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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
richiwalker@bluewin.ch
Version 5.0 05/2017
Version 1.0 September 2012
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 2
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.
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 3
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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 4
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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Ar 7107.478
Ar 7067.218
Ne 7059.107
Ne 7032.413
Ar 7030.251Ne 7024.05
Ar 6965.431
Ar 6960.25
Ar 6951.478
Ar 6937.664
Ne 6929.467
Ar 7353.293
He 7281.35
O 7771.94
O 7774.17O 7775.39
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 16
36
34
35
33 37
Ar 6888.174
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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 17
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 ?
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 18
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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 19
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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 20
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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 21
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.
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 22
R
ELC
O S
C4
80
Em
issi
on
Lin
esD
AD
OS
Sp
ectr
og
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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
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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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 23
REL
CO
SC
48
0 E
mis
sio
n L
ine
sD
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OS
Sp
ectr
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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
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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
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He 5875.62
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Ne 5944.83
Blend
Ar 6114.92
Blend
Blend
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 24
R
ELC
O S
C4
80
Em
issi
on
Lin
es
DA
DO
S S
pe
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h9
00
L m
m-1
R ≈
40
00
©R
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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
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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
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 25
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
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Ar 7723.76
Ar 7272.94
Ar 7147.04
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≈ 1
30
0
Ar Blend
Atlas der Emissionslinien Glimmstarter RELCO SC480 26
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/
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