Ville-Gymnasium der Stadt Erftstadt Schuljahr 2009/10 Die Bestimmung der Wellenlängen von Licht am Beispiel einer Verkehrsampel Facharbeit im LK 1 Physik 12 vorgelegt von Patrick Bastgen Gutachter: Herr Blankenheim Erftstadt, 10.02.2010 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung ........................................................................................................ 2 2. Vorbereitung der Facharbeit ........................................................................... 3 3. Theorie ........................................................................................................... 4 3.1. Linsengleichung ...................................................................................... 4 3.2. Brechung und Dispersion ........................................................................ 4 3.3. Beugung am Gitter .................................................................................. 5 4. Experiment ..................................................................................................... 7 4.1. Versuchsprotokoll .................................................................................... 7 4.1.1. Versuchsaufbau ............................................................................... 7 4.1.2. Versuchsdurchführung ..................................................................... 8 4.1.3. Messungen/Protokoll ........................................................................ 8 4.2. Bestimmung der Wellenlängen von Verkehrsampellicht ......................... 9 4.2.1. Ampel Umgehungsstraße ................................................................ 9 4.2.2. Ampel Erft ...................................................................................... 10 4.2.3. Ampel Karolingerstraße ................................................................. 10 4.3. Bestimmung der Wellenlängen von weißem Licht................................. 10 4.4. Untersuchung verschiedener Sonnenbrillengläser ................................ 11 5. Auswertung ................................................................................................... 13 6. Anhang ......................................................................................................... 14 6.1. Quellenverzeichnis ................................................................................ 14 6.2. Materialanhang ...................................................................................... 16 6.3. Selbstständigkeitserklärung .................................................................. 21 1 1. Einleitung In meiner Facharbeit bestimme ich die Wellenlängenbereiche von sichtbarem Licht am Beispiel von Verkehrsampeln. Dabei unterscheide ich zwischen der Emission von Signallichtern und der Transmission von Sonnenbrillengläsern, um die Tauglichkeit von Sonnenbrillen im Straßenverkehr zu untersuchen. Spektralanalysen kann man mit einem Gitter oder einem Prisma durchführen. Im theoretischen Teil gehe ich auf die Grundlagen beider Verfahren ein und zeige, dass die quantitative Spektralanalyse mit einem Gitter wesentlich einfacher ist. Um dies auch dementsprechend durchzuführen, nehme ich die Emissionsspektren verschiedener Signallichter mit einer speziell umgebauten Digitalkamera auf und vergleiche diese mit den Transmissionsspektren unterschiedlicher Sonnenbrillengläser. In meiner Arbeit gehe ich auf die Wellentheorie des Lichtes ein. Dabei leite ich aus dem Huygens’schen Prinzip die Gittergleichung her, um damit die Wellenlängenbereiche des beobachteten Lichts zu bestimmen. Es werden verschiedene Ampeltypen und verschiedene Sonnenbrillengläser untersucht. Zur Aufnahme der Spektren verwende ich einen von mir mitentwickelten mobilen Gitterspektrographen, bei dem es sich um eine Weiterentwicklung eines Gitterspektrographen mit der webcam1 handelt. Ausblick: Mit diesem Spektrographen kann man zum Beispiel das Licht von Wasserstofflampen, Quecksilberlampen, Energiesparleuchten oder Glühbirnen untersuchen. 1 Astronomie Spektroskopie. Astronomie, Recherche am 05.12.2009, http://www.astronomie.de/fachbereiche/spektroskopie/einfuehrung/ 2 2. Vorbereitung der Facharbeit Als Führerscheinbesitzer interessiert mich die Tauglichkeit meiner Jack & Jones Sonnenbrille für den Straßenverkehr. Für mich stellt sich die Frage, ob meine Sonnenbrille alle drei Signalfarben ausreichend durchlässt. Also muss ich das Emissionsverhalten der Signallichter mit dem Transmissionsverhalten der Sonnenbrillengläser vergleichen. Um das Emissionsverhalten aufzunehmen, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder spektroskopiert man die Ampeln im Labor oder man führt die Spektroskopie an der Ampel vor Ort durch. Für mich ist es wesentlich einfacher, dies vor Ort mit der umgebauten Kamera durchzuführen. Die untersuchten Sonnenbrillengläser stammen von den Firmen Jack & Jones, Hoya, Zeiss, Eschenbach, Armani, Adidas, Carrera und Oakley. 3 3. Theorie 3.1. Linsengleichung Mittels der Linsengleichung g zu g = 1 1 1 = + bestimme ich die ungefähre Tubuslänge f b g f ⋅b . (Gerthsen; Kneser; Vogel: Physik. Berlin; Heidelberg; New York b− f 1977; S.348) 3.2. Brechung und Dispersion Das Brechungsgesetz sin α c1 n 2 = = = n1 2 liefert einen Zusammenhang zwisin β c 2 n1 schen Einfallswinkel α, Brechungswinkel β, den Lichtgeschwindigkeiten c1 und c2 und den Brechungsindizes n1 und n2 in den Medien 1 und 2. Abbildung 1: Brechungsgesetz2 Abbildung 2: Abhängigkeit des Brechungsindexes von der Wellenlänge 3 Unter Dispersion versteht man die Abhängigkeit des Brechungsindexes n von der Wellenlänge. Der Brechungsindex nimmt mit zunehmender Wellenlänge im sichtbaren Bereich ab. 2 3 Bild. Brechungsgesetz, Recherche am 20.12.2009, http://www.elsenbruch.info/ph12_down/brechreflbild.png. Bild. Brechungsindex, Recherche am 20.12.2009, http://www.winklmair.de/ian-u/OKgesB.pdf. 4 Abbildung 3: Prismenspektrum4 3.3. Beugung am Gitter α Abbildung 4: Gittergleichung 5 Der Gangunterschied zwischen den benachbarten Lichtstrahlen muss nach Huygens ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlängen sein, damit es zu einer konstruktiven Interferenz kommen kann. (Gerthsen; Kneser; Vogel: Physik. Berlin; Heidelberg; New York 1977; S. 383) Demnach ergibt sich: Gangunterschied = Vielfaches der Wellenlänge Δ s = k ⋅ λ . 4 5 Bild. Prismenspektrum, Recherche am 20.12.2009, http://www.didaktik.physik.unidue.de/~backhaus/NaturPhysikalisch/Naturphysikalischgesehen2004/OptischePhaenomene/Re genbogen/Spektrum.jpeg. Bild. Gittergleichung, Recherche am 20.12.2009, http://bastgen.de/schule/physik/12/Material/OW_02_02%20%20%20Interferenz%20von%20Lich t%20am%20Gitter.pdf. 5 Im Dreieck gilt: sin (α ) = Ferner gilt: tan (α ) = Δs . g x ⎛ x⎞ , womit man α bestimmen kann: α = arctan ⎜ ⎟ . l ⎝l⎠ ⎛ ⎛ x ⎞⎞ ⎝ ⎠⎠ Einsetzen führt zu: g ⋅ sin ⎜⎜ arctan ⎜ ⎟ ⎟⎟ = k ⋅ λ . l ⎝ x l Mit: sin ( x ) ≈ tan ( x ) 6 ergibt sich: g ⋅ = k ⋅ λ . Somit erhält man eine Gleichung für die Bestimmungen von Wellenlängen: x 1 g ⋅ x = const ⋅ x . l k l ⋅k λ =g⋅ ⋅ = Mittels eines Gitters kann man viel einfacher die Wellenlängen bestimmen als mit einem Prisma, da die Wellenlänge zum Abstand des ersten Maximums proportional ist: λ ∝ x , während man aus der Dispersionskurve nicht sofort auf die Wellenlänge schließen kann. 6 Vergleich Materialanhang: Nachweis sin ( x ) ≈ tan ( x ) für kleine Winkel. 6 4. Experiment 4.1. Versuchsprotokoll 4.1.1. Versuchsaufbau Zwischenring Tubus Spalt 50 mm Objektiv Kamera Rowlandgitter Das Objektiv bildet den Spalt auf dem Mikrochip ab. Das Gitter zerlegt das Licht in seine einzelnen Farbkomponenten. Die Zwischenringe sind für die Bildweite und der Tubus ist für die Gegenstandsweite relevant. Durch Einsetzen in die Linsengleichung: Tubuslänge g zu g = 1 1 1 = + f b g berechne ich die f ⋅ b 50 mm ⋅ 110 mm = ≈ 92 mm . b − f 110 mm − 50 mm Die Zwischenringe sind mit einem speziellen Adapter auf die Kamera (Nikon D300 Æ M42) geschraubt. An dem vordersten Zwischenring ist das Rowlandgitter angebracht. Dafür werden dort zwei 3 mm Schlitze gesägt, um das Gitter einzuführen und zu befestigen. Das Objektiv (Rodenstock Ysaron 50mm, 1:3,5) wird mit einem weiteren Adapter M42 Æ M39 auf den vordersten Ring geschraubt. Der Spalt wird durch zwei Rasierklingen erzeugt und ganz vorne fest auf eine Blende genietet, damit sich die Spaltbreite während der Aufnahmen nicht verändern kann. Der Tubus, bestehend aus einer zugeschnittenen Papprolle, wird entsprechend festgeklebt, so dass der Spalt scharf abgebildet wird. 7 4.1.2. Versuchsdurchführung Zum Kalibrieren der Apparatur nehme ich das Licht von Natrium. Da ich keine Natriumlampe besitze, fotografiere ich die Flamme eines Bunsenbrenners, in die ich Salz streue. Um den Verkehrsampelversuch durchführen zu können, sind die umgebaute Kamera, ein geeignetes Stativ und ein Fernauslöser nötig. Um die Emissionsspektren der Ampeln zu untersuchen, gehe ich abends, da zu diesem Zeitpunkt kein störendes Streulicht existiert, zu drei verschiedenen Ampeln. Durch Benutzung des Fernauslösers kann ich die kurze Gelbphase erfassen. Die Kamera wird mittels Stativ direkt vor die Ampel gehalten. In einem weiteren Experiment untersuche ich das Transmissionsverhalten verschiedener Sonnenbrillengläser, indem ich die einzelnen Gläser vor eine weiße Lichtquelle halte und die Wellenlängenbereiche des durchgelassenen Lichtes bestimme. In einem letzten Experiment untersuche ich das Transmissionsverhalten zweier verschiedener Sonnenbrillengläser, indem ich zwei Gläser vor die drei Ampelgläser halte und die Transmissionsspektren vergleiche. 4.1.3. Messungen/Protokoll Maximum Maximum 0. Ordnung 1. Ordnung Abbildung 5: Ampel Umgehungsstraße mit Natriumlichtkalibrierung (LED-Leuchten) Das Bild zeigt eine von drei verschiedenen Messungen. Die anderen Messungen befinden sich im Anhang unter „Fotos zum Verkehrsampelversuch“. 8 4.2. Bestimmung der Wellenlängen von Verkehrsampellicht Abbildung 6: Bestimmung der Wellenlänge mittels einer Bildschirmschieblehre7 Ich lege die Bildschirmschieblehre so über die jeweiligen Farben, dass die Schieblehre mir eine exakte Pixelzahl vom 0. bis zum 1. Maximum angibt. So kann ich die Pixel von der kleinsten bis zur größten Wellenlänge bestimmen. Da Wellenlängen aber für gewöhnlich in nm angegeben werden, benutze ich die Formel: λ = const ⋅ x . Diese forme ich zu const = λ x um. Die mittlere Wellenlänge von Natrium beträgt 589,3 nm.8 Durch Einsetzen ergibt sich: const = λ x = 589,3 nm nm = 0,8335 . 707 Pixel Pixel Somit erhält man zum Beispiel für grün: λ grün = const ⋅ x grün = 0,8335 nm ⋅ 542 Pixel = 452 nm . Pixel Durch entsprechende Berechnungen erhalte ich: 4.2.1. Ampel Umgehungsstraße Ampel Umgehungsstraße Farbe Pixel Natrium grün 707 542 675 675 749 746 822 gelb rot 7 8 Wellenlänge in nm 589,3 452 563 563 624 622 685 Verwendete Software: Screen Calipers 3.2; http://www.iconico.com/caliper/. Natriumdampflampe. Wikipedia, Recherche am 20.12.2009, http://de.wikipedia.org/wiki/Natriumdampflampe. 9 4.2.2. Ampel Erft Ampel Erft Farbe Pixel Natrium grün 707 586 696 663 845 750 838 gelb rot Wellenlänge in nm 589,3 488 580 553 704 625 698 4.2.3. Ampel Karolingerstraße Ampel Karolingerstraße Wellenlänge Farbe Pixel in nm Natrium 707 589,3 grün 548 457 725 604 gelb 668 557 858 715 rot 749 624 863 719 4.3. Bestimmung der Wellenlängen von weißem Licht Abbildung 7: Bestimmung der Wellenlängen von weißem Licht mittels einer Bildschirmschieblehre Wie oben beschrieben, kann man nun die Wellenlängen der Regenbogenfarben in weißem Licht berechnen. 10 Man erhält für die Regenbogenfarben folgende Wellenlängen: Regenbogenfarben Wellenlänge Farbe Pixel in nm Natrium 567 589,3 rot 614 638 gelb 572 594 grün 531 552 türkis 493 512 blau 442 459 4.4. Untersuchung verschiedener Sonnenbrillengläser Bei Sonnenbrillengläsern unterscheidet man in vier Blendschutzkategorien9: • „wenig Blendschutz: - für wenig Sonne geeignet - guter UV-Schutz - Lichtdurchlässigkeit 43% - 80% • mittlerer Blendschutz: - für mehr Sonne geeignet - guter UV-Schutz - Lichtdurchlässigkeit 18% - 43% • stärkerer Blendschutz: - für stärkere Sonne, Berge und Strand geeignet - hoher UV-Schutz - Lichtdurchlässigkeit 8% - 18% • hoher Blendschutz: - für Gebirge geeignet - hoher UV-Schutz - ungeeignet für den Straßenverkehr“ Eine geeignete Sonnenbrille sollte alle Wellenlängen unterhalb 400 nm blockieren und den Blauanteil des Lichtes zwischen 400 und 470 nm auf unter 10% reduzieren.10 9 10 Zitiert aus: Klassifizierung - Richtiger Schutz. Stiftung Warentest, Recherche am 30.01.2010, http://www.test.de/themen/freizeit-reise/test/-Sonnenbrillen/1254551/1254551/1254584/. Eine geeignete Sonnenbrille schützt das Auge vor Lichtschäden. Europäische Verbraucherzentren, Recherche am 30.01.2010, http://www.evz.de/UNIQ126496342125824/doc1385A.html. 11 Sehr viele Sonnenbrillen sind für den Straßenverkehr nicht geeignet. Laut TÜV sind dies eher Sonnenbrillen mit bunten Gläsern wie zum Beispiel Rot oder Gelb. Dem Autofahrer wird empfohlen, Sonnenbrillen mit neutralen Gläsern wie zum Beispiel Grau oder Grün zu verwenden.11 12 Nicht geeignete Gläser müssen deutlich gekennzeichnet sein. Um zu untersuchen, welche Art von Sonnenbrillengläsern für den Straßenverkehr geeignet ist, untersuche ich das Transmissionsverhalten von 18 verschiedenen Gläsern. Eine komplette Übersicht zu dem Verhalten bei weißem Licht findet sich im Anhang unter „Fotos zum Transmissionsverhalten von Sonnenbrillengläsern bei Ampelgläsern“. Hier ist ein kleiner Auszug aus dieser Übersicht: Abbildung 8: Auszug von verschiedenen Sonnenbrillengläsern vor weißem Licht mit Markierungen für 400 nm und 470 nm13 Des Weiteren vergleiche ich das Transmissionsverhalten einer „normalen“ Sonnenbrille der Marke Jack & Jones und einer Gletscherbrille der Marke Carrera vor dem Verkehrsampellicht.14 Auffällig dabei ist, dass beide Brillen fast das identische Transmissionsverhalten aufweisen. 11 12 13 14 Sonnenbrillen - Dunkle Gläser gegen Augenschäden. TÜV Rheinland, Recherche am 31.01.2010, http://www.tuv.com/de/news_sonnenbrillen.html?lan=1. Eine geeignete Sonnenbrille schützt das Auge vor Lichtschäden. Europäische Verbraucherzentren, Recherche am 31.01.2010, http://www.evz.de/UNIQ126496342125824/doc1385A.html. Das komplette Bild befindet sich im Anhang: Fotos zum Transmissionsverhalten von Sonnenbrillengläsern bei einer weißen Lichtquelle. Die Bilder befinden sich im Anhang: Fotos zum Transmissionsverhalten von Sonnenbrillengläsern bei Ampelgläsern. 12 5. Auswertung Beim Bestimmen der Wellenlängen von Verkehrsampellicht fällt auf, dass sich die Ampel „Umgehungsstraße“ von den anderen zwei Ampeln unterscheidet. Dies liegt daran, dass diese Ampel im Gegensatz zu den anderen mit LEDLeuchten betrieben wird und somit andere Wellenlängenbereiche aufweist. Die LED-Leuchten senden zum Beispiel bei der grünen Ampel einen hohen Anteil der Farbe Türkis aus, was bei den anderen zwei Ampeln gar nicht der Fall ist. Die gelbe Ampel weist ebenfalls einen größeren Spektralbereich auf, als bei den anderen untersuchten Ampeln. Das Spektrum bei rotem Licht weist jedoch bei allen untersuchten Ampeln eine große Übereinstimmung mit nur geringen Unterschieden auf.15 Auffallend ist, dass sich die Wellenlängenbereiche bei allen drei Ampeln bei jeder einzelnen Farbe (bis auf gelb) kaum unterscheiden. Zusammenfassend kann man sagen, dass sich die Bereiche bei grün von ca. 450 nm bis ca. 600 nm, bei gelb von ca. 550 nm bis ca. 715 nm und bei rot von ca. 620 nm bis ca. 720 nm bewegen. Alle untersuchten Sonnenbrillen reduzieren den besagten Blauanteil zwischen 400 nm und 470 nm. Dies wird in Abbildung 8 sehr deutlich. Die prozentuale Lichtdurchlässigkeit kann ich nur schätzen. Bei dem Vergleich des Transmissionsverhaltens von einer Jack & Jones Sonnenbrille und einer Gletscherbrille fällt mir auf, dass sie fast das identische Verhalten haben.16 Somit sind beide Brillen ungeeignet für den Straßenverkehr, denn die vierte Blendschutzkategorie besagt, dass Brillen für das Gebirge ungeeignet für den Straßenverkehr sind. Von mir untersuchte grüne Sonnenbrillengläser lassen das gesamte Licht der Ampel durch, sind somit besonders geeignet. Bemerkenswert bei der Aufnahme im Anhang ist, dass bis auf die eher hellen Gläser, wie zum Beispiel Orange, alle das gelbe Licht nicht durchlassen. Dies ist natürlich insofern einleuchtend, da Sonnenbrillen schließlich vor gelbem Sonnenlicht schützen sollen. Dennoch nimmt man einen gelben Farbeindruck bei der Ampel trotz Sonnenbrille wahr, da rotes und grünes Licht durchgelassen werden und diese zusammen nach additiver Farbmischung gelb ergibt. 15 16 Die Bilder befinden sich im Anhang: Fotos zum Verkehrsampelversuch. Die Bilder befinden sich im Anhang: Fotos zum Transmissionsverhalten von Sonnenbrillengläsern bei Ampelgläsern. 13 6. Anhang 6.1. Quellenverzeichnis Literarische Quellen: • Grehn, J., Krause J. - Metzler Physik - Hannover, 1998 - 3. Auflage • Gerthsen, Kneser, Vogel - Physik - Berlin, Heidelberg, New York, 1977 - 12. Auflage • Müller, Leitner, Dilg - Physik, Leistungskurs 3. Semester - München, 1989 - 7. Auflage • Müller, Leitner, Dilg, Mràz - Physik, Leistungskurs 2. Semester - München, 1990 - 8. Auflage Elektronische Medien: • Adobe Photoshop CS2 (verwendetes Programm zur Bildbearbeitung). • Screen Calipers 3.2, http://www.iconico.com/caliper/ (verwendetes Programm zur Abstandsbestimmung). • Astronomie Spektroskopie. Astronomie, Recherche am 05.12.2009, http://www.astronomie.de/fachbereiche/spektroskopie/einfuehrung/ • Bild. Brechungsgesetz, Recherche am 20.12.2009, http://www.elsenbruch.info/ph12_down/brechreflbild.png. • Bild. Brechungsindex, Recherche am 20.12.2009, http://www.winklmair.de/ian-u/OKgesB.pdf. • Bild. Prismenspektrum, Recherche am 20.12.2009, http://www.didaktik.physik.unidue.de/~backhaus/NaturPhysikalisch/Naturphysikalischgesehen2004/OptischePhaen omene/Regenbogen/Spektrum.jpeg. 14 • Bild. Gittergleichung, Recherche am 20.12.2009, http://bastgen.de/schule/physik/12/Material/OW_02_02%20%20%20Interferenz%20v on%20Licht%20am%20Gitter.pdf. • Natriumdampflampe. Wikipedia, Recherche am 20.12.2009, http://de.wikipedia.org/wiki/Natriumdampflampe. • Klassifizierung - Richtiger Schutz. Stiftung Warentest, Recherche am 30.01.2010, http://www.test.de/themen/freizeit-reise/test/Sonnenbrillen/1254551/1254551/1254584/. • Eine geeignete Sonnenbrille schützt das Auge vor Lichtschäden. Europäische Verbraucherzentren, Recherche am 30.01.2010, http://www.evz.de/UNIQ126496342125824/doc1385A.html. • Sonnenbrillen - Dunkle Gläser gegen Augenschäden. TÜV Rheinland, Recherche am 31.01.2010, http://www.tuv.com/de/news_sonnenbrillen.html?lan=1. • Chip D300. Nikon, Recherche am 07.02.2010, http://www.nikon.de/de_DE/products/product_details.page?ParamValue=Digital%20 Cameras&Subnav1Param=SLR&Subnav2Param=Professional&Subnav3Param=0& RunQuery=l3&ID=1436. Weitere Informationsquellen: • Hoya - Hersteller hochwertiger Brillengläser - Hoya Lens Deutschland GmbH - 41066 Mönchengladbach • Zeiss - Werk Aalen, 73430 Aalen 15 6.2. Materialanhang Nachweis sin (x) ≈ tan(x) für kleine Winkel Die Tubuslänge beträgt ca. 10 cm und der Chip ist ca. 2,4 cm breit.17 1,2 cm 6,8° 2,4 cm 10 cm ⎛ 1,2 ⎞ ⎟ = 6,8° ⎝ 10 ⎠ Berechnung des maximalen Winkels: α = arctan ⎜ Berechnung der Funktionswerte: sin (6,8°) = 0,1184 tan (6,8°) = 0,1192 Fehlerrechnung: Relativer Fehler: 0,0008 = 0,67% 0,1192 Demnach ist bei dieser Apparatur: sin ( x ) ≈ tan ( x ) 17 Chip D300. Nikon, Recherche am 07.02.2010, http://www.nikon.de/de_DE/products/product_details.page?ParamValue=Digital%20Cameras&S ubnav1Param=SLR&Subnav2Param=Professional&Subnav3Param=0&RunQuery=l3&ID=1436. 16 Fotos zum Versuchsaufbau Abbildung 9: Komplette umgebaute Kamera Abbildung 10: Kamera ohne Tubus Abbildung 11: Kamera ohne Tubus und Objektiv Abbildung 12: Rowlandgitter Abbildung 13: Tubus mit Spalt Abbildung 14: Schlitz für Rowlandgitter 17 Fotos zum Verkehrsampelversuch Rot Gelb Grün Natrium Abbildung 15: Ampel Umgehungsstraße mit Natriumlichtkalibrierung (LED-Leuchten) Rot Gelb Grün Natrium Abbildung 16: Ampel Erft mit Natriumlichtkalibrierung Rot Gelb Grün Natrium Abbildung 17: Ampel Karolingerstraße mit Natriumlichtkalibrierung Darstellungen des rechten Maximums erster Ordnung. 18 Fotos zum Transmissionsverhalten von Sonnenbrillengläsern bei einer weißen Lichtquelle Abbildung 18: 18 verschiedene Sonnenbrillengläser mit Natriumkalibrierung vor weißem Licht Darstellungen des rechten Maximums erster Ordnung. 19 Fotos zum Transmissionsverhalten von Sonnenbrillengläsern bei Ampelgläsern Abbildung 19: Jack & Jones-Sonnenbrillengläser mit Natriumkalibrierung vor Ampellicht Abbildung 20:Gletscher-Sonnenbrillengläser mit Natriumkalibrierung vor Ampellicht Darstellungen des rechten Maximums erster Ordnung. 20 6.3. Selbstständigkeitserklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst und keine anderen als die im Quellenverzeichnis angegebenen Hilfsmittel verwendet habe. Insbesondere erkläre ich, dass ich alle wörtlichen und sinngemäßen Übernahmen aus anderen Werken in jedem einzelnen Fall als solche kenntlich gemacht habe. Erftstadt, den 09.02.2010 21