIS / ISIS: Webpage von Christian Buil http://www.astrosurf.com/buil/

[25] Vspec: Webpage von Valerie Désnoux http://astrosurf.com/vdesnoux/

[26] RSpec: Webpage von Tom Field http://www.rspec-astro.com/

[27] MIDAS, ESO http://www.eso.org/sci/software/esomidas//

Datenbanken

[28] NIST Atomic Spectra Database: http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html

[29] Spectral Atlas Central NOAO, Linienatlas der Kalibrierlichtquellen http://www.noao.edu/kpno/specatlas/







http://www.ursusmajor.ch/astrospektroskopie/richard-walkers-page/index.html

http://www.eagleowloptics.com/

http://www.baader-planetarium.de/DADOS/download/DADOS_manual_deutsch.pdf

http://www.shelyak.com/

http://ftp.sbig.com/dss7/dss7.htm

http://www.astrosurf.com/buil/

http://astrosurf.com/vdesnoux/

http://www.rspec-astro.com/

http://www.eso.org/sci/software/esomidas/

http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html

http://www.noao.edu/kpno/specatlas/

Documents

Glimmstarter RELCO SC480 Atlas der Emissionslinien...Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 3 4 Anwendung für die Echelle Kalibration (R ≈ 20'000) In den folgenden Tabellen