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ZEITSCHRIFT
für
wissenschaftliche Photographie
Photophysik und Photochemie.
Unter Mitwirkung befreundeter Fachgenossen
und insbesondere von
H. Kayser,
o. ö. Professor an der Universität Bonn
herausgegeben von
K. Schaum,
a. o. Professor an der Universität zu Marburg a. L.
BAND IV.
Mit einer Tafel.
Leipzig, 1906.
Verlag von Johann Ambrosius Barth. ^
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Dru<;k von Mettger & Willig in Leipzig.
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Inhalt des IV. Bandes
(Marz 190K-Dezeniber 1906.)
Originalarbeiten.
Seile
F. Alefeld, Eine neue Lichtwirkung und ihre photographischc Anwendung . 364
Willy Beckmann, Spektroskopische Untersuchung über die Verschiedenartig-
keit der Teile des galvanischen Lichtbogens 335
Max Bertram, Die Bogenspektra von Neodym und Praseodym lü
Rudolf Derichsweiler, Die Bandenspektra der Kupferhaloide. Gesetzmällig-
keiten bei Verbindungsspektren 401
G. Eberhard, Spektroskopische Untersuchung der Terbium präparate von
Dr. G. Urbain 137
Emauuel Goldberg, Beiträge zur Kinetik photochcmischcr Reaktionen . . 61
Jos. Herpertz, Die Spektra von Arsen und das GciOlerrohrspcktrum von
Antimon 1 85
Ejnar Hertzsprung, Ober die optische Stärke der Strahlung des schwarzen
Körpers und das minimale Lichtaquivalent 43
— - Notiz über die zeitliche Abnahme des Dam:nerun.;slichts . . . 10'j
Christian Keller, Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinicn . . 209
Georg Kühne, Über das Bandenspektrum des Bor 173
F. Löwe, Ein Meßmikroskop für Negative 204
Johannes Lohmeyer, Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid,
•bromid und -jodid 367
Auguste und Louis Lumiere, Über eine neue photographische Methode,
direkt kopierende Schichten herzustellen, die keine löslichen Silbersalze
enthalten 249
A. und L. Lumiere und Scyewctz, Über die Zusammensetzung der im
Dunkeln von selbst unlöslich gewordenen Bichroinntg'-latinc L2Q
— — ~— Über die Gerbung der Gelatine bei der Entwicklung, be-onders mit
Pyrogallol 122
— — — Über die Gerbung der Gelatine durch die an der Luit entstehenden
Oxydationsprokukte der Phenole . 25 1
K. Martin, Die Objektiv br^nnweite und ihr Minnuli auf die Perspektive . . 1 1 4
Charles Morgan Olmsted, Die Randenspektra nahe verwandter Verbin -
dungen 253, 293
Joseph Rösch, Untersuchungen über die Struktur der Banden im Spektrum
der EfTektkohlen sowie des Baryumfluorids 384
Karl Schaum und Eduard Schloemann, Versuche mit Bromsilbcrkiesel-
gallerte 197
W. Schmidt, Stereoskopic 417
Hermann Scholl, Über die Elektrizilätsleitung in belichtetem Jodsilber . . 1
M. Seddig, Eine Methode, das Newton-Helmholtzsche Farbendreieck zu pro-
jizieren 117
F. Staeble, Über eine genäherte Bestimmung der Brennweite aus den focalen
^ Schnitt weiten und aus der auf Luft reduzierten Länge des Systems . . . 394
1591J I
~\\\-\ '5
— IV
Seile
Bela Szilärd, Über die durch Licht bewirkte Zersetzung des im Chloroform
gelösten Jodoforms 127
— Notiz über das Uranylsilbcrchromat 350
Max Trautz, Theoretisches über gewöhnliche und photochemische Gleich-
gewichte und Reaktionen 160
— Über photochemische Verzögerung und Temperaturkoeffizient chemischer
Reaktionen 351
Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Rcichsanstalt im Jahre 1905 . . 233
Bücherbesprechungen.
A. Gleichen, Vorlesungen über photographische Optik 438
Victor Henri, Cours de Chimie physique, suivi d'applicalions a la Chimic et
la Biologie I 334
W. Hoffmeistcr, K. Küster und A. Hartjenstein, Ratgeber für Ge-
werbetreibende 366
Katalog der „Fifty- First Annual Exhibition of the Royal Photographic
Society of Great Britain" 366
Chcrry und Richard Kcarton, Tierlebcn in freier Natur 55
Hans Lehmann, Beitrüge zur Theorie und Praxis der direkten Farbenphoto-
graphie mittels stehender Lichtwellen nach Lippmanns Methode .... 334
P. Lenard, Über Kathodenslrahlen 438
H. A. Lorcntz, Lehrbuch der Physik 206
Auguste und Louis Lumiere, Resume des travaux 1887 — 1906 .... 366
H. Meerwarth, Photographische Naturstudien 54
Karl Schwier, Die Ltcbbaber-Photographie . . 108
E. Scdlaczck, Die Tonungsverfahren von Entwicklungspapieren 400
W. Urban, Photographische Objektivkunde 438
Max Wolf, Stereoskopbilder vom Sternhimmel, I.Serie 400
Neue Zeitschriften 366
Briefkasten ... 107
Berichtigung 136
Kongresse und Ausstellungen 207
Mitteilungen aus der Technik 108, 135, 208, 254, 292
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Namen- und Sachregister.
Bücherbesprechungen sind durch * bezeichnet.
Abnahme des Dämmerungslichtes, Hertz-
sprung 109.
Alaune, "Wirkung auf Gelatine, Lumiere
und Seyewctz 360.
Ale fei d, Neue Lichtwirkung 364.
Antimonspektrum, Herpertz 185.
Arsenspektra, Herpertz 185.
Banden, Struktur der — bei Effektkohlen
und Baryurafluorid, Rösch 384.
Bandenspektrum des Bor, Kühne 173.
— nahe verwandter Verbindungen, Olmsted
2 53, 293-
— der Quecksilbcrhaloide, Lohmeyer 367.
— der Kupferhaloide, Derichsweiler 401.
Baryuraflorid, Bandenstruktur, Rösch 384.
Beckmann, Spektr. Untersuchung über
d. galvan. Lichtbogen 335.
Bertram, Bogenspektra von Neodym
und Praseodym 16.
Bichromatgelatine, Zusammens. d. unlösl.,
Lumiere und Seyeweti 1 20.
Bogenspektren von Neodym, Praseodym,
Bertram 1 6.
Bor, Bandenspektrum, Kühne 1 73.
Brennweitenbestimmung, Staeble 394.
Bromsilberkieselgallerte, Schaum u. Schloe-
mann 197.
Dämmerungslicht, zeitl. Abnahme, Hertz-
sprung 109.
Derichsweiler, Bandenspektra der
Kupferhaloide 401.
Paul Drude t 208.
Eberhard, Spektr. Unters, d. Terbium-
präparate 137.
Effektkohlen, Struktur der Banden der — ,
Rösch 384.
Elektrizitätsleitung in belichtetem Jod-
silber, Scholl 1.
: Entwicklungspapiere, Tonungsverfahren,
Sedlac/ek dOO*.
Farbendreieck, Projektion, Seddig 117.
Farbenphotographie nach Lippmann, Leh-
mann 334*.
Funkenlinien, angebl. Verschiebung, Keller
209.
Gelatine, Gerbung b. Entw., LumieTe u.
Scyewetz 122. — durch Oxydations-
prod. d. Phenole, Lumiere u. Seyewetz
251. — Wirkung d. Alaune u. Tonerde-
salze auf — , Lumiere u. Seyewetz 360.
Geißlerrohrspektrum von Antimon, Her-
pertz 185.
Gleichen, Photographische Optik 438*.
Gleichgewichte,photochemische,Trautz 1 60.
Goldberg, Kinetik photochemischer Rc-
61.
Helmholtz- Newtonsches Farbendreieck,
Projektion, Seddig 1 1 7.
Henri, Chimie physique 334*.
Herpertz, Spektra von Arsen und Anti-
mon 185.
Hertzsprung, opt. Stärke d. Strahlung
d. schwarzen K. und minim. Licht-
äquivalent 43. — zeitl. Abnahme d.
Dämmerungslichts 109.
Jodoform, Lichtzersetzung, SzilArd 127.
Jodsilber, Elektrizitätsleitung in belich-
tetem — , Scholl 1.
Kathodenstrahlen, Lenard 438*.
Kearton, Ch. u. R., Ticrleben in freier
Natur 55*.
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Keller, Die angebl. Verschiebung der
Funkenlinien 209.
Kicsclgallerte mit Bromsilber, Schaum und
Schloemann 197.
Kinetik photochemischer Reaktionen,
Goldberg 61.
Kopierende Schichten ohne lösl. Silber-
salze, Lumiere 249.
Kühne, Bandcnsp. d. Bor. 173.
Kupferhaloide , Bandenspektra, Derichs-
weiler 401.
Lehmann, Lippmanns Methode der
Farbenphotographie 334*.
Lenard, Kathodenstrahlen 438*.
Licht, Zers. des Jodoforms durch — ,
Szilard 127.
Lichtäquivalent, minimales,Hcrtzsprung43.
Lichtbogen, Spektr. Unters., Beckmann 335.
Lichtwirkung, eine neue — , Alcfeld 364.
Lippmannschc Meth. d. Farbenphot.,
Lehmann 334*.
Löwe, Meßmikroskop 204.
Lohraeyer, Bandenspektren der Qucck-
silberhaloidc 367.
Lorentz, Lehrb. d. Physik 206*.
Lumiere, A. u. L., Direktkopierende
Schichten ohne lösl. Silbersalze 24«). —
Resume des travaux 1887 — 1906*.
Lumiere und Seyewetz, Zusammens.
d. unlösl. Dichromat gelatine 120. —
Gerbung d. Gelatine bei d. Entwicklung
122. — durch Oxydprod. der Phenole
251. — Die Wirkung der Alaune und
Tonerdesalze auf die Gelatine 360.
Martin, Objektivbrennweite und Per-
spektive 114.
Meerwarth, phot. Naturstudien 54*.
Meßmikroskop, Löwe 204.
Mikroskop z. Messen v. Negativen, Löwe
204.
Naturstudien, photogr., Meerwarth 54*.
Neodym, Bogenspektrum, Bertram 16.
Newton - Helmholtzsches Farbendreieck,
Projektion, Seddig 117.
Objektivbrennweite u. Perspektive, Martin
114.
Objektivkunde , photographische , Urban
438*.
0 1 m s t e d , Bandenspektra nahe verwandter
Verbindungen 253. 293.
Optik, pbolographische. Gleichen 438*.
Papiere ohne lösl. Silbersalze, Lumiere 249.
Perspektive u. Objektivbrennweite, Martin
lt 4 .
Photochemische Gleichgewichte und Re-
aktionen, Trautz 160.
Photochemische Reaktionen, Kinetik,
Goldberg 61.
Photochemische Verzögerung, Trautz 351.
Photographie, Liebhaber-, Schwier 108*.
Photographische Optik, Gleichen 438V
— Objektivkunde, Urban 438*.
Praseodym, Bogenspektrum, Bertram 16.
Pyrogallol, Gerbung durch — , Lumierc-
* Seyewetz 122.
Quecksilberhaloide, Bandenspektren, Loh-
meyer 367.
Reaktionen, photochemische, Kinetik,
(ioldberg 61.
Reaktionen, photochemische, Trautz 160.
Rösch, Struktur der Banden d. Effckt-
kohlen u. d. Baryumfluorids 384.
Schaum u. Schloemann, Bromsilber-
kieselgallerte 197.
Schloemann u. Schaum, Bromsilber-
kieselgallertc 197.
Schmidt, Stereoskopie 417.
Scholl, Elektrizitätslcitung in belichtetem
Jodsilber 1.
Schwarzer Körper, Strahlung, Hertzsprung
43- .
Schwier, Liebhaber-Photographie 108*.
Seddig, Projektion des Ncwton-Hclm-
holtzschen Farbendreiecks 117.
Sedlaczek, Tonungs verfahren von Ent-
wicklungspapieren 400*.
Seyewetz und Lumiere, Bichroraat-
gelatine 120. — Gerbung d. Gelatine
bei d. Entw. 12 2. — durch Oxyd. d.
Phenole 257. — Wirkg. d. Alaune u.
Tonerdesalze auf Gelatine 360.
Spektra von Neodym, Praseodym, Bertram
16. — Terbium, Eberhard 137. — Bor,
Kühne 1 73. — Arsen, Antimon. Herpertz
185. — nahe verwandter Verb., Olm-
sted 253. 293. — des galv. Licht-
bogens, Beckmann 335. — der Queck-
silberhaloide 367. — der Kupferhaloide,
Derichsweiler 401.
Spektrophotographie schwacher Licht-
erscheinungen, Schaum 254.
Staeble, Brenn Weitenbestimmung 394.
Stereoskopbild er vom Sternhimmel, Wolf
400».
Strahlung des schwarzen Körpers, Hertz-
sprung 43.
Szilärd, Lichtzers. d. Jodoforms 127.
— Uranylsüberchromat 350.
Terbiumpräp., Spektr. Unters., Eberhard
«37-
Tierleben in freier Natur, Kearton 55*.
Tonerdesalze, Wirkg. auf Gel., Lumierc
u. Seyewetz 360.
Tonungsverfahren von Entwicklungspapie-
ren, Sedlaczek 400*.
Trautz, Photochcmischc Gleichgewichte
160. — Photochemische Verzögerung
351.
Uranylsüberchromat, Szilard 350,
Urbain, Spektr. Unters, d. Terbiumpräp.
des Dr. — , Eberhard 137.
Urban, Objektivkunde 438*.
Verbindungen, Bandensp. nahe verw. — ,
Olmsted 253, 293.
Verbindungsspeklrcn , Gesetzmäßigkeiten,
Derichsweiler 401.
Verschiebung (angebt.) der Funkenlinien,
Keller 209.
Verzögerung, photochcmischc, Trautz 351.
Wolf. Stereoskopbilder v. Sternhimmel
4 oo\
Zeitschrift für wffienfchciftHche Photographie,
PhofophyHk und Photochemie
IV. Band. 1906. Heft 1 u. 2.
Ober die Elektrizitätsleitung in belichtetem Jodsilber. 1 )
Von Hermann Scholl.
1. Schon seit langem sind die Beobachtungen von Becquerel*)
bekannt, wonach eine mit Chlor-, Brom- oder Jodsilber bedeckte
Platinplatte, in angesäuertes Wasser oder in Lösungen der ent-
sprechenden Alkalihaloide getaucht, beim Belichten der Silberhaloid-
schicht ihr Potential gegen die Flüssigkeit nach der positiven Seite
verschiebt. Zwei Wege bieten sich zur Erklärung dieser „Be-
1 icht u n gspotentiale. "
Zunächst kann es sich um Potentiale handeln, die sich an un-
angreifbaren Metallelektroden in Oxydations-Reduktionsmittellösungen
einstellen. Erwiesenermaßen erleiden ja AgCl und AgBr im Licht
Zersetzungen, wobei die freien Halogene auftreten; diese müssen
also, nachdem sie durch Diffusion durch die Silberhaloidschicht hin-
durch an die darunter befindliche Platinfläche gelangt sind, das
Potential der letzteren gegen den umgebenden Elektrolyten erhöhen.
Aber bei Jodsilberelektroden stößt diese Erklärung auf Schwierig-
keiten; denn es hat sich nicht feststellen lassen, daß AgJ beim Be-
lichten freies Jod abspaltet. Nach früheren Versuchen 3 ) finden die
Veränderungen, die trockenes AgJ im Licht erfährt, nicht in ge-
ringerem, sondern in viel stärkerem Maße statt, wenn die Belichtung
in joddampfhaltiger Atmosphäre geschieht; daraus ist zu schließen,
daß freies Jod nicht Produkt der beobachtbaren Lichtreaktion sein kann.
Die Versuche von Arrhenius, 4 ) die eine beträchtliche Zunahme
des elektrischen Leitvermögens von Chlor-, Brom- und Jodsilber
beim Belichten ergaben, bieten eine andere Erklärung für die Be-
obachtungen Becquerels. Denn die erwähnten Versuche beweisen
die Erzeugung neuer Ionen im Licht; die Konzentration dieser
Ionen muß, der starken Absorption halber, die das wirksame Licht
in der Silberhaloidschicht erfährt, am größten sein an der Be-
rührungsfläche Silberhaloid - Flüssigkeit und von hier aus sowohl
ZeitMhr. f. wi*s. Phot. 4. I
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2
Scholl.
gegen die Platinunterlage hin als auch in die Flüssigkeit hinein ab-
nehmen. Somit werden zwei DifTusionspotentiale auftreten, deren
Differenz eine Verschiebung des Potentialunterschiedes Platin-Flüssig-
keit herbeiführen muß.
Bei Chlor- und Bromsilberelektroden ist, wie schon bemerkt,
an dem Auftreten der erwähnten Oxydationspotentiale nicht zu
zweifeln; aber auch für Jodsilberelektroden gelang deren Nachweis.
In einen kleinen, mit h/ ioo KJ-Lösung gefüllten Glastrog tauchte
eine blanke Platinelektrode, deren Potential gegen die Flüssigkeit
mit Hilfe einer geeigneten unpolarisierbaren Hilfselektrode gemessen
werden konnte. Solche Messungen wurden nun bei intensiver Be-
lichtung des ganzen Troges angestellt, und zwar einmal wenn die
Flüssigkeit kein festes Jodsilber enthielt, sodann nachdem in die
Lösung eine mit feststehender Jodsilberschicht überzogene Glasplatte
eingesenkt war. Beide Male stieg das Potential der Platinelektrode
bei Belichtung nahezu linear an, im ersten Falle aber langsam, im
zweiten sehr viel schneller und höher. Bei der benutzten Anordnung
gelangte zweifellos nur das Oxydationspotential der Lösung zur Be-
obachtung; dieses also steigt beim Belichten des festen Jodsilbers.
Am wahrscheinlichsten ist da wohl die Annahme, daß bei der Be-
strahlung von Jodsilber freies Jod in die umgebende Flüssigkeit
hineintritt. Diese Annahme steht nicht im Widerspruch zu den
oben erwähnten früheren Versuchen; denn dort handelte es sich um
reines trockenes Jodsilber, hier um feuchtes.
Sind somit auch beim Jodsilber die an Becqu er eischen Platten
beobachteten Belichtungspotentiale wenigstens teilweise als Oxydations-
potentiale anzusehen, so ist damit natürlich noch nicht der Nachweis
geliefert, daß Diffusionspotentiale nicht zur Mitwirkung kommen.
Die Frage nach der Existenz dieser letzteren bei Belichtung von
Jodsilberschichten ist einwandfrei zu entscheiden, wenn es gelingt,
Oxydationspotentiale prinzipiell auszuschließen, also Metalle, bezw.
metallisch leitende Körper ganz zu vermeiden. Denn nach den
heutigen Anschauungen über die Natur des metallischen Leitver-
mögens wird man den Grund dafür, daß Oxydationspotentiale sich an
den in dieOxydations-Keduktionsmittellösung eintauchenden unangreif-
baren Metallelektroden einstellen, eben in der Anwesenheit freier
Elektronen im Metall suchen dürfen, also z. B. für die Jodelektrode
in der Möglichkeit des reversiblen Vorgangs J 2 -f 2( — )= 2j'.
Es wurde deshalb versucht, Jodsilber in Form fester Plättchen
zu erhalten und diese als Membranen zwischen zwei im übrigen
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L'Ur du Eleklrizüätsleitung in belichtetem Jodsilber. 3
voneinander isolierten Flüssigkeitsmassen zu benutzen, deren
Potentialdifferenz beim Belichten der Jodsilbermembran zu verfolgen
war. Solche feste Jodsilberplättchen ließen sich auf zweierlei Weise
gewinnen. Einmal durch andauernde anodische Polarisierung eines
Silberblechs in Jodkalilösung, die mit Jodsilber gesättigt war; nach
mehreren Stunden konnte das Jodsilber in einem mehrere Quadrat-
zentimeter großen Stück leicht mit scharfem Messer vom Silberblech
abgehoben werden. Sodann auch durch gänzliche Überführung
von dünnem Silberblech in Jodsilber durch Einwirkung von Jod-
dampf. Beide Verfahren 5 ) lieferten hellgelbe, undurchsichtige, aber
durchscheinende, etwa 0,1—0,3 mm dicke Täfelchen von 2—3 qcm
Größe. Diese Täfelchen wurden auf das Loch einer in der Mitte
durchbohrten dicken Spiegelglasplatte aufgekittet, an welche dann
beiderseits mit abgeschliffenen Rändern Glaszylinder angesetzt werden
konnten, die an den Enden mit Spiegelglasplatten zu verschließen
waren. Die in beide Hälften des so gebildeten Doppeltrogs ein-
gegossene Flüssigkeit, meist n / 100 KJ-Lösung, diente als durch-
sichtige Zuleitung zur Jodsilbermembran und vermittelte deren Kon-
takt mit zwei unpolarisierbaren Elektroden für die Potentialmessungen,
mit zwei Platinelcktroden für die Messung des Membranwiderstandes.
Fiel nun das Licht einer Bogenlampe auf die Jodsilbermembran,
so zeigten die beiden Potentialelektroden sofort eine elektrometrisch
meßbare Potentialdifferenz: die dunkle Seite des Jodsilbers war gegen
die belichtete um nahe '/so ^ gestiegen. Gleichzeitig hatte der
Widerstand des Membran um ein Erhebliches abgenommen. Nach
Verdunklung verschwanden die bei Belichtung aufgetretenen Ver-
änderungen alsbald: die beiderseitigen Potentiale wurden wieder
einander gleich und der Widerstand stieg auf den früheren Dunkelwert.
2. Man hat es also hier zweifellos mit Vorgängen zu tun, die
zu den oben skizzierten Diffusionspotentialen fuhren. Aber noch
zwei Fragen sind zu entscheiden. Zunächst: welches Medium über-
nimmt im Innern der Jodsilbermembran die Elektrizitätsleitung r
Die verwendeten Membranen waren ausnahmslos trüb, also optisch
inhomogen. Diskontinuitäten des Brechungsindex zeigen solche des
Stoffes an; es liegt also die Vermutung nahe, daß in die kapillaren
Sprünge, von welchen die ganze Jodsilbermasse durchsetzt zu denken
ist, die Flüssigkeit eindringt und daß diese, nicht das feste Jodsilber,
die Leitung übernimmt Steigert sich nun bei Belichtung die Kon-
zentration irgendwelcher in der Konzentration vorhandener Ionen,
so wird der Membranwiderstand sinken. Die Potentialänderungen
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4
würden allerdings auf Grund der geschilderten Erwägung nur ver-
ständlich erscheinen, wenn man die Ionenbeweglichkeit in sehr engen
Kapillaren als verschieden von der in der freien Flüssigkeit be-
stehenden annimmt. Hierüber ist einstweilen noch wenig bekannt;
die Möglichkeit ist aber vorläufig nicht abzustreiten. Wenn indes
dieses Auffassung richtig wäre, dann müßte offenbar in unserem Fall
die Weite der Kapillaren von ganz bestimmendem Einfluß auf das
Quantitative der Erscheinungen sein; es würde dann zu erwarten
sein, daß bei verschiedenen Membranen, zumal solchen, die nach
verschiedenem Verfahren, etwa durch elektrolytische und durch
Dampfjodierung hergestellt sind, das Verhältnis zwischen Potential-
und Widerstandsänderung ganz verschieden sich ergäbe. Das ist
aber keineswegs der Fall, vielmehr zeigt sich dieses Verhältnis als
so konstant, daß man unmöglich ein so variables Moment, wie es
doch die Kapillarweite sein würde, als maßgebenden Faktor be-
trachten kann. Der Einfluß der Kapillaren ist also verschwindend,
d. h. es kommt im Innern der Membran dem festen Jodsilber die
Rolle des Elektrolyten zu. Man hat sich also das Jodsilber als ein
mit dissoziierender Kraft ausgerüstetes Lösungsmittel zu denken, in
dem Ionen merkliche Beweglichkeiten besitzen.
Und weiter: welches ist das Medium, in welchem das Licht
neue Elektrizitätsträger erzeugt? Völlige Übereinstimmung zwischen
der spektralen Empfindlichkeitskurve für die in Rede stehenden
Erscheinungen mit der Kurve des Absorptionsvermögens von Jod-
silber beweist, daß eben die Belichtung des Jodsilbers wesentlich
ist, daß also nicht in der freien Flüssigkeit durch Bestrahlung neue
Ionen entstehen, die, indem sie in die Jodsilbermembran hinein-
dirTundieren, die beobachteten Potential- und Widerstandsänderungen
hervorbringen könnten. Aber es wäre noch denkbar, daß die
elektrisch neutralen Zersetzungsprodukte des belichteten Jodsilbers,
etwa das freie Jod, mit dem Wasser oder dem gelösten Salz derart
reagieren, daß neue Ionen gebildet werden; dann würden diese ja
von der belichteten Jodsilberoberfläche, an der sie entstehen, in die
freie Flüssigkeit wie in die Membran hineindifmndieren und so Er-
scheinungen von der Art der tatsächlich beobachteten hervorrufen.
Mit dieser Auffassung ist indes nicht zu vereinen die außerordentlich
schnelle Einstellung des Widerstandes bei plötzlicher Belichtungs-
änderung; später zu beschreibende Versuche lassen erkennen, daß
bei Verdunklung der Membran bereits nach weniger als ^ioo Sekunde
der definitive Dunkelwiderstand erreicht ist. Das deutet darauf hin,
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Über die EUktrizitätsleitung in belichtetem Jodstiber.
5
daß die „Lichtionen" überhaupt nur bei Belichtung des Jodsilbers
existenzfähig sind und bei Verdunklung sofort verschwinden. Es
muß also ein Vorgang angenommen werden, der bei Belichtung
des Jodsilbers unmittelbar Ionen erzeugt; als Sitz dieses Vorgangs
hat man das vom Licht erreichte Innere des festen Jodsilbers selbst
anzusehen.
3. Die durch Bestrahlung erzielte Potential- und Widerstands-
änderung, also die photoelektrische Empfindlichkeit der Membran,
ist natürlich abhängig von der Farbe des einwirkenden Lichts. Groß
ist sie für das stark absorbierbare violette Licht, von 430 ufi nach
kürzeren Wellen hin, während sie für das wenig absorbierte länger-
wellige Licht fast unmerklich ist, wenn nicht kurz vorher eine
Violettbestrahlung stattgefunden hat. Einwirkung violetten Lichts indes
erhöht die photoelektrische Empfindlichkeit der Membran gegen
langwelliges Licht ganz bedeutend; durch halbstündige Violett-
bestrahlung (elektrisches Bogenlicht) konnte z. B. Zunahme der Grün-
empfindlichkeit auf etwa das 1 5 fache beobachtet werden. Diese er-
höhte Empfindlichkeit der Membran für das längerwellige Licht ist
aber nicht beständig, sie verschwindet im Dunkeln spontan, im
langwelligen Licht mit beschleunigter Geschwindigkeit derart, daß
nach mehr oder weniger langer Zeit der ursprüngliche Empfindlich-
keitsgrad der Platte, wie er vor aller Belichtung bestand, erreicht
wird. Diese und andere Tatsachen, derctwegen auf die zitierte aus-
führliche Abhandlung verwiesen sein mag, finden ihre einfachste
Erklärung in der Annahme, daß im violetten Licht im Innern des
Jodsilbers ein neuer, nur gegen langwelliges Licht photoelcktrisch
sehr empfindlicher Stoff gebildet werde, der schon spontan im
Dunkeln, schneller in den Farben, gegen die er empfindlich ist,
zerfällt unter Bildung der Ausgangsprodukte.
Während sonach die Rot-, Grün- und Blau-Empfindlichkeit ganz
wesentlich modifiziert wird durch irgendwelche vorhergehende Be-
lichtung, ist das bezüglich der Violettempfindlichkeit nicht der Fall ; diese
erwies sich stets unabhängig von aller Vorbestrahlung. Das Quanti-
tative des Vorgangs ist daher für die Einwirkung violetten Lichts
wesentlich leichter festzustellen, als für die der übrigen Farben; da-
her soll im folgenden nur die Violettempfindlichkeit näherer Be-
trachtung unterzogen werden. Zwar ist die zahlenmäßige Feststellung
der reinen Violettwirkung nicht ganz sicher, weil es mir nicht gelang,
ein Lichtfilter zu finden, das ausreichend durchlässig ist für die
violette Strahlung und dabei doch alles längerwellige Licht völlig
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Scholl.
absorbiert. Vielmehr mußte ich Farbgläser benutzen, durch die
noch etwas von dem im Jodsilber bereits schwach absorbierten
Dunkelblau hindurchging; und die dieser Strahlung entsprechende
Empfindlichkeit wurde bereits merklich beeinflußt durch violette
Vorbelichtung. Aber der Anteil an der Gesamtempfindlichkeit,
welcher diesem schwächer absorbierten Licht zukommt, ließ sich
für sich feststellen und von der Gesamtempfindlichkeit abziehen, so
daß dann Zahlen resultierten, welche nahe die reine Violettwirkung
darstellen müssen.
4. Welcher Art sind nun die Elektrizitätsträger, die im violett
belichteten Jodsilber neu entstehen? Zunächst erscheint es am
plausibelsten, die Dissoziation des Jodsilbers selbst in Ag' und J'
anzunehmen. Wenn es sich aber tatsächlich um eine solche handelt,
dann muß offenbar, da ja, dieser Annahme gemäß, die Konzentration
der Ag- und J- Ionen im belichteten Jodsilber größer ist als im
dunkeln, die Konzentration eben dieser Ionen in der Flüssigkeit,
die mit belichtetem Jodsilber im Gleichgewicht ist, entsprechend
größer sein als für diejenige Lösung, die in bezug auf dunkles Jod-
silber gesättigt ist; das Löslichkeitsprodukt des Jodsilbers muß also
durch Belichtung steigen. Dieser Schluß kann einer experimentellen
Prüfung unterworfen werden; man hat die durch dieselbe violette
Strahlung herbeigeführte Zunahme einerseits des Leitvermögens von
festem Jodsilber, andererseits seiner Löslichkeit miteinander zu ver-
gleichen. Messungen der ersten Art wurden angestellt an dünnen,
auf Glasplatten niedergeschlagenen und mit geeigneten Platinelek-
troden versehenen Jodsilberschichten, die, damit sie unter möglichst
denselben Bedingungen ständen wie bei den sogleich zu beschreiben-
den Versuchen über Löslichkcitsänderung, längere Zeit in Wasser
gestanden hatten, dann oberflächlich abgetrocknet und schnell in
einen Trog eingehängt wurden, dessen Luft mit Wasserdampf ge-
sättigt war. Diese Schichten erhöhten, wenn von violettem Licht
getroffen, sofort ihr Leitvermögen; und zwar ermittelte sich diese
Zunahme für die violette Strahlung einer kräftigen Schuckert-
schen Projektionslampe, nach Berücksichtigung des durch die ad-
härierende Wasserhaut bedingten Nebenschlusses zu etwa dem
40 — 50 fachen des Dunkelleitvermögens solchen wasserdurchtränkten
Jodsilbers. — Andererseits wurde der Nachweis einer etwaigen
Löslichkeitsanderung auf dem folgenden Wege versucht. Wenn die
Konzentration der Ag- und J- Ionen in der Flüssigkeit an einer
violett belichteten Oberfläche des Jodsilbers größer ist als an einer
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dunkel gehaltenen, so müssen von einer auf Glas niedergeschlagenen
Jodsilberschicht, die, in Wasser oder verdünnte KJ-Lösung tauchend,
zur Hälfte violett bestrahlt wird, die belichteten Stellen dünner, die
dunklen dicker werden, weil von jenen zu diesen, entsprechend den
Unterschieden des osmotischen Drucks, ein Überdestillieren des ge-
lösten Jodsilbers stattfindet. Eine solche Dickenänderung müßte
erkennbar werden durch die Verschiedenheit der Interferenzfarben
beider Plattenhälften, noch genauer durch Verschiebung der
Interferenzstreifen im Spektrum des von beiden Hälften reflektierten
Lichts. Eine solche Veränderung war aber nicht nachweisbar, auch
dann nicht, wenn das violette Licht der Bogenlampe eine Stunde
lang eingewirkt hatte auf eine Jodsilberschicht, die in 1 /j norm -
KJ-Lösung stand. Nimmt man an, daß nach dieser Zeit die neue
Gleichgewichtskonzentration wenigstens für eine Flüssigkeitsschicht
von einigen Millimetern sich eingestellt hat, so kann man aus der
bekannten Jodsilbcrmenge, welche in der genannten Lösung, natür-
lich größtenteils in Form des komplexen Salzes, enthalten ist, sowie
aus der Genauigkeit, mit der eine etwaige Verschiebung der Inter-
ferenzstreifen sich feststellen lassen würde, einen oberen Grenzwert
für die Löslichkeitszunahme ermitteln. Auf diese Weise ergab sich,
daß die Löslichkeit des intensiv violett belichteten Jodsilbers, wenn
überhaupt, dann höchstens 15 — 2O°/ 0 größer ist als die des dunkeln
Salzes.
Die Änderungen, welche Leitfähigkeit und Löslichkeit des Jod-
silbers durch violette Belichtung erfahren, gehen also auch nicht
entfernt einander parallel; erstere nimmt sicher außerordentlich viel
starker zu, als es möglicherweise letztere tut. Damit ist aber die
Annahme, daß die Leitfähigkeitsvergrößerung im violetten Licht
einer elektrolytischen Dissoziation des AgJ selbst zuzuschreiben sei,
unhaltbar geworden. Von weiteren Möglichkeiten wäre dann die
ins Auge zu fassen, daß die im Jodsilber gelösten Stoffe, also das
Wasser oder die in ihm enthaltenen Salze, die „Lichtionen" liefern;
es müßte dann also im Licht das Gleichgewicht zwischen dis-
soziierten! und undissoziiertem Anteil dieser Stoffe zugunsten des
ersteren verschoben werden, d. h. in bezug auf das Gelöste die dis-
soziierende Kraft des Losungsmittels zunehmen. Aber auch diese
Annahme ist unbefriedigend; denn nach dem, was man über die
dissoziierende Kraft von Lösungsmitteln weiß, ist es wahrscheinlich,
daß sich dieselbe nicht nur bezüglich etwaiger gelöster Stoffe, son-
dern auch des Lösungsmittels selbst äußerst; "ein Lösungsmittel, in
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Scholl.
welchem gelöste Körper stark dissoziiert sind, pflegt auch selbst
merklich elektrolytisch zerfallen zu sein. Somit ist, da eine der
Leitfähigkeitsvergrößerung entsprechende Zunahme der elektrolyti-
schen Spaltung des Jodsilbers selbst sicher nicht vorliegt, auch eine
solche für die im Jodsilber gelösten Stoffe nicht anzunehmen.
5. Die im violetten Licht auftretenden Elektrizitätsträger ent-
stehen also wahrscheinlich nicht durch elektrolytische Spaltung des
Jodsilbers selbst oder der in ihm gelösten Stoffe; dann aber ist es
überhaupt unwahrscheinlich, daß sie gewöhnliche elektrolytische
Ionen seien. Und in der Tat fuhrt der im weiteren skizzierte Ver-
such, die Beweglichkeit der Lichtionen zu ermitteln, unter der An-
nahme, daß es sich um elektrolytische Ionen handele, zu ganz un-
wahrscheinlichen Resultaten. Die nun zu erörternden Betrachtungen
gehen von der folgenden Tatsache aus. Es zeigt sich, daß eine
Jodsilbermembran, die in der früher beschriebenen Weise zwischen
zwei als durchsichtige Zuleitungen dienende Flüssigkeitsmassen ein-
geschaltet ist, bei einseitiger violetter Belichtung ihren Widerstand
auffallend stark vermindert; aus dem bekannten Absorptions-
koeffizienten des Jodsilbers für die wirksame violette Strahlung er-
gibt sich, daß die Lichtstärke in einer Tiefe der Membran, wo das
Leitvermögen sicher noch sehr stark durch Belichtung erhöht wird,
nur noch das ca. io-«°fache der anfänglichen Intensität beträgt. Daß
aber so schwache Belichtung noch irgend nachweisbaren Einfluß
auf das Leitvermögen ausüben könnte, ist natürlich ausgeschlossen ;
man wird so zu dem Schluß gedrängt, daß die widerstandsver-
mindernde Wirkung des Lichts viel tiefer eindringe als dieses selbst.
Und dieser Schluß findet vollauf Bestätigung. Wäre nämlich das
Leitvermögen allenthalben nur durch die lokale Lichtstärke bedingt,
dann müßte Einschalten einer sehr dünnen, auf Glas niedergeschlagenen
Jodsilberschicht in den Gang des violetten Strahlenbündels, welches
auf die Jodsilbermembran einwirkt, die an letzterer infolge der Be-
lichtung beobachtete Widerstandsabnahme zwar vermindern, aber
diese Verminderung dürfte höchstens einen Betrag haben, der zum
Gesamtwiderstand in demselben Verhältnis steht, wie die Dicke des
vorgeschalteten Jodsilbers zur Dicke der Membran. Denn unter der
genannten Voraussetzung würde Einschieben des Jodsilberfilters, das
ja 6 ) die Kurve der Lichtstärke im Innern der Membran eben um
die Dicke des Filters verschiebt, gleichzeitig die Leitfahigkeitskurve
nur verschieben um denselben Betrag. Es muß also dann eine
Schicht der Membran von der Dicke des vorgeschalteten Jodsilber-
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i Ii Ii
Uber die ElektrizitätsUittmg in belichtetem Jodsilher.
9
Alters aus dem belichteten in den dunklen Zustand übergehen und
damit eine Widerstandsänderung des Ganzen auftreten, die den oben-
genannten Höchstbetrag nur dann erreichen kann, wenn das Leit-
vermögen der belichteten Schicht unendlich groß wird gegen das
Dunkclleitvermögen, im andern Fall aber noch geringer bleibt.
Solche Versuche zeigten nun aber stets, daß die beobachtete Wider-
standsänderung außerordentlich viel — bei geringen Dicken des
vorgeschalteten Jodsilberfilters z. B. bis zu 30 mal — größer war,
als sie nach den obigen Überlegungen hätte sein dürfen; das be-
deutet offenbar, daß die genannte Voraussetzung eben nicht richtig
ist, daß also das Leitvermögen nicht allenthalben durch die lokale
Lichtstärke allein gegeben ist, sondern daß die Lichtionen vom Ort
ihrer Entstehung in das Innere der Jodsilbermembran hineindiffun-
dieren und bis zu ihrer Neutralisation merkliche Wege zurücklegen
und so in weit bedeutendere Tiefen gelangen, als sie vom Licht
selbst erreicht werden. Es ist deshalb die vereinfachende Annahme
gerechtfertigt, daß die Bildung der Ionen durch violette Bestrahlung
nur stattfinde in einer unendlich dünnen Oberflächenschicht der
Jodsilbermembran, und daß von hier nach tiefer gelegenen Schichten
hin die Konzentration abnehme nach einem Gesetz, das nur die
Diffusionsgeschwindigkeit der Ionen sowie die Schnelligkeit, mit der
dieselben neutralisiert werden (Rckombinationsgeschwindigkeit), be-
rücksichtigt.
Macht man nun über die Natur des elektrolytischen Spaltungs-
vorgangs die einfachste Annahme, nämlich daß sie binären Charakter
habe und je ein einwertiges Anion und Kation liefere, ferner, daß
die im Licht auftretenden Ionen nicht bereits in der dunkeln
Membran vorhanden sind, 7 ) so ist es leicht, die Art der Verteilung
des Leitvermögens anzugeben. Die Äquivalentkonzentration c der
Lichtionen ist offenbar Funktion der Zeit / und der zur IMatten-
oberfläche senkrechten Richtung .v Die während der Zeit dt in
einem Volumelement auftretende Konzentrationszunahme de re-
d 1 c-
sultiert aus dem Diffusionsanteil D . % dt, wo D die Diffusionskon-
stante des Ionenpaares, und dem Rekombinationsanteil — ac 2 d t, wo
a die Rekombinationskonstante ist. Somit gilt die Differential-
gleichung: Bc d t c
Setzt man mit Nernst 8 ) für die Diffusionskonstante D, bezogen
auf die Sekunde,
10
Sfhnll.
D = 5,2 . io 7 , ,
wo « und v die Beweglichkeiten von Anion und Kation sind, und
berücksichtigt, daß
UV - U + V , « + V
^ , also etwa = o , wo o = i ,
so wird D = 1,30. io -7 .« J, wo /l = « + 1/ = Äquivalentleitver-
mögen. Multipliziert man die obigen Differentialgleichungen mit A
und setzt A c = 'A. = spezifisches Leitvermögen, so entsteht:
»i-.jo.io-'p^-.'l«
Zur Ermittlung der hauptsächlich interessierenden Größe
^ = « + v werde diese Gleichung auf bestimmte Fälle angewandt.
d i
Zunächst auf den stationären Belichtungszustand, für welchen & ( = o.
Dabei gelten dann die Grenzbedingungen X = A 0 für x = o und
/ = o, sowie j^ = o für x = 00. Diesem System wird genügt durch
die Funktion:
1 = (r+7r*) •
worin r — |/A 0 und ^ = j/* ^ f . A 0 , also auch r, kann man
entnehmen aus bereits obenerwähnten Versuchen über die im violetten
Licht stattfindende Widerstandsänderung von Jodsilberschichten,
die auf Glasplatten niedergeschlagen sind und die Verbindung
zwischen Platinelektroden, die an den Enden dieser Glasplatten
sitzen, herstellen. Sind die Jodsilberschichten ausreichend dünn,
dann darf die Lichtstärke als überall konstant angesehen werden;
andernfalls ist es leicht, eine Korrektion wegen der Abnahme der
Lichtionenkonzentration nach der Tiefe anzubringen. So ergibt sich
r = 8,7 . io -s Ohm -1 /» cm Um nun noch das in der letzten
Gleichung vorkommende q zahlenmäßig zu bestimmen, braucht man
nur die im violetten Licht stattfindende Widerstandsänderung der
dickeren Jodsilbermembran, die in beschriebener Weise zwischen
durchsichtige Flüssigkeitszuleitungen eingeschlossen ist, zu ermitteln.
Denn das gesamte Leitvermögen an irgendeiner Stelle setzt sich
zusammen aus dem Anteil /, der von den auch im Dunkeln
beständigen Ionen herrührt, und dem durch die Lichtionen bc-
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Über die Elekbizitätsleitung in belichtetem Jodsilber. 1 1
dingten Wert )., ist also = (/ -f k). Somit ist der Dunkelwider-
* 6
stand H' d ~ j J_. J *- und der Helhviderstand ll' h = j ~ j^ l > wo
O 0
den Querschnitt, S die Dicke der Membran bedeutet. Setzt man
in lV h den Ausdruck für A ein und integriert, so ergibt sich die
experimentell bestimmbare, verhältnismäßige Widerstandsänderung
J W in Prozent des Dunkelwiderstandes:
J H = ioo „. * = , arc tg
Vi ,„ , J V/
(2 + yrr))
— arctg
9
Aus den Versuchsdaten A W = 3,3 °/ 0 , bei A = 0,030 cm,
/ = 5,3 . io~ a Ohm -1 cm" 1 folgt ^= 1,13.10®. Setzt man diesen
Wert in den Ausdruck für q ein, so folgt, mit p ^ 1 :
Zweitens möge die ursprüngliche Differentialgleichung angewandt
werden auf den Fall plötzlicher Verdunklung der Jodsilbermembran ;
und zwar werde nach der Geschwindigkeit gefragt, mit der der
Widerstand dem definitiven Dunkelwert zustrebt. Zunächst sei die
experimentelle Einrichtung beschrieben, die hier benutzt wurde.
Der Helichtungstrog mit der Jodsilbermembran war in üblicher
Weise in eine Wheatstonesche Hrückenanordnung eingebaut, die
zur Vermeidung der Polarisation von schnell kommutiertem Gleich-
strom, erhalten aus einer kleinen Akkumulatorenbatterie unter Ver-
mittlung eines rotierenden Stromwenders durchflössen wurde; im
Galvanometerkreis lag ein zweiter, mit dem ersten mechanisch fest
verbundener, also synchron laufender Stromwender, der den Strom
wechselnder Richtung in pulsierenden Gleichstrom zurückverwandelte,
welcher dann in einem Galvanometer gewöhnlicher Art gemessen
werden konnte. Mittels einer rotierenden, mit sektorenformigen
Ausschnitten versehenen Pappscheibe wurde die Jodsilbermembran
intermittierend belichtet und durch einen auf der Pappscheibc be-
festigten, also synchron mit ihr umlaufenden Kontaktmacher der
Galvanometerkreis in geeigneten Augenblicken während ganz be-
stimmter Zeitdauer geschlossen. War nun vor die rotierende Papp-
scheibe ein undurchsichtiger Schirm eingeschoben, die Jodsilber-
membran also dauernd dunkel gehalten, so mußte natürlich, damit
das Galvanometer stromlos wurde, der Schleifkontakt auf dem
Hrückendraht entsprechend dem Dunkelwiderstand der Membran
12
Scholl
eingestellt werden. Und wenn dann der Schirm entfernt wurde, so
ließ sich aus dem dabei beobachteten Galvanometerausschlag der
mittlere Widerstand W m während der Kontaktdauer berechnen, so-
bald noch bekannt war, welche Einstellungsänderung das Galvano-
riieter zeigte, wenn, nach Wiedereinschieben des Schirmes, der
Schleifkontakt auf dem Brückendraht um ein bestimmtes Stück
verschoben wurde. Dabei ergab sich, daß bei Entfernen des Schirmes
ein Ausschlag des Galvanometers niemals zu erkennen war, wenn
der Galvanometerkreis in eben dem Augenblick geschlossen wurde,
in welchem die Verdunklung der Membran begann, daß also die
Annäherung an den Dunkelwiderstand lV d so schnell geschieht, daß
der mittlere Widerstand IV während der kurzen Zeit r unmittelbar
Vi
nach Verdunklung schon nicht mehr merklich von W A abweicht.
Allerdings ist durch die bei diesen Versuchen verwendeten Apparate
eine geringe Empfindlichkeit bedingt, und so läßt sich mit Sicher-
heit denn nur behaupten, daß {W A —WJ einen gewissen, eben
durch die Gesamtempfindlichkeit gegebenen Betrag nicht über-
schreitet; zu bezweifeln ist aber nicht, daß durch geeignetere Instru-
mente dieser obere Grenzwert sich ganz erheblich wird herabdrücken
lassen. Als vorläufiges Resultat möge angegeben werden:
ii~ — Q=*°>°7 6 bei r = 0,0167 Sekunden.
Hierin ist lV h wieder der Hellwiderstand der Membran; r ist aus
den Abmessungen und der Geschwindigkeit des Kontaktmachers
berechnet.
Um nun die Größe Q, für welche so ein oberer Grenzwert
bestimmt wurde, durch die in der ursprünglichen Differentialgleichung
vorkommenden Größen auszudrücken, wäre die vollständige Lösung
jener Gleichung zu suchen. Diese Aufgabe bietet aber erhebliche
mathematische Schwierigkeiten, die auf dem folgenden Wege um-
gangen werden können. Es werde der einfachere Fall behandelt,
daß bei konstanter Lichtstärke in der ganzen Membran die Kon-
zentration der Lichtionen und somit das von diesen herrührende
Leitvermögen X nur von der Zeit, nicht mehr vom Ort abhänge.
Dann verschwindet aus der ursprünglichen Differentialgleichung das
Diffusionsglied; das zu lösende System lautet dann:
d X a . 2
77 Ä k '
mit den Grenzbedingungen X = X a für / = 0 und ). = o für / = or.
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Über die EUktrizilätskitung in belichUtem Jodsilber. I 3
Dessen Integral ist:
X
1 + w
II
Ä
Schreibt man nun:
_ iv H - iv m _ ,?
und setzt für A obigen Ausdruck ein, so entsteht:
Führen wir hierin für A a denjenigen Wert von allen in der
violett bestrahlten Membran vorkommenden X- Werten ein, welcher
Q den kleinsten Betrag Q annehmen läßt, so wissen wir, daß das
wirklich für die ganze Membran gültige Q größer ist als das so
berechnete Q', daß somit für unsern Fall sicher die Ungleichung gilt:
Q < 0,076.
Nun wird dieses Minimum Q, wovon man sich durch Differenzieren
nach X t leicht überzeugt, erreicht für ein größtes X a , also für X a = A 0 ;
mithin ist:
. In 1 1 + - l ^° k ~ x J < 0,076 bei r = 0,0167 Sekunden.
Setzt man hierin die in früher beschriebener Weise ermittelten
Werte von / und X 0 ein, nämlich /=5,3.io -e , A 0 =I5O.jo -8
{natürlich für dieselbe Lichtstärke bestimmt), so entsteht:
~ > 6,2. io 8 .
Dieses in Verbindung mit dem bereits gefundenen:
2,5.10*,
liefert:
A > 2470.
Vergleicht man nun diesen Wert A = u -f- v > 2470 mit den
im gleichen Maß ausgedrückten, in wäßrigen Lösungen bestimmten
Werten für solche lonenpaare. an die vom Standpunkte unserer
14
Scholl.
Voraussetzungen am ehesten zu denken wäre, z.B. AgJ mit A = 122,
KJ mit A = 131, selbst H' + OH' mit A = 492 usw., berücksichtigt
man weiter, daß es sich hier, nur um einen unteren Grenzwert
handelt, der durch Wahl geeigneterer experimenteller Hilfsmittel
unzweifelhaft ganz bedeutend erhöht werden kann, so erkennt man,
daß den angenommenen elektrolytischen Ionen, die sich doch nach
früherem im festen Jodsilber bewegen, ganz außerordentlich viel
größere Beweglichkeiten zugeschrieben werden müßten, als sie in
wäßrigen Lösungen vorkommen. Das aber ist so unwahrscheinlich,
daß die Vermutung nicht abzuweisen ist, die Lichtionen seien über-
haupt nicht elektrolytischc Ionen, sondern Elektrizitätsträger von
ganz anderer, leichter beweglicher Art, also wohl freie Elektronen.
Diese Vorstellung würde besagen, daß feuchtes Jodsilber bei
violetter Bestrahlung metallisches Leitvermögen gewinnt. Das aber
kommt heute nicht überraschend. Denn eben dieses muß ja auch
bei Körpern stattfinden, die das Lenardsche Phänomen zeigen, da
die durch Lichtwirkung aus den Atomen losgelösten negativen
Elektronen eine endliche Zeit im Innern des Körpers verbleiben
müssen, ehe sie eventuell aus dessen Oberfläche austreten. Versuche
über etwaige Leitfähigkeitserhöhung ultraviolett bestrahlter, photo-
clektrisch empfindlicher Körper sind meines Wissens nur von
Bädekcr 0 ) angestellt worden, und zwar ohne Erfolg. Indes waren
die von ihm verwendeten Stoffe (Platin und Antimon) gute Leiter,
so daß eine geringe Abnahme des Widerstands sehr wohl unmerk-
lich sein konnte; Versuche mit photoelektrisch empfindlichen,
schwach leitenden Elektrolyten würden aussichtsreicher sein. Im
Prinzip ist jedenfalls die Leitfähigkeitserhöhung nicht zu bezweifeln.
Hinsichtlich des Leitvermögens verhält sich also, den oben ge-
wonnenen Anschauungen zufolge, violett belichtetes Jodsilber quali-
tativ nicht anders wie einer der zahlreichen photoelektrisch empfind-
lichen Elektrolyte im ultravioletten Licht; wird nun auch trocknes,
violett belichtetes Jodsilber den Lenard sehen Effekt /eigen? Das
muß davon abhängen, ob die Geschwindigkeit der negativen Elek-
tronen so groß ist, daß diese aus dem festen Stoff heraustreten
können. Versuche, die Herr Wilson im hiesigen Institut angestellt
hat und über die er demnächst berichten wird, haben ergeben, daß
das Lenardsche Phänomen am Jodsilber im violetten Licht durch-
aus nicht zu beobachten ist, während es im ultravioletten Licht recht
kräftig auftritt. Das besagt, daß die Geschwindigkeit der durch
violettes Licht losgelösten Elektronen gering, der durch ultraviolettes
Über die Elektrizitätsleitung in belichtetem Jodsilber.
15
Licht in Freiheit gesetzten aber bedeutend ist. Im Einklang hier-
mit findet Herr Wilson, daß die Leitfahigkeitsvergrößerung des
Jodsilbers bei violetter Bestrahlung bedeutend, bei ultravioletter
zwar noch merklich, aber sehr schwach ist; in der Tat muß gemäß
der Drud eschen Elektronentheorie das durch ein Elektron be-
wirkte elektrische Leitvermögen ceteris paribus um so kleiner sein,
je größer die Eigengeschwindigkeit des Elektrons, d. h. je kürzer
die Zeit ist, in der es seine freie VVeglänge durchläuft. Gerade die
Elektronen, die das Leitvermögen stark erhöhen, werden den
Lenardschen Effekt schwach zeigen, und umgekehrt Somit haben
wir es im violett belichteten Jodsilber mit Elektronen zu tun, denen
durchaus der Charakter des normalen Metallelektrons zukommt.
Literatur.
1) Vom Verf. auszugsweise mitgeteilt nach dem ausführt Aufsatz in Dr. Ann.
1«. p. 193 u 417. 1905.
2) E. Becquerel, La lumiere. 2. p. 121 ff. Paris 1868.
3) H. Scholl, Wied. Ann. 68. p. 149- 1899; Arth. f. wiss. Phot. J. p. 241. 1899.
4) S. Arrhcnius, Sitzungsber. der K. Akad. der Wiss. zu Wien, Mathem.-
naturwiss. Klasse 96. p. 83 1. 1 887.
5) Über das Einzelne der Herstcllungswcisen und besondere Eigenschaften der
Präparate vergleiche den ausführlichen Aufsatz in Dr. Ann. 16. p. 204 ff. 1905.
6) Der störende Einfluß des Reflexionsverlusls am Jndsilherfiller ist bei diesen
Versuchen dadurch beseitigt, daß das Jodsilberfilter ausgetauscht wird gegen einen
Glasplattcnsatz, der ebenso stark reflektiert, aber nicht merklich absorbiert.
7) Wäre das wohl der Fall, so würde das Problem noch mehr Unbekannte
enthalten und nicht mehr lösbar sein. Mit Rücksicht darauf, daß das Leitvermögen
der belichteten Schichten so erheblich größer ist als das der dunkeln, erscheint es
statthaft, die obige vereinfachende Annahme zu machen ; erhebliche Fehler sind dabei
nicht zu befürchten.
8) W. Nernst, Theoret. Chemie. 4. Aufl. 1903. p. 370.
9) Bädeker, Leipz. Ber. 55. p. 198. 1903.
Leipzig, Phys. Institut der Universität.
(Eingegangen am 23. Januar 1906.)
16
Bertram.
Die Bogenspektra von Neodym und Praseodym.
Von Max Bertram.
Die vorliegende Arbeit bildet eine Fortsetzung der in jüngster
Zeit veröffentlichten, im physikalischen Institut der Universität Bonn
ausgeführten Untersuchungen der Bogenspektra seltener Erden und
behandelt die beiden Didymkomponenten Neodym und Praseodym.
Die große Verwandtschaft dieser beiden Elemente zueinander (sie
wurden erst 1885 nach großen Schwierigkeiten von Auer von
Welsbach getrennt), wie auch zu anderen seltenen Erden, besonders
denen der Ceritgruppe, ließ es wünschenswert erscheinen, sie einer
genauen spektroskopischen Untersuchung zu unterziehen.
Wie schon in obigen Abhandlungen angedeutet, ist das Haupt-
erfordernis, um durch deraitige Arbeiten ein brauchbares Zahlen-
material und genaue Tabellen der Wellenlängen der einzelnen
Spektra zu erhalten, die Einheitlichkeit des dabei angewandten Ver-
fahrens. Ich habe daher zunächst auf die Aufnahmebedingungen
und Meßmethode kurz hinzuweisen.
Die Aufnahmen wurden mit einem ganz vorzüglich aufgestellten
großen Rowlandschen Konkavgitter 1 ) von 16000 Linien pro inch
und 6,6 m Krümmungsradius gewonnen. Das Gitter wurde an vier
verschiedenen Stellen bei X = 2500, X = 3400, X =4200, X = 5300
eingestellt und so der ganze Spektralbereich vom äußersten Ultra-
violett bis hinauf zu den D-Linien photographiert. In den drei
ersten Stellungen benutzte ich einfache Schleußnersche Gelatine-
Emulsionsplatten, bei X = 5300 dagegen orthochromatische. Die
Expositionsdauer des Präparats, das im galvanischen Kohlebogen
bei 6—8 Ampere Stromstärke und 220 Volt Spannung zum Leuchten
gebracht wurde, schwankte zwischen 5 und 45 Minuten.
Zur Orientierung auf der Platte wurde hierbei zunächst die
eine Hälfte der Kassette abgeblendet und nachher über das ganze
Spektrum Eisen photographiert, indem jetzt die Kohlestäbe durch
Eisenelektroden ersetzt wurden.
Auf den so erhaltenen Platten wurden in Abständen von ca.
15 — 20 A.E. nach dem Eisenatlas von Kayser und Runge 8 ) und
den von Kayser dazu angegebenen Wellenlängen 8 ) Normalen
markiert. Da letztere aber nur bis X = 4500 reichen, mußte ich
darüber hinaus die Eisenlinien aus dem Rowlandschen Sonnen-
Die Bogenspcktra von Neodym und Praseodym. I J
€
atlas 4 ) benutzen. Zum Ausmessen der auf den Platten besonders
anpunktierten Linien meines Präparates bediente ich mich der nach
Angaben von Prof. Kays er konstruierten Teilmaschine, 5 ) und zwar
nach einer Methode, die sich schon bei den anderen einleitend an-
gedeuteten Arbeiten gut bewährt hat und jetzt im hiesigen Institut
fast ausschließliche Verwendung findet. Es wird hierbei, von einer
bestimmten Anfangsnormalen ausgehend, bis zu einer um 100 bis
200 A.E. höher liegenden jede Linie sorgfaltig eingestellt und die ihr
entsprechende Stellung des Mikrometerkopfes markiert. Das Gleiche
geschieht bei dem Rückgang der Schraube von den höheren Wellen
zu den niederen, wobei jedoch durch den toten Gang der Schraube
jede Einstellung eine gewisse Differenz erhält (ca. 1 j l0 cines
Sch r au b engangs).
Zur Anfangsnormalen zurückgelangt, wird jetzt die Kurbel um
eine halbe Umdrehung zurückgedreht und die Platte so verschoben,
daß die Anfangsnormale wieder genau einsteht. Alsdann erfolgt in
derselben Weise eine weitere Hin- und Zurückmessung. Die Mittel-
werte aus den vier Ablesungen dienen dann zur Bestimmung der
Wellenlänge. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, daß jeder
Schraubengang an vier verschiedenen Stellen benutzt wird und so
der jedem einzelnen eigene, manchmal sehr beträchtliche Fehler auf
ein Minimum beschränkt bleibt. Im allgemeinen machte ich nun
zwei solcher Serien von vier Messungen, und, wenn die dabei er-
zielte Genauigkeit zu wünschen übrigließ, noch eine dritte und vierte.
Aus den im folgenden angegebenen, beliebig herausgegriffenen
Genauigkeitstabellen ersieht man, daß die Mittelwerte bis auf etwa
0,005 A.E. richtig sind:
Tabelle aus dem Nd-Spektrum.
Messung I
II
:
4067,047
046
67,862
69,038
032
;
69,4 ' 7
426
?o.47'
475
1
7'.5*<}
5X2
1
73»735
7«9
3
74,57?
57H
10
75-3M'
354
III
730
360
Zeitjchr. f. wiss. I'hol.
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i8
Bertram.
Tabelle aus dem Pr-Spektrum.
I
«
Messung I
II
III
1
4065,294
298
I
65,719
718
I
66,223
240
225
2
67,5'°
5'4
4
68,953
954
3
70,390
399
i
71,499
5°3
2
72,670
666
1
73,057
049
V on besonderem Werte für die vorliegende Arbeit war es nun,
daß mir durch die Güte des Herrn Prof. Kays er nicht nur ein
einzelnes Präparat, sondern eine Reihe derselben zur Verfugung
gestellt werden konnten. Es waren nicht weniger als zwei Neodym-
und drei Praseodympräparate, die ich in den Bereich meiner Unter-
suchungen zog. Die ersteren waren ein Nd-Sulfat von Prof. Muth-
mann in München und ein aus dem chemischen Laboratorium von
Dr. Drossbach in Freiberg i. Sa. stammendes Nd -Oxalat, die
letzteren ebenfalls Muthmannsches Pr-Sulfat bezw. Drossbach-
sches Pr-Oxalat sowie ein Pr-Superoxyd von Dr. R. Meyer in Berlin.
Ich nehme an dieser Stelle gerne Veranlassung, den genannten
Herren für die Überweisung ihrer Präparate meinen verbindlichsten
Dank auszusprechen.
Jedes dieser Salze wurde einzeln und immer unter gleichen
Bedingungen in allen Stellungen des Gitters photographiert. Wegen
der leichten Flüchtigkeit der Oxalate erwies es sich dabei als zweck-
mäßig, dieselben vor dem Gebrauche ebenfalls in Sulfate über-
zuführen.
Die entsprechenden Aufnahmen legte ich nun nebeneinander
und markierte die ihnen gemeinsamen Linien. Dabei kam ich zu
dem Ergebnis, daß die beiden Nd-Aufnahmen bis auf schwache
Linien identisch waren. Bei der Stellung ). = 2500 war ein Aus-
messen der wenigen dort liegenden Linien überflüssig, indem ich
durch einen Vergleich mit einer bei gleicher Expositionsdauer her-
gestellten reinen Kohleaufnahme dieselben als von Verunreinigungen
der Kohle herruhrend sofort identifizieren konnte.
Zum Vergleich der von mir erhaltenen Spektrallinien mit denen
anderer Elemente zog ich heran:
Die Bogenspeklra von Neodym und Praseodym.
19
1 . Die Yttrium- und Ytterbiummessungen von Prof. Kay ser (Ky). fl )
2. Die Messung der Cyanbande bei X — 3883 von Jung-
bluth (Jbl). 7 )
3. Die Messung des Lanthans von Kellner (Ke). 8 )
4. Die Messung des Lanthans von Wolff (Wo). 9 )
5. Die Messung des Tantals von Morsch (Mo). 10 )
6. Die Messung des Samariums von Rütten (Rü). 11 )
7. Die Messung des Sonnenspektrums von Rowland (Rwl). 4 )
8. Die Messungen der Bogenspektren sämtlicher Elemente von
Exner und Haschek (Ii). 12 ) 13 ) Sodann stellte mir Herr Prof.
Kayser noch eine handschriftliche Sammlung seiner eigenen
Messungen der Bogenspektren vieler seltener Erden gütigst zur
Verfügung.
Ich brauche wohl kaum hinzuzufügen, daß ich meine beiden
eigenen Tabellen einem ganz besonders sorgfältigen Vergleich unter-
zog. Im Pr-Spektrum fand ich eine Reihe stärkerer Nd-Linien als
ganz schwache Linien wieder, so daß in den Pr-Präparaten viel-
leicht allerdings äußerst geringe Spuren von Nd vorhanden ge-
wesen sind.
Was andere Verunreinigungen anbetrifft, so ließ sich im Nd-
Spektrum mit den oben angeführten Tabellen überhaupt kein
weiteres Element mit Sicherheit feststellen. Ganz anders verhielt
sich in dieser Beziehung das Pr-Spektrum. In der sehr ausführ-
lichen Abhandlung über die „Darstellung der seltenen Erden" von
Dr. R. Böhm 14 ) wird auf die schwierige Trennung des Pr gerade
vom La hingewiesen, und so war es denn vorauszusehen, daß die
stärksten La- Linien in meinem Pr-Spektrum sich wiederfanden.
Ich lasse diese Linien, die ich durch Vergleich mit den Tabellen
von Wolff und Kellner heraussuchte, hier folgen und liefere da-
mit gleichzeitig eine weitere Messung der stärkeren La-Linien.
Tabelle der Lanthanlinien.
1
1
3
2
3<93,»34
3 2 45, 2 59
65,760
1
3
3337.620
44,687
76,426
3
33«»»°43
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1
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4
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2
77,476
Als zweite bestimmt nachweisbare Verunreinigung fand ich mit
Hilfe der Exncr und 1 Iaschekschen Tabelle im l'r-Spektrum das
Ce, und zwar mit nachfolgenden Linien:
Digitized by Google
21
Tabelle der Cerlinien.
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Schließlich habe ich noch auf die Nd- und Pr-Messungen von
Exner und Haschek hinzuweisen, die einzigen, die bis jetzt vor-
liegen. Im allgemeinen habe ich mehr Linien gefunden als diese
Autoren, was ich jedoch auf eine längere Expositionsdauer bei
meinen Aufnahmen glaube zurückführen zu können; manche Linien
nämlich , die sie mit der Intensität 1 , also als die schwächsten be-
zeichnen, haben bei mir schon höhere Intensität. Dann gehen sie
auch nur bis etwa zur Wellenlänge 4700, während meine Messungen
bis nahe an die D- Linien heranreichen. Ihre Angaben differieren
von den meinigen zumeist in den Hundertsteln, was in der Art der
Meßmethoden, des Projizierens und Abiesens einerseits und des weit
Digitized by Google
2 2 Bertram.
empfindlicheren Einstellens unter dem Mikroskop der Teilmaschine
andererseits begründet ist.
Nicht unerwähnt lassen möchte ich noch, daß die stärksten
Nd-Linien auch mit den von Rowland in seinem Sonnenatlas ge-
messenen übereinstimmen und auch im letzthin erschienenen Atlas
von Hagenbach und Konen aufgeführt sind. 15 )
In den nun folgenden Tabellen der gefundenen Wellenlängen
sind die bestimmt als von Verunreinigungen der Kohle oder von
La und Ce herrührend erkannten Linien weggelassen worden. Ein
hinzugefügtes „E" bedeutet, daß die betreffende Linie auch von
Exner und Hasch ek als Nd bezw. Pr geführt wird. Die Überein-
stimmung meiner Werte mit den Wellenlängen anderer Elemente
ist in den Bemerkungen besonders angegeben. Die meinen eigenen
beiden Tabellen gemeinsamen Linien sind durch „Ktr" bezeichnet.
Die Intensitäten, die jedesmal beim Messen besonders angemerkt
und zu einem Mittelwert vereinigt wurden, beruhen nur auf
Schätzungen und können daher auf absolute Genauigkeit keinen
Anspruch erheben. Ich legte eine Skala von I — 10 zugrunde, so
daß i eine noch gerade sichtbare, io eine der stärksten Linien des
Spektrums bezeichnet.
Literatur.
1) H. Konen, Über die K rupiische GiUeraufstcllung. Diese ZciCschr. 1. 325
bis 342. 1903.
2) K.iyscr u. Runge, Über die Spektren der Elemente (Anhang) Berlin 1888.
3) H. Kayser, Normalen aus dem Eisenspcklrum, Ann. d. Phys. III. 4. Folge.
4) H. A. Rowland, A prcliminary table of solar -spectr um wave-lcngths.
Chicago 1896.
5) H. Kayser, Handbuch der Spekt., Bd. T, Kap. V, § 567.
6) H. Kayser, Die Bogcnspektrcn von Yttrium und Ytterbium. Abhandl.
der Bcrl. Akad. 1903.
*) Fr. Jungbluth , Inaug.-Diss., Bonn 1004.
8) J. Kellner, Inaug.-Diss., Bonn 1904.
9) E. AVolt f, Inaug.-Diss., Bonn 1905.
10) H. Morsch, Inaug.-Diss., Bonn 1905.
11) Chr. Rütten, Inaug.-Diss., Bonn 1905.
121 Exner u. Haschck, Die Wellenlängen der Bogenspcktren , lu, II, 1904.
13) Die Abkürzungen in den Klammern sind in den Tabellen an Stelle der
betreuenden Namen verwendet.
14) R. Böhm, Die Darstellung der seltenen Erden. Leipzig 1905.
15) Hagenbach und Konen, Alias der Emissionsspektren der meisten Ele-
mente. Jena 1905.
16) „f" bedeutet „schwach".
Digitized by Google
Die Itogenspektm von Neodym und Praseodym. 23
Tabelle der Neodymlinien.
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(Eingegangen 21. Januar 1006.)
Über die optische Stärke der Strahlung des schwarzen Körpers
und das minimale Lichtäquivalent. 1 )
Von Ejnar Hertzsprung.
Mit 1 Figur.
Werden ein rotes, ein blaues und ein weißes Licht auf gleiche
visuelle Stärke eingestellt, so bleiben sie sich bekanntlich nicht
gleich, wenn die Energieintensitat aller drei in demselben Verhältnis
geändert wird. Das rote Licht ändert sich optisch stärker als das
weiße, das blaue weniger. 2 ) 3 ) Dieses nach Purkinje benannte
44
Hertzspntng.
Phänomen macht sich besonders bei geringen Helligkeiten (Dämme-
rung) geltend. Schon bei mittlerer Beleuchtung wird die Erscheinung
so gering, daß wir sie für unsere Zwecke zunächst vernachlässigen
können. Wir werden somit fragen: Welche sind bei mittlerer
Helligkeit, oberhalb des Purkinjephänomens, die relativen Empfind-
lichkeiten des Auges für Licht verschiedener Wellenlängen auf gleiche
Energie bezogen?
In Tab. i und Fig. i sind einige von verschiedenen Forschern
gefundene spektrale Energieempfindlichkeiten des Auges zusammen-
gestellt.
Tabelle i.
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Die Arbeit von Abney und Fcsting 6 ) ist meines Wissens die
einzigste, bei welcher gleichzeitige Messungen der Energieverteilung
und spektralen optischen Intensität bei heller Beleuchtung vor-
genommen wurde. Die Zahlen von Langley 4 ) beziehen sich auf
die spektrale Energieempfindlichkeit des Auges wenig über der
Reizschwelle und die von A. Pflüger 5 ) auf die Reizschwelle.
A. Königs Helligkeitswerte der Energie" 2 ) bauen auf die von
Langley in einem ähnliehen Spektrum gefundene Energie Verteilung.
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Über die optische Stärke der Strahlung des schwarzen Körpers eh. 45
König hat aber (1. c.) das Verhältnis der Spektralempfindlichkeiten
bei heller und dunkler Beleuchtung genau untersucht; werden diese
5 6
I.angley,*) wenig über der Reizschwelle.
— Pflüger,*) Reizschwelle.
... König, 1 ) Unterschied zwischen heller und dunkler Beleuchtung.
Pflüger und König kombiniert.
Abncy,") elektrisches Bogenlicht.
— • — Abney°)-Langley, Sonne.
Kön ig 1 )- Langley , Gasbrenner.
Differenz König-Pllüger — Abney, elektrisches Bogenlicht.
Fig. 1.')
Der Ordinatenmaßstab gilt nur für Differenzen innerhalb derselben Kurve.
Zahlen mit den von A. Pflüger 5 ) gefundenen relativen Energien
der spektralen Reizschwellen kombiniert, so kommt man zu einem
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4 6
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Über die optische Stärke der Strahlung des schwarzen Körpers etc. 47
Bilde der spektralen Energieempfindlichkeit des Auges bei heller
Beleuchtung, welches dem von Abney und Festing 0 ) gefundenen
im Hauptzuge sehr ähnlich ist, wie die Difler enzkurve auf Fig. 1
zeigt. — Endlich habe ich die Helligkeitsmessungen von Abney
und Festing im Sonnenspektrum mit den Energiemessungen von
Langley kombiniert. Es wurde dabei vorausgesetzt, daß Abney
und Festing sich unter der Breite von London befanden, so daß
die Sonne am 21. Juli 1886 um 2 Uhr nachm. durch 13 Atmo-
sphären schien.
Nach der Planckschen Formel:
berechnete ich die in der ersten Abteilung der Tab. 2 angeführten
Werte von log. rel. S k . Durch Addition der angenommenen Emp-
findlichkeitslogarithmen aus Tab. 1, Säule X, entstehen die Zahlen
der zweiten Abteilung der Tab. 2, welche also die physiologischen
Helligkeiten im Gitterspektrum der Strahlung des schwarzen Körpers
darstellen sollen. Die entsprechenden Werte für das Prismen-
spektrum, welche in der dritten Abteilung der Tab. 2 angegeben
sind, wurden aus den vorerwähnten durch Multiplikation mit )*
gebildet. Den Zahlen kann kein großes Gewicht beigelegt werden,
sie mögen sich aber für Orientierungszwecke nützlich zeigen.
Die gefundenen optischen Intensitäten (deren Logarithmen in
Tab. 2, Abt. 2 stehen) im Gitterspektrum der Lichtquelle wurden
auf Millimeterpapier aufgetragen und das von Abszissenachse und
Intensitätskurve umschlossene Areal ermittelt. Die Logarithmen der
so erhaltenen Werte sind in Tab. 3, Säule III {S. 48) angegeben.
Wir entnehmen daraus die in Tab. 4 (S. 48) mitgeteilten Reihen
mit konstanter J log .
Unter IV in Tab. 4 ist das Verhältnis zwischen zwei aufeinander
folgenden Differenzen der Säule III angegeben. Wird dieses Ver-
hältnis als konstant angenommen, so bekommt die Abhängigkeit
zwischen der optischen Intensität der Strahlung pro Flächeneinheit
des schwarzen Körpers / und c«j T die folgende Gestalt:
oder:
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48
Hertzsprung.
Tabelle 3.
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1455
1823
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1361
2273
1771
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•602
5
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•3'447
14-220
+ OO3
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- 1216
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7-98
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- 850
- -825
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•097
•000
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16428
1664
16461
16668
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•53
•
•68
•
Tabelle 4.
T
I
20
10
5
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Log. rel.
optische Intensität
II
2-641
9729
•3450
»5 403
16-428
Differenz
III
7-088
3721
'•953
1025
Verhältnis
der Differenzen
IV
1-9049
«9053
19054
Aus den Zahlen der Tab. 4 findet man:
b — log 1*9052 / log 2 = -9297,
während die Wienschcn Isochromaten b — 1 entsprechen. Die in
Tab. 3, Säule IV angeführten Werte sind nach der Formel:
log/ = 17-56 — *92 ('.).-) "
berechnet.
Wie aus den Differenzen in Säule V, Tab. 3 ersichtlich, gibt
diese Formel gute Annäherung innerhalb der c, ; 7 -Grenzen, welche
gewöhnlich in Betracht kommen (Rotglut bis Strahlung der Sirius-
Sterne).")
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Über die optische Stärke der Strahlung des schwarzen Körpers etc. 49
Optische Flächenheltigkeit wird in drei verschiedenen Weisen
angegeben:
I. Die Zahl der Hefnerkerzen, womit 1 qcm der Fläche in
senkrechter Richtung leuchtet.
II. Die Zahl der Hefnerkerzen, welche in 1 m senkrechter Ent-
fernung aufgestellt dieselbe Lichtmenge pro Zeiteinheit der Fläche
zusendet, als sie (in allen Richtungen zusammen) aussendet, oder
III. Die „Größe" des Sterns, welche dieselbe Lichtmenge pro
Zeiteinheit der Fläche zusendet, als die unter II genannte Zahl von
Meterhefnerkerzen.
Man hat 22 )
1 I Iefnerkerze / qcm = n Zentimeter-Hefnerkerzen
= 10000 n Meter-Hefnerkerzen
und 2 *)
Sterngröße = — 142 — 2 5 log (Zahl der Meter-Hefnerkerzen). 10 )
Für die absolute Temperatur 1708 0 oder
cJT=* 14 580 : 1708 = 8-536
ergibt die Formel log / = io - 803. Lummer und Pringsheim 11 )
fanden bei dieser Temperatur, daß der schwarze Körper 6*35 Hefner-
kerzen pro Quadratzentimeter ± strahlt.
Man hat log 6-35 = -803, so daß:
log (Hefnerkerzen/qcm) = log / — 10 = 7-56 — -92 J
und Sterngröße der Oberflächenhelligkcit des schwarzen Körpers
gleich: 12 )
-44-34 + 2 '3 (^)' W -
Wäre das Auge nur für Licht einer bestimmten Wellenlänge X'
empfindlich, so wäre der Wert von c 2 iT, welcher das Maximum
von dem Verhältnis zwischen optischer Intensität und Gesamtenergie
der Strahlung des schwarzen Körpers gibt, bestimmt durch:
rr "
.d :j. =0
oder:
'"■( 4 -;;■)= «•">
= 3-921 i'.
Zeitschr. f. wi*». Phot 4
Digitized by Google
50
Ilertzsprung.
Für X = 55 fi würde man cJT^ 216 bekommen.
Nach der oben angenommenen Formel für log / findet man
entsprechend:
^(-•92(?)' 93 + 4log^.):^>-0,
woraus:
Ä = 1-93.
Das Verhältnis zwischen der beobachteten Zahl von Hefner-
kerzen pro Quadratzentimeter und derjenigen, welche erhalten würde,
falls die gesamte Strahlung von der Wellenlänge 55 p wäre, kann
für c 2 /T= 1--20 ausgedrückt werden durch:
- log^ = 17-844 - 4 log % - 17-56 + '92 ( J)' 93
oder:
log N = - -284 + 4 log J - '92 ( .
Werte von log sind in Tab. 3, Säule VI angeführt. Man
sieht, daß die Oberflächenhelligkeit des schwarzen Körpers {c.J T= 2),
welcher das günstigste Verhältnis zwischen optischer Intensität und
Gesamtenergie der Strahlung zeigt, 1 *) etwa auf das siebenfache
steigen würde, falls die gesamte Strahlung als Licht von derjenigen
Wellenlänge ausgesandt würde, für welche das Auge die maximale
Empfindlichkeit besitzt.
Ein schwarzer Körper der absoluten Temperatur 1708 0 strahlt
nach Kurlbaum 15 ) 1277 X io- ,a X 1708* = 10 87 gr cal/sec .qcm
aus. Für c % \ 7 14580 : 1708 = 8-536 bekommt man nach der
obigen Formel N = 1 : 2070.
1 Hefnerkerze /qcm von Licht der Wellenlänge -55 entspricht
demnach 10*87/(6-35 x 2070) = -00083 gr cal/sec . qcm oder 1 Meter-
hefnerkerze 55 (i = 2-63 X IO -8 gr cal/sec . qcm. Man kann diese
Größe das minimale Lichtäri^uivalent nennen. Sie ist frei für willkür-
liche Annahmen über die „Grenzen" des sichtbaren Spektrums.
Angström 10 ) fand, daß die Meterhefnerkerze zwischen den
Wellenlängen -5 und -75// 18 x io~ 8 gr cal/sec . qcm gibt. In der
Voraussetzung, daß die Energieverteilung im sichtbaren Gitter-
spektrum der Hefnerkerze durch die Wiensche Formel mit
f a / = 7*5 (oder 7-85) dargestellt werden kann, findet man plani-
metrisch bei der oben (Tab. 1) angenommenen spektralen Energie-
empfindlichkeit des Auges, daß die Lichtstärke der Hefnerkerze
zwischen -5 und -75 p 571 (bezw. 604) Hefnerkerzen betragen
Über die optische Stärke der Strahlung des schwarzen Körpers etc. 5 1
würde, falls die erwähnten 18 X I0~ 8 gr cal/sec . qcm als Licht der
Wellenlänge -55 p ausgesandt würden. Eine monochromatische
Meterhefnerkerze der Wellenlange -55 fi würde demnach 3*15 x io~ 8
ibezw. 298 x io -8 ) gr cal/sec. qcm liefern oder:
1 Hefnerkerze 5S / qcm = 00099 (bezw. 00094) g r cal/sec. qcm
in ganz guter Übereinstimmung mit dem nach Lummer und
Pringsheim berechneten Wert.
Die Oberflächenhelligkeit von schmelzendem Platin beträgt
22-S Hefnerkerzen / qcm (Viollesche Einheit). Nach Paschen 17 )
kann die Energieverteilung im Gitterspektrum des blanken Platins
dargestellt werden durch:
e x = 1-431 x T 1 ' 6 ** A-s « 6 <- 1
oder, indem 7 « 2052 0 abs. gesetzt wird:
log rel. ei = - 5-536 log X - 3-0148 [ + C,
und nach Lummer und Pringsheim 1S ) durch:
_ij 130
oder:
log rel. e x = - 5 log X - 27788 \ + C,
entsprechend c t \T — 13130:2052 = 64 der Wienschen Formel.
Nach R. Lucas 19 ) besteht zwischen den Temperaturen des
schwarzen Körpers T iK und des blanken Platins T Pt , welche bei
der Wellenlänge ca. 646 p dieselbe spektrale Energieintensität
haben, die Beziehung:
7 7k = '98573 X 7- *+ 00005977 .
Für 7Vt = 205 2° bekommt man hiernach die der Wellenlänge
•646 (i entsprechende 1\k— 185 i° abs.
Der Logarithmus von dem Verhältnis zwischen den Energie-
intensitäten für X = -646 und 55 p im Gitterspektrum des schmelzen-
den Platins berechnet sich nach Paschen zu -4278 und nach
Lummer und Pringsheim zu '4015, wonach die Energieintensität
bei X — -55 /* auf die eines schwarzen Körpers bestimmter Tempe-
ratur bezogen ist. Das Areal zwischen der wie oben gefundenen
optischen Intensitätskurve und Abszissenachse wurde auf quadriertem
Papier ermittelt. Es findet sich so:
I Meterhefnerkerze 277 ^ cal .
0 • ' ' m c . qcm
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52 Ilerlztprung.
Die Zahlen von Paschen geben denselben Endwert wie die
von Lummer und Pringsheim.
Wir können hiernach sagen, daß von Licht der Wellenlänge
'55 V-> mr welche das Auge die maximale Energieempfindlichkeit bei
heller Beleuchtung zeigt, etwa 3 X io -8 gr cal/'sec.qcm pro Meter-
hefnerkerze nötig ist.
Die totale horizontale Wärmestrahlung der Meterhefnerkerze
beträgt nach Angström (I.e.) 2145 X io -8 gr cal/sec . qcm und die
optische Stärke würde demnach auf das 2145:3 = 7i5fache steigen,
falls die gesamte Energie der Wellenlänge 55 fi wäre. Die Ver-
hältniszahl 715 gilt auch für den schwarzen Körper, für welchen
eJT= 7 65 ist (vergl. Tab. 3, Säule VII), in bemerkenswerter Über-
einstimmung mit dem nach der Qualität der sichtbaren Strahlung
der Hefnerlampe abgeleiteten c % j 7-Werte.
Das Licht des Feuerkäfers (Pyrophorus noctilueus) gibt nach
Langley 20 ) 40Omal weniger Wärme als eine gleich helle Gas-
flamme. Für solches Licht würde die optische Intensität bei Über-
führung der gesamten Energie zu der Wellenlänge *55 /w nur auf
das doppelte steigen. Nach dem (I. c.) ausgeführten spektralphoto-
metrischen Vergleich mit dem Argandbrenner kommt man sogar
zu einem noch niedrigeren Zuwachs (1*3 mal?).
Nimmt man für die exterrestre Sonne an, daß ihre Lichtstärke
wie die eines schwarzen Körpers mit c t j T = 23 - - 2-4 auf das
7 fache (Tab. 3, Säule VII) steigen würde, falls die gesamte Energie
als Licht der Wellenlänge '55 ausgesandt wurde, so berechnet
sich die Stärke des exterrestren Sonnenlichts zu:
2*1 /(60 X 3 X io~ 8 X 7) = ca. 167000 Meterhefnerkerzen.
Dieser Wert ist aber recht unsicher, wie auch die oben ge-
fundene gute Ubereinstimmung zwischen den Zahlen von Ang-
ström und Lummer und Pringsheim die Unsicherheit meiner
früher 21 ) ausgesprochenen Vermutung anzeigt, daß die Ergebnisse
der genannten Forscher nicht miteinander in Übereinstimmung
gebracht werden könnten.
Literatur.
!) Vergl. u. a. E. Rasch, Drudcs Ann. 14. 193. 1904. — H. Eisler,
Elektrotcchn. Zeitschr. 1904. 188. 443. — V. Jablonski, Eloktrotecrn. Zeitschr.
'904. 374. — K.Schaum, diese Zeitschr. II. 38^. 1904. - D. A. (inidhatntner,
Drudcs Ann. 1«. 621. 1905. — K. Lucas, I'h. Z. 0. in. 1005.
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I, • "!_
Über die optische Stärke der Strahlung des schwarzen Körpers etc. 53
2) A. König in Beitrüge zur Psychologie und Physiologie der Sinnesorgane.
H. v. Heimholt* Festgruß. 309. 1891. König fand (Sitzber. d. Herl. Aknd. 1897.
871) bei der Wellenlänge etwa '47/* Umkehr des Purkinjephänomens. Vergl. die
Befunde von W. de W. Abney an photographischen Platten, Proc. Roy. Soc. of
London 68. 300. 1901; rcf. diese Zeitschr. II. 419. 1905.
3) K.Schaum, diese Zeitschr. III. 272. 1905.
4) Energy and Vision, Phil. Mag. (5) 27. I. 1889.
5) Drudes Ann. (4) 9. 185. 1902.
6) Abney und Fcsting, Phil. Trans. 1886. 423.
7) Der Maßstab ist derselbe wie der in dieser Zeitschr. III. 15 u. 253. 1905
verwendete.
8) Die Sterngrößen, für Licht der Wellenlänge 432 /u berechnet, sind mit
Rücksicht auf den Draper- Cataloguc angeführt (Ann. of the Harvard Observ. 26 u. 27).
9) Für r, / T « o oder T =s cc bekommt man aber einen endlichen Wert für /.
10) Ch. Fabry, Cl rend. d. l'Ass. Franc. p.l'Avanc. d. Sc. Congres d 'Angers 1903.
11) Ph. Z. 3. 97. 1901.
12) Für den angulären Durchmesser 2 n eines roten Sternes der Größe o,
welcher annähernd sowohl quantitativ als qualitativ als ein schwarzer Körper mit
c t j 7*= 5 strahlte, würde man haben:
Harkänyi (Astr. Nachr. 158. :6. 1902) berechnete nach der Wien sehen Formel,
daß die Qualität der Strahlung von Arkturus für das sichtbare Spektrum im ganzen
<-,/ '/' = etwa 5 - 4 entspricht. Es sind aber systematische Abweichungen in der Weise
vorhanden, daß die Energieverteilung an dem roten Ende des Spektrums ein kleineres
r t / T ergibt. Es wäre von Interesse, zu sehen, ob Arkturus, dcs»cn Steingröße nach
der Harvardphotomctrie -24 beträgt, einen angulären Durchmesser der Größenordnung
"»0 Bogensekunde hat oder nicht.
13) Nach der Planckschcn Formel hat man bekanntlich:
14) Nicht weit von diesem Zustande ist die exterrestre Sonne, deren Strahlung
das gesamte Tageslicht an Oualität ungefähr gleich ist. Aus den 13jährigen Be-
obachtungen von L. Weber (Sehr. d. Naturw. Ver. für Schi. - Holst. 10. 77. 1K93;
I J. 48. 1898; 13, 97. 1905) in Kiel (geogr. Br. 54-3°) ist ersichtlich, daß die Qualität des
Tageslichts (Himmel + event. Sonne) auf horizontaler Fläche zur Mittagszeil (Sonnen-
höhe 12 — 59°) in erster Annäherung unabhängig von der Jahreszeit ist. Dieses Er-
gebnis wird sogar von H. Königs photographischen Mit tags- Beobachtungen in Neu-
brandenburg (geogr. Breite 53*6") unterstützt (Arch. d. Ver. f. Freunde d. Naturgesch.
in Mecklenburg 54. 365. 1900 und später ibid.).
15) Wied. Ann. 65. 746. 1898.
16) Acta Reg. Soc. Upsal. 1903; Phys. Rev. 17. 302. «903.
17) Wied. Ann. 60. 662. 1897.
5 log sin q - - 44 34 + 2-3x5
woraus :
11
d = -063.
woraus:
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54
18) Verh. d. Deutsch. Ph. Ges. 1. 227 u. 234. 1899.
19) Ph. Z. 6. 418. 1905.
20) Americ. Jouro. r>f Sc. (3) 40. 97- 1890.
2 t) Diese Zeitschr. III. 180. 1905.
22) Die von einer gleichmäßig leuchtenden Kugel (mit dem Radius r) aus-
gehende Strahlenmenge wird auf der Innenfläche einer damit konzentrischen Kugel
(mit dem Radius /t) gleichmäßig verteilt. Ist diese Innenfläche vollkommen weiß,
so werden die Flächenhelligkeiten der beiden Kugeln sich umgekehrt wie die Qua-
drate der Radien oder wie A' 1 / r* verhalten. Der anguläre Radius q der inneren
Kugel, von der äußeren aus gesehen, ist aber bestimmt durch sin ^ = r j Ä, so daß
die beiden Flächenhelligkeiten sich auch wie sin* 0 verhalten. Das Verhältnis sia"- y
gilt aber auch für jede gleichmäßig leuchtende Fläche, welche denselben Raumwinkel
erfüllt, so auch für eine plane Kreisscheibe. Ist das Areal dieser letzten 1 qcm,
so wird ihr Radius \ t/n, und die Helligkeit, welche sie auf einer 100 cm X ent-
fernten, vollkommen weißen Flftche erzeugt, beträgt '/«oo«« 71 der eigenen.
23) Das Intervall von einer Sterngröße entspricht einer Differenz von '4 im
Logarithmus der Beleuchtungsstärke. Ein Faktor von 100 (dessen Log. = 2 ist) wird
also durch den Unterschied von 5 Sterngrößen bezeichnet. Die Definition eines
Sternes der Größe o geschieht in möglichster Übereinstimmung mit den alten
Gebräuchen.
Die Stemgrößcn sind ungefähr den natürlichen Logarithmen proportional, so
daß kleine Differenzen, mit 100 multipliziert, annähernd den prozentischen Unterschied
der beiden Beleuchtungsstärken angibt.
(Eingegangen am 29. Januar 1906.)
Referate.
BtteherbtHprechuncen.
H. Meerwarth, Photographische Naturstudien. Eine Anleitung
für Amateure und Naturfreunde. 8°. XII, 144 S. mit vielen Abbild,
u. Tafeln. Ettlingen und München, 1905. M. 4,20. geb. 4,80.
Mit erfreulicher Frische betont der Verf. die Notwendigkeit photo-
graphischcr Naturaufnahmen aus Tier- und Pflanzenreich für Unterricht
und Literatur; und man wird ihm unbedingt zustimmen, wenn er für
Schulbücher, wissenschaftliche Werke und Zeitschriften lediglich Photo-
graphien nach der lebenden Natur als einwandfrei anerkennt, da nur
bei solchen individuelle Fehler des Zeichners oder dergl. ausgeschlossen
sind. Die dem Buch beigegebenen vortrefflichen Reproduktionen nach
Aufnahmen von A. Kadclyffe Dugmore (dessen Werk „Camera and
Countrvside" entnommen), von E. Höfer und dem Verf. werden in
jedem Beschauer den lebhaften Wunsch erregen, unsere naturwissenschaft-
lichen Werke, wie Brehms , .Tierleben", Thomes ..Flora von Deutsch-
land" etc., recht bald mit photographischen Abbildungen versehen auf
dem Büchermarkt vorzufinden. Ein Blick z. B. auf die Photographie
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Referate. 5 5
des Nestes einer Specht- oder einer Drossclfamilic macht die Eigenart
der Wohnung dieser Gattungen ganz anders klar, als seitenlange Be-
schreibungen mit unzureichenden Zeichnungen. Wer die Aufnahme des
Parasolpilzes aufmerksam studiert, wird diesen in der Natur leicht wieder-
erkennen; und nun vergleiche man einmal mit dieser Möglichkeit leichter
Orientierung die große Schwierigkeit, an der Hand der weitverbreiteten
gezeichneten (farbigen) Tafeln giftige und eßbare Pilze zu bestimmen;
wie sehr läge es im Interesse der Volkswohlfahrt, wenn die Schulen
photographische Wandtafeln zur Pilzkunde besaßen.
Die Ausführungen des Verf. über die photographischc Ausrüstung
und Technik, über die Methodik der Aufnahme von Pllanzen und von
Tieren (fast alle Klassen wurden berücksichtigt) sind so anschaulich ge-
halten, daß jedermann in die Lage gesetzt wird, durch Darstellung zweck-
dienlicher Naturaufnahmen Unterricht und Wissenschaft zu fördern.
Karl Schaum.
Cherry und Richard Kearton, Tierlcben in freier Natur.
Photographischc Aufnahmen frei lebender Tiere. 8°. XVI, 317 S.
Übersetzt von Hugo Müller. Mit 200 Abbildungen. Halle a. S.
1905, W. Knapp. M. 10. — .
Text und Abbildungen dieses prachtigen Werkes sind vorwiegend
dem Leben der Vögel gewidmet, doch werden auch Arbeit und Spiel
einiger anderer Tierarten durch Wort und Bild geschildert. Die Re-
produktionen geben einen neuen Beleg dafür, welche reiche Fülle von
Aufschlüssen die Photographie den beschreibenden Naturwissenschaften
zu geben vermag; und wer etwa heute noch an der Meinung festhalt,
daß Zeichnungen imstande sind, die Kamera zu ersetzen, der halte
einem bewanderten Ornithologcn die S. XIII der Einleitung vor, auf
der zwei Zeichnungen und eine Photographie eines Rotkehlchens wieder-
gegeben sind, und lasse nach Vcrdeckung der Unterschriften den Vogel
bestimmen.
Die Darstellungen sind von einer tiefen Liebe zur Natur und ihren
Lebewesen durchdrungen, und wir wünschen, nicht nur aus naturwissen-
schaftlichen, sondern auch aus ethischen Gründen, daß sie sich einen
weiten Leserkreis erwerben mögen; der zoologische Unterricht in Schulen
würde durch Einllechtung der Erzählungen und durch Vorzeigen der
Aufnahmen aus diesem Buch nicht nur an Interesse gewinnen, sondern
auch zur Veredelung der Jugend beitragen, die gar zu oft gedankenlos
und roh die harmlosesten Geschöpfe verfolgt. Karl Schaum.
Moritz von Rohr, Die optischen Instrumente. 88. Band der
Sammlung „Aus Natur und Geisteswelt". 8°. 130 S. mit 84 Ab-
bildungen. Leipzig, B. G. Teubner, 1006. M. 1. — . geb. M. 1,25.
Man wird dem Verf. im Kreise der Naturwissenschafter und der
Mediziner aufrichtigen Dank wissen, daß er es unternommen hat, die
modernen, auf Abbes Arbeilen beruhenden Lehren über die optischen
Instrumente möglichst elementar darzustellen. Wenn auch in den neueren
Lehrbüchern der Physik die Begriffe „Eintritts- und Austrittspupille" usw,
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Referate.
erläutert werden, so ist doch eine ausführlichere Schilderung der modernen
geometrischen Optik in den kürzeren Grundrissen nicht zu geben. Die
vorliegende sehr klar und bei aller Knappheit recht umfassende Schrift
bietet eine willkommene Ergänzung zu den optischen Kapiteln unserer
Lehrbücher; sie behandelt die Grundbegriffe, das Auge und seinen Ge-
brauch beim Sehen (die Bedeutung des Augendrehungspunktes wird
naher berücksichtigt [Gullstrand]), die Instrumente zum objektiven
Gebrauch (photographische Linsen, Projektionssysteme) sowie diejenigen,
zur subjektiven Benutzung (Brillen, Lupen, Stereoskope, Mikroskope
Fernrohre). Die neuesten Errungenschaften, wie das Ultramikroskop, der
mikrophotographische Apparat für ultraviolettes Licht, der Verant, die
Relieffernrohre u. a. werden eingehend beschrieben. Übersichtliche Ab-
bildungen, meist mit einer erläuternden Unterschrift versehen, unter'
stützen die Darlegungen des Verf. aufs beste. Karl Schaum.
A. Winkelmann, Handbuch der Physik. II. Auflage. Bd. VI.
Optik. XII, 1004 S. mit 388 Abbildungen. Leipzig, Johann Ambro-
sius Barth, 1906. M. 44. — , geb. M. 46. — .
Mehr als ein Dezennium ist seit dem Erscheinen der ersten Auf-
lage des Winkel mann sehen Handbuchs verflossen; wie sehr die For-
schung in diesem Zeitraum fortgeschritten ist, zeigt schon äußerlich die
Zunahme des Umfanges und wird bei einem vergleichenden Einblick in
die einzelnen Kapitel klar bewiesen: wir sehen, daß nicht nur alle Ab-
schnitte zahlreiche neue Ergebnisse eifriger Arbeit verzeichnen, sondern
daß manche dem gegenwärtigen Stand der Wissenschaft entsprechend
völlig umgestaltet und einige gänzlich neu eingefügt werden mußten.
Nun ist es bei dem rastlosen Fortschreiten der experimentellen und
theoretischen Physik über jeden Zweifel erhaben, d;iß viele der Einzcl-
absrhnitte aus allen Bänden des Handbuchs sehr bald nicht mehr zur
Orientierung ausreichen, und es wäre vielleicht der Erwägung wert, ob
sich durch Nachtragsbände oder durch Sammclreferate in geeigneten
Zeitschriften in angemessenen Zeitintcrvallen das Handbuch ständig er-
gänzen ließe. Der Inhalt zerfällt in folgende Kapitel: Geometrische
Optik, Theorie der optischen Abbildung, optische Abbildung durch dünne
Büschel nahe der Achse zentrierter Kugelllächcn, Abbildung durch
schiefe Elementarbüschel, Erweiterung der Abbildungsgrenzen, chroma-
tische Abweichung, Prismen und Prismensysteme, Strahlenbegrenzung,
Blendenwirkung bei der Abbildung einer Ebene, das Auge, die Lupe,
das Mikroskop, das Fernrohr, Bestimmung der Konstanten optischer In-
strumente von S. Czapski; die Blende als Mittel zur flächenhaften
Darstellung eines Raumes, vergrößernde Projektionssysteme, Beleuchtungs-
systeme von O. Eppenstein; das Sehen, die photographischen Objektive,
die Brillen von M. von Rohr; die Geschwindigkeit des Lichtes von
F. Auerbac h; Dioptrik in Medien mit kontinuierlich variablem Brechungs-
index, Anomalien terrestrischer Strahlenbrechung von R. Straubel;
astronomische und terrestrische Strahlenbrechung, Extinktion des Lichtes
in der Erdatmosphäre von A. Bcmporad; Scintillation von K. Exner:
Messung der Brechungsindizes von C. Pulfrich; normale und anomale
Referate.
57
Dispersion, Tempcraturkoefnzient und Einfluß der Zusammensetzung auf
den Brechungsindex von F. F. Martens; Spektralanalyse von H. Kayser;
Photometrie von E. Brodhun; Lumineszenz, chemische Wirkungen des
Lichtes von A. Winkelraann; Photographie von R. Schüttauf; Inter-
ferenz des Lichtes von W. Fcußner; Beugung des Lichtes von
F. Pocke Is; Natur des Lichtes, Theorie des Lichtes für ruhende, für
bewegte Medien, Doppelbrechung, Gesetze der Reflexion, der Absorption,
Theorie der Dispersion, der Rotationsdispersion von P. Drude.
Man kann fragen, ob es nicht zweckmäßig gewesen wäre, die Be-
ziehungen der strahlenden Energie zur Wärrae in diesen Band aufzu-
nehmen, wie ja auch die Beziehungen jener zur chemischen Energie
und ähnliches daselbst Platz gefunden haben; es erscheint dem Ref.
jedoch durchaus angebracht, daß in einem Handbuch der Wunsch nach
streng systematischer Anordnung, wie sie in Lehrbüchern gewahrt werden
muß, vor dem zweckmäßigen Bestreben, einzelne Bände nicht allzustark
zu belasten, zurücktritt. Dann ist es gerechtfertigt, die Strahlungslehre
in den Wärmeband, die Elektrooptik in den Teil „Elektrizität" etc. auf-
zunehmen, und nicht, wie es für Lehrbücher erwünscht ist, die Optik
im engeren Sinn, die Strahlungsgesetze, Eigenschaften und Verhalten
elektrischer Wellen und dergl. zu einem Abschnitt „Strahlende Energie"
zusammenzufassen.
Die Leser unserer Zeitschrift werden besonderes Interesse an den
photographischen, spektroskopischen, photometrischen und photochemischen
Kapiteln haben; auf diese soll deshalb im folgenden kurz eingegangen
werden.
M. von Rohr bespricht die photographischen Objektive (25 S.)
in einem theoretischen und einem historischen Teil; im ersteren wird
das Objektiv in seiner Eigenschaft als Sammellinse diskutiert; die Strahlen-
begrenzung, der von dem Verf. in die Optik eingeführte zweckmäßige
Begriff der (zur Mattscheibe konjugierten) „Einstellebene", die Ansprüche
an die quantitativen Eigenschaften (Lichtstärke, Lichtverteilung im Gesichts-
feld) sowie die Leistungsfähigkeit in qualitativer Hinsicht (Schärfe, Winkel-
treue, Achromasie) werden klar erörtert. Die historische Übersicht über
die Entwicklung der Objektive ist durch charakteristische Skizzen er-
läutert, und umfaßt alle Systeme von dem Wollastonschcn Meniskus
an über Chevalier, Petzval bis zu den neuesten Konstruktionen von
Dnllineycr, Steinheil, Zeiß, Görz, Voigtländer, Taylor u. a.
R. Schüttauf hat einen Grundriß der Photographie geliefert, welcher
Theorie und Praxis der Negativ- und Positivprozesse, der Reproduktions-
verfahren und der Farbcnphotographie gründlich schildert. Ks erscheint
verständlich, daß der Verf. in Anbetracht der riesigen photographischen
Literatur auf die sonst für ein Handbuch unerläßliche Zitierung der
grundlegenden Arbeiten verzichtet und meist nur den Autor mit Jahres-
zahl im Text angegeben hat. Wenn aber von den sechs Zitaten unter
dem Strich, die sich in den 55 Seiten finden, eine die Stassche Arbeit
über die angeblichen verschiedenen Bromsilberinodifikationen und eine
die Mansfieldsche Mitteilung bezeichnet, daß kurzes Sieden schneller
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5»
Referate.
„reift", als mehrstündiges Erwärmen auf 32 — 35 0 , so scheint das doch
etwas willkürlich. Die Darstellungen selbst sind klar und frei von der
in photographischen Büchern oft anzutreffenden epischen Breite. Dem
Physiker dürften besonders die Kapitel über Sensibilisierung und über
Sensitometrie wertvoll sein, die sich in einem eventuellen Nachtrag oder
in einer Neuauflage mit Nutzen durch die Heranziehung der Arbeiten
von von Hübl, Abney, Hurter und Driffield, Englisch u. a. er-
weitern lassen würden; großen Dank würde sich der Verf. ohne Frage
auch durch Anfügung eines Kapitels über die für den Physiker besonders
wichtigen photographischen Aufgaben (Registrierverfahren etc.) verdienen.
H. Kayser gibt eine vollständige, vortrefflich disponierte Übersicht
über das Gesamtgebiet der Spektralanalyse (92 S.). Die Geschichte der Spek-
troskopie, die Hilfsmittel und Methoden zu Beobachtungen und Messungen
werden ausführlich geschildert; die Natur der kontinuierlichen Spektren
glühender fester Körper, der Bau der Linien- und Bandenspektren von
Gasen finden eine gründliche Beschreibung. Zwei Kapitel beschäftigen
sich mit der Theorie der Emission von Gasen, bezw. mit dem Doppler-
schen Prinzip; zwei weitere mit der Absorption und deren MessuDg.
Sehr erfreulicher Weise betont der Verf. hierbei die Notwendigkeit einer
einheitlichen Nomenklatur; er zeigt, welche Verwirrung durch verschieden-
sinnige Anwendung der Bezeichnung „Extinktionskoeffizient' 4 , durch ver-
schiedenartige Benennung einer und derselben Größe etc. entstanden ist,
und schlügt eine Anzahl von Bezeiclmungen bezw. Definitionen vor.
(Vor längerer Zeit hatte R. Luther [Z. phys. Chem. 33, 252, 1900]
gegen die in einigen Büchern und Abhandlungen zu findende wider-
sinnige Benennung des Verhältnisses „durchgehendes Licht : auffallendes
Licht" als „Extinktion" anstatt „Transparenz" oder „Durchsichtigkeit"
[„Durchlässigkeit" nennt es H. Kayser] Front gemacht und eine
Regelung der Angelegenheit durch die photographisrhe Sektion der
Naturforschcrvcrsammlung vorgeschlagen, die auch durch Einsetzung
einer Kommission in Aachen [1900] angebahnt, abt r — wohl infolge
Abschaffung der selbständigen Abteilung für wissenschaftliche Photographie
— nicht zustande gekommen ist.) Es wäre im höchsten Grade
wünschenswert, daß nunmehr auf Grund der Kayserschen Vorschläge
eine Einigung über diese wesentliche Frage herbeigeführt würde. —
Den Beschluß des spektralanalytischen Abschnittes bildet ein Kapitel
über das Sonnenspektrum. — Jeder Interessent wird aus den Aus-
führungen des Verf. sich für jegliche Art spektroskopischer Arbeiten
Rat erholen können; eine ebenso reichhaltige wie sorgfältig ausgewählte
Literaturzusammenstellung gestattet die schnelle Auffindung etwaiger
nötiger eingehenderer Schilderungen.
S. Czapski diskutiert die Theorie der Prismen und Prismensysteme
(26 S.); der Strahlengang im Prisma, die Abbildung durch Prismen-
systemc, die Eigenschaften der Spektren (Reinheit, Auflösung, Helligkeit)
sowie die Konstruktion der Dispersionsprismen werden unter Zitierung
der wichtigeren älteren und neueren Literatur gründlich erörtert.
E. Brodhun beschreibt nach einigen kurzen, die Definitionen der
photometrischen Grölien, sowie die Gesetze der Lichtausbreitung und
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Rtffirate.
59
Lichtschwächung enthaltenden Abschnitten sehr ausführlich (36 S.) die
Apparate und Methoden der Lichtmessung. Zunächst werden die Licht-
einheiten und Vergleichslichtquellen einer kritischen Besprechung unter-
zogen; sodann gibt der Verf. eine gründliche Darstellung der isochromen
Photometrie, wobei u. a. die Ermittelung der räumlichen Lichtverteilung
und der mittleren sphärischen Leuchtkraft geschildert wird; hierauf folgt
ein Kapitel über Spektrophotometrie und schließlich eine interessante
Zusammenstellung der Methoden für heterochrome Vergleichung. Da
wir zurzeit kein modernes Lehrbuch der Photometrie besitzen, werden
Brodhuns Ausführungen Physikern und Beleuchtungstechnikern höchst
willkommen sein.
A. Winkelmann behandelt in einem Abschnitt „Lumineszenz"
(29 S.) die allaktine Strahlung (Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Thermo-,
Tribo-, Kristallo-, Chemi- und Elektroluraineszenz). Die Beobachtungs-
methoden und die wichtigeren Ergebnisse auf diesem für theoretische
Behandlung schwer zugänglichen Gebiet sind mit Sorgfalt geschildert.
(Die auf S. 807 beschriebene Vernichtung der Phosphoreszenz durch
Druck wurde, soviel dem Ref. bekannt ist, zuerst von P. Waentig, Z.
f. phys. Chem. 44, 499, 1903, beobachtet.)
A. Winkelmann hat ferner eine kurze Zusammenstellung (9 S.)
über die chemischen Wirkungen des Lichtes gegeben, welche vornehmlich
die klassischen Untersuchungen von Bunsen und Roscoe über die
photochemische Vereinigung von Chlor und Wasserstoff, sowie die Arbeit
Pringsheims über photochemische Induktion behandelt. Es wäre zu
wünschen, daß der ausführliche Hinweis auf die exakten Arbeits- und
Rechnungsmethoden von Bunsen und Roscoe bei allen Photochemikern
Beachtung fände; dann wäre zu hoffen, daß die Photochemie allmählich
den anderen physikochemischen Gebieten ebenbürtig würde, wovon sie
jetzt allerdings noch recht weit entfernt ist. Bedauerlicherweise sind
seit den Arbeiten von Wittwer, von Bunsen und Roscoe und von
Pringsheim nur ganz wenige photochemische Untersuchungen (z. B.
von Eder, Roloff, Lemoine, Bodenstein, Luggin, Luther,
Wildermann, Bredig, Scholl) erschienen, die als wirklich exakt
gelten können; fast alle übrigen sind weit mehr beschreibenden als
messenden Charakters.
Die anderen Abschnitte liegen meist außerhalb der Interessensphäre
unserer Leser; es mag deshalb dem Berichterstatter, der vielen dieser
Kapitel gegenüber auch völlig inkompetent ist, gestattet sein, sich auf
die oben geschehene Titelangabe zu beschränken. Daß die Neuauflage
von Winkelmanns Handbuch von allen Seiten, nicht nur im Kreise
der Physiker, sondern auch bei Chemikern, Technikern u. a., aufs
freudigste begrüßt worden ist, braucht nicht hervorgehoben zu werden;
welch dringendes Bedürfnis zu einer neuen Bearbeitung vorlag, ist jedem
Lehrer und jedermann, der sich selbständig mit der Bearbeitung physi-
kalischer Fragen beschäftigt, wohlbekannt. Welche Arbeit in den ein-
zelnen Abschnitten steckt, wird allerdings nur derjenige richtig zu
würdigen wissen, der selbst eine Litcratursichtung vorgenommen hat.
6o
Referate.
Wiiikclmanns Handbuch steht in seiner Art einzig da in der ge-
samten Weltliteratur; wo praktische oder theoretische Physik getrieben
wird, ist es ein unentbehrlicher Ratgeber. Dali die Ausstattung des
Werkes, Druck und Abbildungen vortrefflich, die Preise der einzelnen
Teile dabei niedrig sind, mochte der Ref. noch besonders betonen.
Karl Schaum.
Karl Mack, Physikalische Hypothesen und ihre Wandlungen.
Akademische Festrede, Hohenheim i<». XI. 1904. kl. 8". 39 S.
Leipzig, 1905, Johann Ambrosius Barth. M. 1. — .
Der Wert von Hypothesen wird bekanntlich recht verschieden ein-
geschätzt; während Knergetiker und Phänomenologcn strengster Richtung
die Hypothese allerhöchsu-ns als Hilfsmittel zur Systematik zulassen
wollen, erblicken die Kinetiker in ihr ein unabweisbares Postulat unseres
Kausalitätsbedürfnisscs. Mag man der einen oder der anderen An-
schauung huldigen, man wird die klaren Darstellungen des Verf. mit
Interesse verfolgen und daraus ersehen, welch heuristischer Wert den
physikalischen Hypothesen innewohnt, und wie oft eine solche die „Vor-
stufe des Gesetzes" (Hclmholtz) gebildet hat. Die im Anhang bei-
gefügten Anmerkungen enthalten viel Interessantes; man wird angesichts
der neueren Ergebnisse auf dem Gebiet der Elektronik dem Verf. bei-
pflichten, wenn er im Gegensatz zu Poincarc annimmt, dali die Natur
in ihren Grundmechanismen kompliziert ist. Karl Schaum.
AugUStC et Louis Lumiere, Revue Trimestrielle des Tra-
vaux des Rccherches effectues dans les Lab. Phot. dir.
par A. et L. Lumiere. Fase. IV et V. Lyon, 1905, 1906.
Zusammenstellung einer Reihe von Experimentaluntersuchungen Ober
photographischc Prozesse. Karl Schaum.
HugO Hinterberger, VI. Jahresbericht über die Tätigkeit des
Privat-Laboratoriums für wissenschaftliche Photographie.
Wien, 1906, Selbstverlag des Universitätslehrers H. Hinterberger.
Das 31 S. starke, mit vortrefflichen Reproduktionen versehene Heft
enthält aulier dem Bericht über die Tätigkeit der genannten Anstalt im
Jahre 1905 einen Aufsatz des Verf. über Dreifarbcn-Mikrophotographic.
Karl Schaum.
Wiener Mitteilungen photographischen Inhalts, XL Jahrg.,
herausgeg. von R. Lechner (W. Müller), Wien I.
Die Lechnersche Zeitschrift erscheint von 1906 an in wesentlich
erweiterter Form. Das vorliegende Januarheft enthält Mitteilungen von
v. Hühl, Hauberrisser u. a. Karl Schaum.
Für die KcdakCion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. J„.
Zeltichrffl für wiHeirfdiaftlidie Photographie,
Phofophyfik und Photochemie
IV. Band. 1906. Heft 3.
Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
Von Emanuel Goldberg.
(Mit 17 Figuren.)
Teil I.
Reaktion zwischen Chlor und Benzol im Lichte.
Einleitung.
Luther und Weigert 1 ) haben neuerdings als Basis für photo-
chemische Kinetik die Regel aufgestellt, daß die Geschwindigkeit
photochemischer Vorgänge der pro Zeiteinheit chemisch absorbierten
Lichtmenge proportional ist. Diese Regel kann man auch so aus-
drücken, daß lichtempfindliche Stoffe sich an photochemischen Reak-
tionen stets mit der Ordnung gleich 1 beteiligen. Alle empirisch
untersuchten Vorgänge folgen dieser Regel. Die einzige Ausnahme
bildet der von Slator 2 ) untersuchte Fall, nämlich die Addition von
Chlor zu Benzol. Wie Slator gefunden hatte, ist die Geschwindig-
keit dieser Reaktion dem Quadrate der Chlorkonzentration direkt
proportional. Das könnte aber nur dann der Fall sein, wenn die
Reaktion zweiter Ordnung im Bezug auf Chlor ist und einen Aus-
nahmefall aus der oben erwähnten Regel bildet oder wenn die Ab-
sorptionsgesetze von Beer-Lambert in ihrer einfachen Gestalt keine
Gültigkeit haben, d. h. wenn die Lichtabsorption proportional dem
Quadrate der Chlorkonzentration ist.
Außerdem ist diese Reaktion noch in einer anderen Hinsicht
interessant. Wie ich nämlich seinerzeit 3 ) gezeigt habe, ist der
Temperaturkoeffizient der Reaktionsgeschwindigkeit aller bisher
untersuchten Lichtreaktionen weit kleiner, als der Temperatur-
koeffizient der anaktinischen *) Reaktionen. Der Temperaturkoeffizient
1) Luther und Weigert, Zeitschr. phys. Chem. 5$. p. 4.
2) Slator, Zeitschr. phys. Chem. 45. p. 5.
3) Goldberg, Z. phys. Chem. 41. p. 1.
4) Als anak tinisch bezeichne ich im folgenden solche Reaktionen, die im
Dunkeln, also ohne Gegenwart von Licht vor sich gehen.
Zeitschr. f. vi**. Phot. 4. 5
62
Goldbtrg.
— ~° der photochemischen Reaktionen ist im Durchschnitt gleich
!>* g e g en 2 »5 bis 3*5 bei anaktinischen Reaktionen. Nun hat
Slator 1 ) gefunden, daß die Reaktionsgeschwindigkeit der Reaktion
zwischen Chlor und Benzol im Lichte stark mit der Temperatur
wächst und zwar hat der Temperaturkoeffizient dieser Reak-
tion den Wert 1,5. Die Reaktion zwischen Chlor und Benzol bildet
also auch in dieser Hinsicht einen einzigen Ausnahmefall.
Da Slators Versuche nur einen vorläufigen Charakter tragen
und zudem seine Meßmethode die Gültigkeit der Beer-Lambert-
schen Gesetze involviert, so war eine ausführliche Untersuchung er-
wünscht.
Ich habe daher auf Anregung des Herrn Prof. Dr. R. Luther
die Wiederholung des photochemischen Teiles der Arbeit von Slator
vorgenommen, um speziell die Absorptionsverhältnisse und die
Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit mit der Temperatur zu
studieren. Außerdem hoffte ich durch vergleichende Versuche mit
anderen Stoffen, als Benzol, allgemeine Regelmäßigkeiten bei photo-
chemischen Chlorierungen auffinden zu können.
Literaturzusammenstellung.
Die Literatur über die Chlorierungen im Lichte ist sehr um-
fangreich. Ohne Vollständigkeit zu beanspruchen, will ich hier nur
diejenigen Arbeiten erwähnen, welche für die Erklärung der weiter
mitgeteilten Versuchsergebnisse von Wichtigkeit sind.
Chlor wirkt auf alle möglichen organischen Stoffe im
Lichte substituierend oder addierend ein; von diesen Reaktionen
will ich nur die folgenden nennen: Chlor reagiert im Lichte
mit Benzol, 8 ) Toluol, 3 ) Xylol, 4 ) Mesitylen, 4 ) Äthylbenzol/) Sulfo-
benzid, 5 ) Chlorbenzol, 6 ) Essigsäure, 7 ) Methan, 8 ) Kohlenwasser-
1) Slator, 1. c. p. 546.
2) Faraday, Annal. chim. phys. [z] 80. 274; Mitschcrlich, Pogg. Ann.
35. 170.
3) Schramm, Berl. Ber. IS. 608.
4) Radziewanowski und Schramm, Berichte d. Akad. d. Wissensch.
Krakau. 1898. 61.
5) Matthews, Jouro. Chem. Soc. 61. 108.
6) Jungfleisch Zeitsch. f. Ch. 1868. 486.
7) Dumas, Ann. Chim. Phys. 78. 75; Journ. prakt. Chem. 17. 202.
8) Hofniann, Lieb. Ann. 102. 1.
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
63
Stoffen der Reihen C„H 2n und C B H 2a -2, 1 ) Alkohol, *) Methyl-
äther *) usw. usw.
Von den anorganischen Reaktionen im Lichte sind seit sehr
langer Zeit die zwischen Chlor und Wasserstoff, 4 ) Chlor und Wasser,
Chlor und Kohlenoxyd bekannt, resp. quantitativ untersucht. 5 ) An
der ersteren dieser Reaktionen sind alle photochemischen Gesetze
entdeckt und geprüft worden.
Von den oben erwähnten organischen Reaktionen ist nur die
Addition von Chlor zu Benzol quantitativ von Slator untersucht
worden. Über die Addition von Chlor zu Benzol finden sich in
der Literatur folgende Angaben: Chlor kann man in zweierlei Weise
zu Benzol addieren, entweder direkt im Sonnenlichte bei gewöhn-
licher Temperatur 6 ) oder ohne Mitwirkung von Sonnenlicht unter
Verwendung von siedendem Benzol. 7 )
Wie weiter unten gezeigt werden wird, sind diese beiden
Methoden identisch, d. h. es handelt sich in beiden Fällen um eine
photochemische Reaktion, nur wird durch Anwesenheit von siedendem
Benzol die photochemische Empfindlichkeit so weit erhöht, daß die
übliche Laboratoriumsbeleuchtung ausreicht. Die Gründe für diese
Empfindlichkeitssteigerung werden ausführlich in dieser Arbeit be-
sprochen.
Außerdem existiert noch eine dritte Darstellungsmethode: Chlor
wird addiert durch Benzol beim Durchleiten im Dunkeln von Chlor
in eine 1 °/ tf Natronlösung, über der etwas Benzol geschichtet ist. 8 )
Wie ich mich durch besondere Versuche überzeugt habe, geht diese
Reaktion tatsächlich auch in absoluter Dunkelheit vollkommen glatt
vor sich. Über den Mechanismus dieser Reaktion lassen sich zurzeit
nur Vermutungen anstellen (vergl. Seite 94). Die Addition von
Chlor zu Benzol im Lichte geht verhältnismäßig glatt vor sich; es
bilden sich dabei gleichzeitig u- und /9-Benzolhexachloride; über die
Mengenverhältnisse dieser beiden Verbindungen fehlen nähere An-
1) Kömer, Lieb. Ann. 233. p. 172.
2) Schmidt, Journ. pr. Chcra. [2]. 19. 393.
3) Cahour, C. R. 23. p. 1070, 1846.
4) Eine vollständige Literaturzusammenstellung findet sich bei Mellor, Journ.
Chem. Soc. 79. p. 216.
5) Mehr qualitativ ist ferner von Cordier, Monatsh. für Chemie. 21. p. 660.
1900 die Photochemie der Einwirkung von Chlor auf Silber und Kupfer studiert.
6) Faraday, Mitscherlich 1. c.
7) Lesimple, Lieb. Ann. 137. p. 123.
8) Slator, 1. c. ferner eigene Versuche.
5*
64
Goldberg.
gaben; die Bildung von Substitutionsprodukten geht ohne Gegen-
wart von Katalysatoren im Lichte nahezu gar nicht vor sich und
die Spur der bei der Lichtreaktion sich bildenden Salzsäure ist wohl
nur auf eine ganz geringe Verunreinigung der Flüssigkeit durch
einen Katalysator zu schieben. 1 )
Die Reaktion zwischen Chlor und Benzol gehört zu den relativ
wenigen, die so lichtempfindlich sind, daß sie eine Verwendung von
künstlichem Lichte (Bogenlicht, Uviollicht) gestattet. Dies ist selbst-
verständlich flir eine quantitative Untersuchung von großem Wert.
Technische Ausführung der Versuche.
Meine Aufgabe bestand, wie schon erwähnt, darin, unter mög-
lichst definierten Licht- und Konzentrationsverhältnissen den Ver-
lauf der Reaktion zwischen Chlor und Benzol im Lichte zu studieren.
Da es von vornherein nicht ausgeschlossen war,
daß die von Slator gefundenen Ergebnisse in prinzi-
piellen Fehlern der Sla torschen Untersuchungsmethode
begründet waren, so wurde eine ganz besondere Sorg-
falt angewandt, um solche Fehler auszuschließen.
Die Untersuchungen von Slator waren zum Teil
in dünnen Glasröhren ausgeführt. Gegen die An-
wendung solcher Gefäße spricht in erster Linie folgen-
der Grund. In solchen runden Gefäßen lassen sich
gar keine quantitativen Absorptionsversuche ausfuhren
und gerade auf solche sollte in erster Linie die Auf-
merksamkeit gerichtet werden. Die Verteilung des
Lichtes in solchen dünnen Röhren ist eine ganz eigen-
tümliche und kann sogar zu eigenartigen Kompli-
kationen Anlaß geben. So z. B. zeigt ein einfacher
Versuch, daß bei Verwendung konzentrischer Röhren
(Fig. 1) unter Umständen die Reaktionsgeschwindigkeit
im äußeren Gefäß a kleiner ist, als im inneren b, trotzdem schein-
bar die Lichtstärke größer im äußeren Gefäße sein sollte.
Dieses etwas paradoxe Ergebnis erklärt sich durch Konzentrie-
rung des Lichtes infolge der Brechung des Lichtes beim Eintritt
in das äußere Gefäß.
Weiterhin habe ich eine besondere Sorgfalt auf gutes Durch-
rühren des Reaktionsgemisches verwandt, da die entstehende Benzol-
Fig. i.
i) Matthews, Journ. Chem. Soc. o9. p. 166.
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen. 65
hexachloridlösung ein viel größeres spezifisches Gewicht hat, als
Benzol, und daher beim Belichten einer Chlorlösung im Benzol in
Schlieren zu Boden sinkt und sich dort als farblose Lösung an-
sammelt Hierdurch wird die dem Lichte ausgesetzte Fläche des
chlorhaltigen Gemenges verringert.
1
Fig. 2.
So sind die Bedingungen für ein Reaktionsgefäß im vorliegenden
Falle die folgenden:
Vollkommene Luftdichtigkeit,
Planparallelität,
Einrichtung zum Durchrühren,
Stirnwände aus Quarz oder möglichst dünnem Glas.
Nach vielen Versuchen bin ich zu der folgenden Form dieser
Gefäße gelangt, welche sich auch vollkommen bewährt hat. Die
Gefäße bestehen aus einer dicken Spiegelglasplatte tn (Dicke
ca. 6 — 8 mm), welche in der Mitte eine große runde Durchbohrung
(ca. 60—70 mm Durchmesser) hat (Fig. 2 d). An diese Spiegelglas-
platte ist von einer Seite eine ganz dünne (0,8 mm) Glasplatte c an
den Bändern gekittet Durch diese Stirnplatte erfolgt die Belichtung.
Von der Rückseite wird auf die Spiegelglasplatte eine dickere
(2 — 3 mm) Platte n ebenfalls aus Spiegelglas aufgeschoben. Hier-
durch resultiert ein innerer Hohlraum d von ca. 20 — 25 ccm. Diese
verschiebbare Rückwand n trägt ein kleines Loch b, so daß bei
66
geeigneter Lage dieser Platte n eine Kommunikation mit dem inneren
Räume möglich wird.
Das Gefäß kann in der in Fig. 3 skizzierten Lage gefüllt (A)
und entleert (B) werden. Nachdem das Gefäß gefüllt ist, wird die
rückwärtige Platte n ein Stück weitergeschoben, wodurch die in der
großen Durchbohrung d befindliche Flüssigkeit von der Luft ab-
geschlossen wird. Die Rückwand hält durch Kapillarkraft ohne
jede Verkittung so gut, daß auch nach mehreren Stunden kaum ein
Kubikzentimeter Luft in das Gefäß eindringt. Zum Entleeren legt
man das Gefäß so, daß das kleine Loch b in der Rückwand nach
unten kommt, schiebt die dünne Glasplatte n ein Stück nach oben
und nimmt mit der Pipette die nötige Menge der Flüssigkeit heraus.
Fig. 3. Fig. 4.
Beim Einfüllen und Entleeren müssen die Gefäße auf einer schwach
geneigten Unterlage K liegen. 1 )
Bei der Belichtung werden die Gefäße auf einer großen Holz-
scheibe / (Fig. 4) befestigt, welche vor der Lichtquelle aufgestellt
und durch ein Elektromotor in dauernde langsame Rotation ver-
setzt wird.
Das Durchmischen der Flüssigkeit wird durch ein Glasstäbchen
r (Fig. 4) besorgt, welches vor dem Anlegen der Rückwand in das
Gefäß hereingelegt wird und welches beim Rotieren der Gefäße seine
Lage immerwährend ändert und dadurch die Flüssigkeit dauernd
1) Die beschriebenen Gefäße können auch für wässerige Lösungen verwandt
werden, wie es auch bei den im zweiten Teile beschriebenen Versuchen geschehen
ist. Doch reichte die Kapillarkraft zum Festhalten der Gefäße nicht mehr aus, so
daß dieselben außerdem durch Gummiringe zusammengehalten wurden.
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
67
durchmischt. Das Rotieren der Gefäße auf einer solchen Scheibe
hat den großen Vorteil, daß bei Anwendung einer punktförmigen
(Bogenlicht) oder linienförmigen (Uviollampe) Lichtquelle die durch-
schnittliche Lichtstärke in allen Gefäßen die gleiche ist, was zu ver-
gleichenden Versuchen unbedingt notwendig ist.
Von den bekannten im Handel befindlichen (Leybold'schen)
zusammengekitteten Gefäßen haben die beschriebenen den großen
Vorzug, daß sie sich ohne weiteres auseinandernehmen und reinigen
lassen, was bei zusammengekitteten Gefäßen unmöglich ist. Weiter-
hin lassen sich die neuen Gefäße rotieren und sind sehr billig und
gleichmäßig herzustellen, was bei vergleichenden Versuchen, wo
immer eine ganze Reihe von Gefäßen nötig ist, von großem Vor-
teil ist
Was die Luftdichtigkeit der Gefäße anbetrifft, so war sie so
groß, daß eine Konzentrationsänderung der Lösung durch Ver-
dampfung des Benzols oder Verflüchtigung des Chlors so gut wie
ausgeschlossen war. Jedoch hielt kein Gefäß absolut dicht und
schon infolge der Temperaturveränderungen sickerte ganz langsam
Flüssigkeit heraus, wobei von oben Luft eintrat. Doch da die Luft-
blase auch nach Stunden höchstens 1 ccm groß war, so schien ein
Einfluß von dieser Seite ausgeschlossen. Wie sich später heraus-
gestellt hat, spielt gerade diese eintretende Luft eine große Rolle.
Als Lichtquelle wurde in den allermeisten Versuchen eine
Differentialbogenlampe von 50 Volt und 10 Ampere, in einigen Ver-
suchen eine Uviollampe von Schott mit einer Stromstärke von
2 1 /, Ampere benutzt.
Zur Bereitung der Lösungen wurde Kahlbaum'sches „thiophen-
freies" Benzol verwandt, welches kurz vorher über metallischem
Natrium destilliert und über trockenem Chlorcalcium aufbewahrt
wurde. Auf die Trockenheit des Benzols wurde ganz besondere
Sorgfalt angewandt, da schon bei Gegenwart von Spuren von Wasser
das im Lichte gebildete Benzolhexachlorid das Entstehen einer trüben
Emulsion verursacht. 1 ) Das Chlor wurde aus Kaliumbichromat und
Salzsäure gewonnen, durch zwei Waschflaschen mit Wasser, eine
Chlorcalciumröhre und zwei Waschflaschen mit Schwefelsaure durch-
geleitet und im Benzol im Dunkeln gelöst.
Die so hergestellte Lösung wurde direkt aus der Aufbewah-
1) Übrigens zeigten spätere Versuche, daß ein Überschuß von Wasser auf die
Reaktion keinen Einfluß hat.
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68
rungsflasche, die wie eine Spritzflasche eingerichtet war, in die oben
beschriebenen Belichtungsgefäße bei gelbem Lichte eingefüllt.
Wegen der Flüchtigkeit des Chlors konnte der Reaktionsver-
lauf nicht durch sukzessive Analysen der Flüssigkeit in einem ein-
zigen Gefäß studiert werden, sondern es mußte für jede Titration
ein besonderes Gefäß belichtet werden. Auf die Gleichheit ver-
schiedener Gefäße wurde besondere Sorgfalt angewandt und bei
parallelen Versuchen die Gefäße vertauscht. 1 )
Zur Analyse wurde aus den Gefäßen eine bestimmte Menge
der Flüssigkeit herausgenommen mittels einer Pipette von Jakowkin,*)
welche sich vorzüglich bewährt hat Die Flüssigkeit wurde in eine
Stöpselflasche einpipettiert, mit 1 j t normalem Jodkalium und kleiner
Menge von Salzsäure versetzt und unter starkem Schütteln mit
ca. l j t0 n. Natriumthiosulfatlösung titriert Zur Bestimmung des
Endpunktes der Titration brauchte man keine Stärke anwenden,
da schon eine Spur von Jod dem Benzol eine genügende Färbung
erteilt. 3 )
Um genügende Konstanz der Bogenlampe zu erzielen, habe
ich sie immer wenigstens eine halbe Stunde vor dem Anfange des
Versuchs angezündet und immer gewartet, bis die Stromstärke auf
ihren konstanten Wert von 8Y 2 Ampere gesunken war. Einzelne
Reihen von Versuchen wurden zur besseren Vergleichbarkeit, soweit
es möglich war, mit Chlorlösungen, welche mit demselben Chlor
bereitet waren und mit denselben Bogenlampenkohlen ausgeführt
Vorläufige Versuche.
Schon bei den ersten Versuchen stieß ich auf große Schwierig-
keiten. Bei gleichzeitiger Belichtung einiger Gefäße in ganz den-
selben Bedingungen konnte ich nicht immer gleiche Endtiter erhalten.
Bald erhielt ich ziemlich gute Übereinstimmung der verschiedenen
Gefäße untereinander, bald zeigten aber dieselben Gefäße bei schein-
bar ganz denselben Bedingungen verschiedene Endtiter.
Die Ursache dieser mangelhaften Reproduzierbarkeit konnte in
1) Dabei stellten sich viel später bei Durchsicht des umfangreichen Versuchs-
materials gewisse Regelmäßigkeiten heraus, in dem Sinne, daß nämlich eine be-
stimmte Kombination von Hohlkörper und Rückwand stets dieselben Abwei-
chungen ergab.
2) Jakowkin, Zcitschr. phys. Chem. 29. p. 626.
3) Schwezow, Zeitschr. anal. Chem. 44. p. 85.
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
69
der Inkonstanz der aktiven Lichtstrahlen liegen. Eis wurden deshalb
verschiedene Lichtquellen (Tageslicht, Bogenlampe, Uviollicht) aus-
probiert.
Wegen der oben (Seite 63) erwähnten Wirkung alkalischer Lösungen
auf die Benzolhexachloridbildung schien ein Einfluß des Wasser-
glaszinkoxydkittes nicht ausgeschlossen. Es wurden daher nach-
einander verschiedene Kitte systematisch verglichen (Gelatine, Fisch-
leim, Gummi, Paraffin + P,0 6 , Wasserglas + ZnO usw.) ohne
positives Resultat.
Da ferner eine verschiedene selektive Absorption der einzelnen
vorderen Glasplatten nicht ausgeschlossen war, so wurden auch
diese systematisch variiert, indes ergaben sich auch hier keinerlei
Fingerzeige für die mangelhafte Reproduzierbarkeit.
Ebenso erfolglos wurde der Einfluß der Darstellungsmethoden
von Chlor, der Anwesenheit von Wasser und Salzsäure, der Er-
wärmung der Gefäße durch Lichtstrahlen untersucht
Nach all diesen vergeblichen Bemühungen, die unbekannten
Störungen zu eliminieren, blieb mir nichts anderes übrig, als jeden
Versuch doppelt oder dreifach auszufuhren und nur wenn beide
resp. alle drei Versuche gleiche Resultate ergaben, die gefundenen
Zahlen als reell anzusehen.
Aber auch die so gefundenen Zahlen lagen weit ab von dem,
was ich erwartet habe, wie im folgenden Kapitel gezeigt werden wird
Der Verlauf der Reaktion zwischen Chlor und Benzol
im Lichte.
Die Kurven, welche den Verlauf der Reaktion darstellen, haben
ein unerwartetes Aussehen, wie die Fig. 5 zeigt
In der Tabelle 1, deren Zahlen zur Konstruktion der Kurven
der Fig. 5 gedient haben, ist in der Kolumne / die verflossene Zeit
in Minuten, in der Kolumne C t die Konzentration in Millimolen pro
Liter angegeben.
Tabelle 1.
*
Ct
Ct
Ct
Ct
Ct
0
85,0
61,8
45.6
33,1
19.0
20
7«,3
35,4
2 4.5
13,6
£
58,5
40.3
25,6
17.2
10,1
33.o
25.4
•7.9
11,4
7,3
4,4
i.9
3.«
5,8
5.'
7 o
Goldlvrg.
In der Fig. 5 ist C T als Funktion von / dargestellt Schon der
Anblick dieser Kurve zeigt, daß der Reaktionsverlauf nicht mit Hilfe
der üblichen photochemischen Gesetze dargestellt werden kann.
Noch schärfer tritt das in den Fig. 6 und 7 hervor, wo die
d C
Geschwindigkeit — als Funktion von / (Fig. 6) und C T (Fig. 7) ver-
zeichnet ist. Man sieht sofort, daß die Geschwindigkeit keine ein-
deutige Funktion der Chlorkonzentration ist, sondern von dem An-
fangsgehalte des Chlors abhängt. Während bei kleinen Anfangs-
konzentrationen die Geschwindigkeit mit sinkender Chlorkonzentration
C
T t
Fig. 5. Fiß. 6.
sinkt, ist ein gerade umgekehrtes Verhalten bei hohen Chlorkonzen-
trationen zu bemerken. Die Geschwindigkeit nimmt dabei bei
sinkender Chlorkonzentration zu.
Um zu sehen, ob diese Regelmäßigkeit tatsächlich vorhanden
ist, machte ich einige Versuche bei noch höheren Anfangskonzen-
trationen des Chlors. Diese Versuche zeigten eine besonders schlechte
Reproduzierbarkeit. Indes ergab sich aus vielen Versuchen, daß
die Erscheinung der Selbstbeschleunigung in noch erhöhtem Maße
auftritt.
Die Reaktion schien in zwei Stufen zu verlaufen: in der ersten
Stufe ging die Reaktion langsam vor sich, bis zu einem gewissen
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen. 71
Zeitpunkte, wo mit einem Male die Geschwindigkeit sich so stark
vergrößerte, daß die ganze Chlormenge in einer sehr kurzen Zeit
in die Reaktion eintrat. Einfach mit dem Auge ließ sich die Ent-
färbung der Flüssigkeit erfolgen. Die Kurve des Reaktionsverlaufs
hatte annähernd die Form der Fig. 8.
Da, wie erwähnt, diese Erscheinung sehr schlecht reduzierbar
war, so versuchte ich mich auf eine andere Weise von den Ver-
schiedenheiten der einzelnen Gefäße frei zu machen. Es wurde die
plötzliche Entfärbung photographisch verfolgt. Ein Streifen photo-
C
Fig. 7. Fig. 8.
graphischen Papiers wurde hinter der Küvette gelegt und jede
Minute ein Stück weitergeschoben. Der Streifen hatte nach Be-
endigung des Versuchs folgendes Aussehen (Fig. 9):
In den ersten Minuten wurde das Licht vollkommen verschluckt,
das Papier blieb beinahe weiß, bis zu einem gewissen Zeitpunkte,
wo im Verlaufe von zwei Minuten eine gänzliche Aufhellung ein-
trat und das Papier sich sehr stark bräunte. Von diesem Moment
blieb die Bräunung konstant
Diese Methode wurde noch in der Weise verbessert, daß an-
statt der aktinometrischen Messung des Gesamtlichtes eine spektro-
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72
Goldberg.
photographische Messung vorgenommen wurde. Zu diesem Zwecke
wurde eins von den oben beschriebenen Reaktionsgefäßen mit der
:j60
Fig. 10.
Fig. 9.
Flüssigkeit gefüllt, so aufgestellt,
daß es zwischen der Bogenlampe
und dem Spalt des Spektrophoto-
graphen sich befand. Während
die Reaktion zwischen Chlor und
Benzol im dauernd rotierenden
Gefäß vor sich ging, machte ich
fortwährende photographische Auf-
nahmen der Absorptionsspektra.
Wie die photographischen Auf-
nahmen in der Fig. 10 zeigen,
war das Absorptionsband während
der ersten Stufe der Reaktion
sehr lang und erstreckte sich von
k 410 bis nach dem ultravioletten
Ende. Bei der Fortschreitung der
Reaktion zog sich das Absorp-
tionsband in einem bestimmten
Moment sehr schnell nach dem ultravioletten Ende zusammen und
verschwand endlich aus dem Bereiche des Spektrographen. Diese
Spektrographien deuten auch auf eine Reaktionskurve, wie sie in
der Fig. 8 gezeichnet ist
Untersuchung der Störungen im Reaktionsverlaufe.
a) Temperaturerhöhung des Reaktionsgemisches.
Die oben erwähnte rätselhafte Erscheinung konnte eventuell in
der stärkeren Erwärmung der Flüssigkeit durch die stärkere Ab-
sorption der konzentrierteren Lösung ihren Grund haben.
t
Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen. 73
Slator 1 ) hatte nämlich bei seiner Untersuchung gefunden, daß die
Reaktion zwischen Chlor und Benzol im Lichte einen auffallend
großen Temperaturkoeffizienten im Vergleich mit anderen photo-
chemischen Reaktionen hatte. Der Temperaturkoeffizient dieser
Reaktion betrug nach Slator A ^!° = 1,5.
Da die oben beschriebenen Versuche bei der elektrischen Bogen-
lampe, die eine ziemlich beträchtliche Wärmestrahlung besitzt, aus-
geführt waren, und da die Verwendung eines Thermostaten infolge
technischer Schwierigkeiten ausgeschlossen war, so schien es von
vornherein wahrscheinlich, daß die Erhöhung der Reaktionsgeschwin-
digkeit in der zweiten Stufe der Reaktion durch eine Temperatur-
steigerung verursacht wurde. Zur Ermittelung dieser Temperatur-
steigerung wurde in einem der Gefäße anstatt des Glasstäbchens zum
Durchmischen der Flüssigkeit ein 4 cm langes Thermometer nach
Anschütz eingeschlossen, um die Temperatur während der Reaktion
zu verfolgen. Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Temperatur-
steigerung in keinem Falle so groß war, daß man durch dieselbe
die geschilderten Abweichungen erklären könnte. Doch habe ich
bei allen weiteren Versuchen einen Filter für Wärmestrahlen ange-
wandt, welcher aus einer planparallelen mit Wasser gefüllten Glas-
küvette bestand, die in den Gang der Strahlen der Bogenlampe
eingeschaltet war. Wie die Tabelle 2 zeigt, war dann die Tempe-
ratursteigerung viel kleiner:
Tabelle 2.
Entfernung des Reaktionsgefäßes von der Bogenlampe ca. 35 cm.
Wärmefilter: Wasserschicht von 1 1 mm Dicke.
ohne Wasserfilter
mit Wasserfilter
22°
20 0
Temperatur nach einer Belichtungsdauer
*7»
22°
Da aber auch durch Verwendung eines Wärmefilters der charak-
teristische Verlauf der Reaktion nicht geändert wurde, so mußte die
Ursache in chemischen Eigentümlichkeiten gesucht werden.
Am nächsten lag die Untersuchung der Einwirkung der Reak-
tionsprodukte.
l) Slator, 1. c. p. 546.
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74
Goldberg.
b) Einfluß der Reaktionsproduktc.
Die Reaktionsprodukte könnten den Reaktionsverlauf in der
Weise optisch beeinflussen, daß sie irgendwie die Absorption des
Lichtes in dem System verandern. Dies wurde durch eine einfache
spektrophotographische Untersuchung geprüft. Es erwies sich, daß
die Reaktionsprodukte keine Absorptionsbanden haben, sondern daß
die Benzolchlorlösung nach der Reaktion nicht mehr Licht absor-
biert, als reines Benzol. In der Fig. Ii sind die Absorptionsspektra
des leeren Reaktionsgefäßes (2), des reinen Benzols in diesem Gefäß (3),
des durchreagierten Gemisches (4), einer 1 /e" nonna l en Lösung von
Chlor in Benzol vor der Reaktion (5) und das reine Spektrum der
VZfl 390 360
Fig. II.
elektrischen Bogenlampe (1) photographisch abgebildet. Es ist aus
diesen Aufnahmen direkt zu ersehen, daß, während eine */„ n Chlor-
lösung das ganze ultraviolette Licht bis zur Wellenlänge A 410 ver-
schluckt l ), das durchreagierte Gemisch, ebenso wie das reine Benzol
alles Licht, welches durch die Glasstirnwände des Reaktionsgefäßes
durchgeht, auch hindurchläßt.
Nun war es noch zu prüfen, ob die Reaktionsprodukte einen
rein chemischen Einfluß auf den Reaktionsverlauf haben. Zur Unter-
suchung dieses Einflusses wurde eine konzentrierte Chlorlösung in
Benzol (ca. 1 j i n) so lange belichtet, bis das ganze Chlor verschwunden
war und dann eine bestimmte Menge von diesem durchreagierten
Gemisch zu einer frischen Chlorlösung zugesetzt. Ebensoich eine
1 ) Da ich Absorptiousküvettcn aus Glas gebraucht habe, so erstreckte sich der
ultraviolette Teil meiner Spcktrographicu nur bis X 300.
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
75
Menge von reinem Benzol wurde zu einer anderen Portion einer
Chlorlösung zugesetzt. So erhielt ich zwei Lösungen, welche eine
gleiche Anfangskonzentration von Chlor hatten, aber von denen die
eine Reaktionsprodukte enthielt, die andere aber nicht Bei gleich-
zeitiger Belichtung konnte ich keinen Unterschied in dem Reaktions-
verlaufe bemerken, wie die folgende Tabelle 3 zeigt:
Tabelle 3.
Belichtung: 35 Min. bei Bogenlampe.
Reak tionsgemisch
An f an ^skonzentration
Endkonzentration
JC
in Millimolen pro Liter
ohne Reaktionsprodukte .
mit Reaktionsprodukten . .
11,8 7,9
",8 7.8
3.9
4,0
So wurde die Frage über den Einfluß der Reaktionsprodukte
auf den Reaktionsverlauf im verneinenden Sinne entschieden.
Nicht unmöglich war es, daß die stets, wenn auch in kleiner
Menge sich bildende Salzsäure einen beschleunigenden Einfluß auf
den Reaktionsverlauf hatte. Durch besondere Versuche habe ich mich
überzeugt, daß das nicht der Fall ist. Ebensowenig übt auch im
Überschuß vorhandenes Wasser einen Einfluß auf den Verlauf der
Reaktion aus.
c) Vorübergehende Bildung eines Katalysators während
der Reaktion.
Es lag aber noch die Möglichkeit des Einflusses intermediärer
Reaktionsprodukte vor. Es könnte während der Reaktion ein Kata-
lysator gebildet werden, der aber im Laufe der weiteren Reaktion
wieder verzehrt wird und in den definitiven Produkten nicht vor-
handen ist.
Daher versuchte ich ebenfalls mittelst spektrophotographischer
Aufnahmen mir über die Anwesenheit eines solchen Katalysators
Klarheit zu verschaffen. Es wurden in verschiedenen Stadien der
Reaktion spektrophotographische Aufnahmen gemacht in der auf
S. 19 beschriebenen Versuchsanordnung. An diesen Spektrographien
konnte ich aber kein Auftreten neuer Absorptionsbanden während
der Reaktion bemerken (vgl. auch Fig. 10) und so konnten aus
diesen Untersuchungen keine positiven Schlüsse gezogen werden.
76
Goldberg.
d) Beziehungen zur photochemischen Induktion.
Es lag nahe, die Selbstbeschleunigung, die (bei hohen Chlor-
konzentrationen) im Laufe der Reaktion eintritt, mit der von Bunsen
und Roscoe studierten Induktion in Beziehung zu bringen.
Eis darf nicht verkannt werden, daß mancherlei Unterschiede
vorliegen. Immerhin erschien es von Interesse experimentell zu
prüfen, ob die von mir beobachtete Erscheinung die gleichen Eigen-
schaften hatte, wie die von Bunsen und Roscoe beschriebene
„photochemische Induktion". Als das am meisten charakteristische
Merkmal dieser „photochemischen Induktion" bei Chlorknallgas resp.
Cl, + CO, d. h. der allmählichen Aktivierung eines Gemenges, scheint
mir der allmähliche freiwillige Rückgang dieser Aktivierung im
Dunkeln zu sein (die Deduktion — wie sie Wildermann 1 ) nennt).
Auch andere Forscher schreiben dem Auftreten dieser „Deduk-
tion" eine theoretisch sehr wichtige Bedeutung zu, insofern als eine
Induktion (im Licht) und eine Deduktion (im Dunkeln) in ihrer
Gesamtheit einen umkehrbaren photochemischen Vorgang ergeben
würden.
Die Versuche über das Verschwinden der Induktion im Dunkeln
(d. h. über die Deduktion) wurden folgendermaßen ausgeführt. Von
zwei Gefäßen mit gleicher Füllung wurde das eine kontinuierlich,
das andere intermittierend belichtet, indes so, daß die gesamte Be-
lichtungszeit für beide Gefäße die gleiche war. Das Ergebnis dieses
Versuches in der Tabelle 4 zeigt, daß während des Aufbewahrens
im Dunkeln die Induktion sich nicht verminderte.
Tabelle 4.
Gesamte
Anfangs-
End-
Belichtungszeit
konzentration
konzentration
in Minuten
in Millimolen pro Liter
ununterbrochene Belichtung .
60
85.0
3,2
Belichtung = 30 Min. [
Verdunkelung = 30 Min. \ .
30 + 3°
85,0
2,5
Belichtung = 30 Min. J
Es tritt also keine Deduktion ein. Im Gegenteil scheint sogar
das intermittierend belichtete Gemisch ein wenig rascher zu reagieren
als das kontinuierlich dem Lichte ausgesetzte. Dies konnten Ver-
I) Wildermann, Zeitschr. f. phys. Chem. 42. 257.
Digitized by Google
Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
77
suchsfehler sein, doch war die Möglichkeit nicht ausgeschlossen,
daß das einmal belichtet gewesene Gemenge im Dunkeln weiter
reagierte. Ich selbst stellte einige Versuche zur näheren Erforschung
dieser Erscheinung an.
Diese Versuche wurden folgendermaßen ausgeführt. Ein Benzol-
Chlorgemenge wurde eine gewisse Zeit lang belichtet. Hierauf wurde
ein Teil sofort titriert, während der Rest erst titriert wurde, nachdem
es die Zeit T im Dunkeln gestanden hatte.
Wie die Tabelle 5 zeigt, konnte keine Nachwirkung konstatiert
werden.
Tabelle 5.
Anfangskonzentration
Endkonzentration beim sofortigen Titrieren . .
Endkonzentration beim Titrieren nach der Zeit T
T — 23 Min. T *= 200 Min.
6/V 580
52,5 41.3
Einfluß des Luftvolums.
Durch einen Zufall fand ich die Ursache sowohl des eigentüm-
lichen Reaktionsverlaufs, wie der mangelhaften Reproduzierbarkeit.
Ich bemerkte nämlich, daß bei gleichzeitiger Belichtung identischer
Lösung in verschiedenen Gefässen der Endtiter in denjenigen größer,
also die Reaktionsgeschwindigkeit kleiner war, wo das eingedrungene
Luftbläschen größer war. Bei nachträglicher Durchsicht des Labo-
ratoriumjournals stellte es sich heraus, daß bei Parallel versuchen stets
eine bestimmte Kombination von Hohlgefäß und Rückwand die
größeren Endtiter, also kleinere Reaktionsgeschwindigkeiten ergab.
Gerade diese Kombination war weniger luftdicht und gab zur Bildung
von etwas größeren Luftblasen Veranlassung.
Nach Feststellung dieser Tatsache wurden verschiedene Ver-
suche gemacht, um die Art des Einflusses dieses Luftraumes zu
erkennen. Von diesen Versuchen sollen die folgenden ausführlich
beschrieben werden:
Zwei gleiche Gefäße wurden mit gleicher Flüssigkeit gefüllt und
gleichzeitig eine bestimmte Zeit belichtet. Dann wurde aus dem
einen eine Hälfte der Flüssigkeit herausgenommen (ohne das Gefäß
von der Bogenlampe zu entfernen) und titriert, um den Stand der
Reaktion zu kennen. Die Belichtung des Restes der Flüssigkeit in
dem betreffenden Gefäße wurde bei dauerndem Rühren fortgesetzt.
In dem Vergleichsgefäß, das dauernd nahezu gefüllt war, trat schon
Zeittchr. f. ww». Pho». «. 6
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7«
Goldberg.
nach einigen Minuten die zweite Stufe der Reaktion, d. h. der
schnelle Verbrauch des Chlors ein, während in dem halbentleerten
Gefäße die Reaktion sehr langsam weiter vor sich ging.
Tabelle 6.
Konzentration in Millimolen
vollgefülltes
halbgefülltes
pro Liter nach
Gefäß
Gefäß
0 (Anfangskonzentration . . .
174,0
i74,o
/ =
C»55>°]
>55.o
t ~
3>i 132.0
IV1
Der einzige Unterschied zwischen den beiden Gefäßen war der,
daß in dem zweiten Gefäß nach dem Herausnehmen der Hälfte der
Flüssigkeit eine große Luftblase entstand, während in dem Ver-
gleichsgefäß das nicht der Fall war.
Einfluß des Sauerstoffs auf den Reaktionsverlauf.
Zur näheren Erforschung dieser Erscheinung mußte ich andere
Gefäße wählen, da es sich jetzt um Versuche mit Gasen handelte.
^ Ich habe zu diesem Zwecke die Gefäße, wie sie Gros 1 )
in seiner Arbeit über die Lichtempfindlichkeit des
FluoresceYns verwandt, benutzt. Die Gefäße (Fig. 12)
bestehen aus Glasröhren vom gleichen Durchmesser
aus dickem Glase und haben oben einen gut einge-
schliffenen Hahn, welcher auch ohne jedes Schmier-
mittel genügend gut schloß. Dies war gerade in
meinem Falle, wo Benzol und Chlor alle üblichen
Schmiermittel angreifen, von großem Vorteil. Die
Gefäße hielten ohne weiteres Vakuum, ebenso wie
einen Überdruck von 2 1 / a Atmosphären aus. Doch
hatten diese Gefäße den großen Übelstand, daß sie
keine quantitativen Mischungen gestatteten, sondern
nur qualitative, auf welche ich mich auch in der
weiteren Untersuchung beschränken mußte.
Nachdem die Tatsache der Einwirkung der Luft
auf den Reaktionsverlauf festgestellt wurde, war es vor
allem das Wichtigste festzustellen, welcher Bestandteil der Luft die
verzögernde Wirkung ausübt. Zu diesem Zwecke wurden ver-
gleichende Versuche in der folgenden Versuchsanordnung ausgeführt.
1) Gros, Zeitschr. phys. Chcm. 37. p. 157. 1901.
Fig. 12.
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Beiträge zw Kinetik photochemischer Reaktionen. 79
Zwei Grossche Gefäße füllte ich mit der gleichen Lösung, indem
ich sie evakuierte und dann mit dem dünnen Rohre a (Fig. 12)
nach unten in eine Chlorlösung im Benzol eintauchte. Beim vor-
sichtigen öffnen der Hähne drang die Flüssigkeit in die Gefäße.
Die Geläße wurden immer bis ca. einem Drittel gefüllt und dann
die Hähne wieder geschlossen. Ein Gefäß wurde evakuiert gelassen,
während ich in das andere ein Gas unter dem nötigen Drucke aus
einer Bombe, die mit einem Manometer verbunden war, einpreßte.
Schon die ersten Versuche bei dieser Anordnung zeigten, daß,
während Stickstoff, Kohlensäure und Wasserstoff gar keinen oder
einen sehr geringen Einfluß auf den Reaktionsverlauf hatten, die
Reaktion durch Sauerstoff außerordentlich verzögert wurde. Nach
dem Feststellen dieser Tatsache wurden Versuche mit Sauerstoff von
verschiedenem Drucke gemacht und es erwies sich alsbald, daß die
Verzögerung in hohem Maße von dem Sauerstoffdruck abhängig war.
In einer Flüssigkeit, welche unter einem Sauerstoffdruck von ca.
3^3 Atm. stand, ging die Reaktion so langsam, daß beim Lichte
einer Uviollampe resp. Bogenlampe auch nach stundenlangem Be-
lichten noch keine Änderung in der Farbe der Lösung bemerkbar
war und nur im direkten Juni -Sonnenlichte verschwand nach
2 1 /« Stunden langer Belichtung die Farbe der Lösung. Nach einer
groben Schätzung ging die Reaktion unter dem Sauerstoffdruck ca.
70 — 80 mal langsamer, als in einem vom Sauerstoff befreiten Gefäß.
Die Resultate dieser Versuche sind kurz in der Tabelle 7 zu-
sammengestellt.
Tabelle 7.
0,4 n Chlor lösung in Grosschen Gefäßen
von 30 mm Dicke.
Der obere Teil der Gefäße
Die Farbe der Lösung
Belichtet
gefüllt mit
verschwand nach:
mit
15 Min.
45 »
•5
20 „
20 „
2»/, Std.
3V, »
Bogen-
lampe in
15 cm
Entfer-
nung
2 Min.
*V. std.
direktem
Sonnen-
licht
6«
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8o Goldberg.
Reaktion im Gasraume.
Bei den letztbeschriebenen Versuchen bemerkte ich, daß gleich-
zeitig mit der Reaktion in der Lösung sich auch eine Reaktion im
Gasraume vollzieht. Das Chlor wirkt dabei auf die Dämpfe von
Benzol im Lichte ein. Diese Reaktion ist bedeutend weniger licht-
empfindlich, als die Reaktion in der Flüssigkeit Doch sieht man
beim Ausstellen eines zum Teil mit der Benzol-Chlorlösung gefüllten
Grosschen Gefäßes an die Sonne oder an das helle Tageslicht eine
sofortige Bildung eines dicken weißen Nebels, welcher von der
Flüssigkeit beim Schütteln absorbiert wird. Dieser Nebel besteht
aus im Lichte gebildetem Benzolhexachlorid, welches
sich beim Schütteln im Benzol auflöst.
Diese Reaktion ist ebenfalls im hohen Maße sauer-
stoffempfindlich. Beim Drucke von 3 1 ( s Atm. Sauerstoff
a kann man kaum eine Nebelbildung bemerken, während
dieselbe in einem evakuierten Gefäße sofort erfolgt.
Aus Gründen, welche ich später auseinandersetzen
werde, war es interessant zu entscheiden, ob der Einfluß
des Sauerstoffs sich nur auf die gaslörmige Phase, oder
auch auf die flüssige Phase des Reaktionsgemisches aus-
dehnt. Dazu hatte ich zwei Geläße, jedes aus zwei
Kugeln bestehend, verwandt (Fig. 1 3). Die unteren Kugeln
der beiden Gefäße wurden mit einer ca. \ s // Benzol-
Chlorlösung vollgefüllt Diese Lösung wurde vorher
Fig^i3. einige Zeit mit Luft geschüttelt, um sie mit Luftsauer-
stoff zu sättigen (über die Löslichkeit von Sauerstoff im
Benzol siehe weiter unten). Dann wurde die obere Kugel des einen
Gefäßes evakuiert, während in der oberen Kugel des Vergleichs-
gefäßes sich Luft befand. Dann wurden die mittleren Hähne b
geöffnet, die Flüssigkeit zum Teil aus den Kugeln c in die oberen
Kugeln a durch Schütteln übergeführt und eine Zeitlang heftig
geschüttelt, um die flüssige und die gasförmige Phase in Gleich-
gewicht zu bringen. Die Flüssigkeiten wurden durch Schütteln in die
unteren Kugeln c der Gefäße zurückgeführt und die mittleren Hähne b
geschlossen. Die Kugeln c waren dabei mit Flüssigkeit ohne Luft-
blase vollgefüllt Dadurch erzielte ich, daß die Konzentration des
Sauerstoffs in dem ersten Gefäße viel kleiner war (ca. 5 mal), als in
dem zweiten, da der größte Teil des im Benzol gelösten Sauerstoffs
in den oberen (vorher evakuierten) Gasraum a überging, wahrend
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
81
die Flüssigkeit im zweiten Gefäß mit Sauerstoff gesättigt blieb. Bei
Belichtung war die Reaktionsgeschwindigkeit im zweiten Gefäß viel
kleiner, als im ersten. Dieses beweist erstens, daß der Einfluß des
Sauerstoffs gerade in der flüssigen Phase sehr groß ist, da doch im
beschriebenen Versuche die Flüssigkeiten vom Gasraume vollkommen
abgeschlossen waren. Zweitens beweist dieser Versuch, daß man
auch den im Benzol schon von vornherein enthaltenen Sauerstoff
ebenfalls in Retracht ziehen muß. Um die Menge des im Benzol
sich lösenden Sauerstoffs kennen zu lernen, habe ich Löslichkeits-
versuche angestellt.
Löslichkeit von Sauerstoff im Benzol.
Die Löslichkeit vom Sauerstoff im Benzol ist noch nicht ge-
messen worden. Zu dieser Messung habe ich den Apparat von
Geffken 1 ) benutzt. Ich verweise, was die Einzelheiten der Methode
betrifft, auf die Originalarbcit von Geffken, da ich beinahe ganz
nach seiner Methode gearbeitet habe. Das ausgekochte Benzol habe
ich nicht nach der Methode von Geffken, sondern nach Just 2 ) in
das Absorptionsgefäß übergeführt, da die Benutzung der Kautschuk-
schläuche bei mir ausgeschlossen war. Da ich außerdem keine
Schmiermittel für die Hähne anwenden durfte, so war auch die
Übereinstimmung zwischen einzelnen Versuchen bei mir nicht so
gut, wie bei Geffken, jedoch für meine Zwecke vollkommen aus-
reichend. Wie die Tabelle 8 zeigt, erhielt ich für die Löslichkeit /
(nach Ostwald) den Wert 0,185 im Mittel aus drei Versuchen.
Die Berechnung der Tabelle 8 geschah nach der Formel:
(V t -VA'- 11 - ■ T — - V A
. Oft H-PT A TB
T A Cg« /'Fl
wo lr A — Löslichkeit bei Temperatur Ta
Cf e — Konzentration des Gases in der flüssigen Phase
C t3L% — Konzentration des Gases in der Gasphase
V a — das Gasvolum in der Bürette vor dem Versuch
V„ — das Gasv r olum in der Bürette nach dem Versuch
H — der Barometerstand
Pt a — der Dampfdruck der Flüssigkeit bei Ta
1) Geffken, Zeitschr. phys. Chem. 49. p. 251.
2) Just, Zeitschr. phys. Chem. 5J7. p. 342.
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82
Goldberg.
T A — die Temperatur des Thermostaten
T B — die Temperatur der Gasbürette
V A — das Volumen der aus dem Absorptionsgefäß herausge-
lassenen Flüssigkeit
Vn — das Volumen der Flüssigkeit im Schüttelgefäß nach dem
Versuch.
Tabelle 8.
V A = 25 ccm T A = 298,0
Vn = 76,6 P Ta = 95.5 (Young).
1 Versuch
2 Versuch
3 Versuch
Va
47,0
49,5
46,5
r.
12,0
•4.'
10,8
H
75°
750
750
7b
295.3
295.3
295.5
woher
0,180
0,184
0,190
0.185
Wenn man aus dem Werte der Löslichkeit annähernd die
Mengen des Sauerstoffs in meinen Reaktionsgefäßen berechnet, so
ergibt sich, daß in einem Gefäß von 25 ccm Inhalt, ca. 1 ccm d. h.
ca. 1,5 mg Sauerstoff im Benzol gelöst enthalten war. Daraus ist
zu ersehen, daß eine Luftblase von 1 — 2 ccm eine sehr große
Wirkung auf die Reaktion ausüben könnte.
Sauerstofffreie Lösungen.
Nach der Feststellung der Tatsache, daß Sauerstoff sich in nicht
unbeträchtlicher Menge im Benzol löst, war es von Interesse zu
versuchen, eine sauerstofffreie Lösung von Chlor im Benzol zu er-
halten. Dieselbe zu bereiten habe ich folgendermaßen versucht:
Mit dem Chlorentwicklungsapparat wurde ein Gefäß (Fig. 14) zur
Aufnahme des Benzols durch einen Dreiweghahn verbunden. Durch
einen Hahn a konnte Chlor entweder in die Luft oder in das Gefäß
mit Benzol geleitet werden. V on der anderen Seite war das Gefäß
mit Benzol durch einen einfachen Glashahn b abgeschlossen. Das
Gefäß wurde mit Benzol gefüllt, schwach angewärmt, unter der Luft-
pumpe evakuiert und in der üblichen Weise ausgekocht, um es von
dem gelösten Sauerstoff zu befreien. Daraufhin wurden die Hähne
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
83
geschlossen und das Gefäß an den Chlorentwicklungsapparat ange-
schlossen, so daß das Chlor durch den Dreiweghahn in die Luft
abgeleitet wurde. Nach einstündigem Durchleiten von Chlor in die
Luft wurde der Dreiweghahn so gestellt,
daß das Chlor in das Benzol ging. Die
Absorption von Chlor durch das ent-
gaste Benzol war sehr heftig und es
mußten besondere Vorsichtsmaßregeln
getroffen werden, damit keine Luft in
den Apparat durch die Sicherheitsröhren
eindrang. Nachdem genügend Chlor
absorbiert war, wurde das Gefäß von
dem Chlorentwicklungsapparat abge-
nommen und bei geschlossenen Hähnen
belichtet. Die Reaktionsgeschwindigkeit
war sehr groß, viel größer als bei Be-
lichtung eines sauerstoffhaltigen Ge-
misches unter denselben Bedingungen.
Dabei konnte ich keine Trennung der Reaktion in zwei Stufen be-
merken, wie es bei den früher (Seite 71) beschriebenen Versuchen
der Fall war. Vielmehr entfärbte sich die Flüssigkeit ganz allmäh-
lich und stetig in einer sehr kurzen Zeit (ca. 1 Minute in 15 cm
Entfernung von der Uviollampe). Das bedeutet, daß der im Benzol
gelöste Sauerstoff eine sehr große Rolle in dem Reaktionsverlaufe
spielt (siehe auch Seite 81).
Fig. 14.
Spezifische Sauerstoffwirkung auf photochemische Chlor-
reaktionen.
Der verzögernde Einfluß von Sauerstoff auf Photochlorierungen
scheint eine allgemeine Erscheinung zu sein.
Schon Bunsen und Roscoe haben einen sehr starken ver-
zögernden Einfluß des Sauerstoffs auf die Reaktion zwischen Chlor
und Wasserstoff bemerkt; in ihrer Arbeit 1 ) teilen sie mit, daß ein
Zusatz von 1,3 °/ 0 Sauerstoff die Reaktionsgeschwindigkeit von 100
auf 2,7 vermindert. Wir werden unten auf die Ergebnisse von
Bunsen und Roscoe zurückkommen. Auch Wildermann 8 ) be-
1) Bunsen und Roscoe, Pogg. Ann. 100. p. 500.
2) Wildermann, Zeitschr. phys. Chem. 42. p. 311.
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8 4
merkte einen großen Einfluß von Sauerstoff auf die Vereinigung von
Chlor mit Kohlenoxyd.
Unter der Kapitelüberschritt:
Einfluß geringer Spuren von Luft und Wasser auf das
Gemisch von reinem Chlor und Kohlenoxyd (und andere
gasförmige Systeme)"
äußert er sich folgendermaßen:
„Die Beimengung geringer Spuren von Luft hat einen
stark verzögernden Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit
Bunsen und Roscoe fanden, daß dasselbe für eine Mischung
von Chlor und Wasserstoff gilt, so daß dieser Einfluß für
alle gasförmigen Systeme zu bestehen scheint."
Auch weiter spricht Wildermann nur über eine katalytische
Wirkung von Gasen auf gasförmige Systeme. W T ie ich jedoch weiter
unten /.eigen werde, erstreckt sich diese Wirkung nicht nur auf
gasförmige, sondern auch auf flüssige Systeme und ist auch nicht
rein katalytisch, sondern ist höchstwahrscheinlich mit einem Ver-
brauch von Sauerstoff verknüpft.
Nachdem bei den Reaktionen zwischen Wasserstoff und Chlor
(Bunsen und Roscoe), Kohlenoxyd und Chlor (Wildermann),
Benzol und Chlor (Goldberg) ein verzögernder Einfluß des Sauer-
stoffs festgestellt war, lag es nahe, auch andere Photochlorierungen
auf ihre Sauerstoffempfindlichkeit zu untersuchen. Ich habe daher
die Wirkung von Sauerstoff noch an mehreren anderen Reaktionen
studiert und habe in allen untersuchten Fällen (ohne Ausnahme) die
verzögernde Wirkung von Sauerstoff erhalten. So habe ich in der
beschriebenen Versuchsanordnung (Grossche Gefäße Fig. 12) Chlor-
lösungen in Toluol, Xylol, Essigsäure untersucht und überall gefun-
den, daß Sauerstoff von 2 1 /} Atm. Überdruck die Reaktion sehr
stark verzögert.
Wie die Tabelle 9 (S. 25) zeigt, ist diese Verzögerung besonders
ausgeprägt in der Reaktion zwischen Toluol und Chlor, wo in dem
evakuierten Gefäße die Reaktion schon im Abstände von 1 Meter
vom Fenster in 1 — 2 Minuten vor sich geht, während dieselbe
Reaktion unter dem Sauerstoffdrucke von 3^ Atm. nur beim direkten
Sonnenlichte eintritt Zum Vergleiche wurde auch die Bromierung
von Benzol im Lichte herangezogen.
Auf einen sehr wesentlichen Punkt möchte ich noch aufmerk-
sam machen. Es handelt sich bei diesen untersuchten Reaktionen
um ganz verschiedene Chlorwirkungen. Während die Reaktion
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
85
Tabelle 9.
Vakuum
Sauerstoff
Reaktionsgemisch
bestand aus
3 Vi Atm.
Entfärbung nach
Chlor + Toluol . .
Chlor + Xylol . .
Chlor + Essigsäure .
Chlor 4- Benzol . .
90 Sek.
2\, Std.
50 Min.
2 1 /, Std.
Brom 4- Benzol
Reine Sauerstoffwirkung
zwischen Chlor und Benzol und zwischen Chlor und Kohlenoxyd
Additionsreaktionen sind, haben wir in der Reaktion Chlor -Essig-
säure, Chlor-Xylol reine Substitutionsreaktionen. Es scheint also,
daß die Wirkung von Sauerstoff auf Chlor eine ganz spezifische ist
und daß dieselbe nur im Lichte, aber dann schon immer beobachtet
werden kann. Darauf deutet auch die immer noch rätselhafte Er-
scheinung, welche zuerst vonDraper 1 ) beobachtet war (Drape rscher
Effekt) und welche darin besteht, daß beim Belichten eines Gemisches
von Chlor und Wasserstoff eine plötzliche Volumzunahme erfolgt,
die in einigen Augenblicken verschwindet. Dieser Effekt kann aber
nur bei vollkommener Abwesenheit von Sauerstoff 8 ) beobachtet
werden.
Da sich mithin außerordentlich verschiedene Photochlorierungen
(organische und anorganische, aliphatische und aromatische, Additions-
und Substitutionsreaktionen) als sauerstoffempfindlich erwiesen, so
glaube ich, daß (allerdings auf Grund einer unvollkommenen logischen
Induktion) der allgemeine Satz ausgesprochen werden kann:
Alle Photochlorierungen werden durch Sauerstoff ver-
zögert.
Verbrauch des Sauerstoffs während der Reaktion.
Die Tatsache, daß unabhängig von der Natur des Chlorakzep-
tors jegliche Photochloricrung durch Sauerstoff verzögert wird, ist
insofern von Wichtigkeit, als mit großer Wahrscheinlichkeit die Er-
fahrungen bei einer speziellen Reaktion auf alle anderen übertragen
werden dürfen. Die Tatsache, daß die Sauerstoffempfindlichkeit der
1) Draper, Phil. Mag. [3J 44. p. 422 und [4^ 28. p. 405.
2) Mellor und Anderson, Journal Chem. Soc. 81. p. 414.
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86
Benzol-Chlorreaktion relativ klein, die sauerstofffreie Reaktionsge-
schwindigkeit relativ groß ist, macht diese Reaktion besonders ge-
eignet, tiefer in die spezifische Wirkung einzudringen.
Sehr wichtig scheint mir der Umstand zu sein, daß alle Er-
fahrungen dafür sprechen, daß Sauerstoff bei den photochetnischen
Chlorierungen verbraucht wird.
Zunächst scheint Sauerstoff wie ein Katalysator zu wirken. Für
die Annahme solch einer katalytischen Wirkung spricht die Tat-
sache, daß schon ganz kleine Sauerstoffmengen, welche in keinem
Verhältnisse zur vorhandenen Chlormenge stehen, eine sehr große
Verzögerung der Reaktion hervorrufen. So genügt eine Luftblase
von 7 10 cem in einem Gefäß mit 25 cem l j 9 n Benzol-Chlorlösung
zur starken Verzögerung der Reaktion; dabei ist das Verhältnis
zwischen Sauerstoff- und Chlormenge gleich 1 : 2000.
Andererseits sprechen die Kurven der Fig. 8 (Seite 71) deudich
für einen Verbrauch des Sauerstoffs während der Reaktion. Denn
wäre der Sauerstoff nicht verbraucht, so könnte kein plötzliches
Anwachsen der Reaktionsgeschwindigkeit während der zweiten Stufe
der Reaktion bei höheren Konzentrationen stattfinden. Auch die
Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit nicht nur von dem
Sauerstoffen/^ (also seiner Konzentration in der flüssigen Phase),
sondern auch von der Sauerstoffo/r/agr (die ja doch keinen Einfluß
auf die Konzentration des Sauerstoffs hat) kann nur durch die An-
nahme des Verbrauchs des Sauerstoffs während der Reaktion er-
klärt werden.
Über den Mechanismus des Verbrauchs von Sauerstoff läßt
sich absolut nichts sagen. Ob es sich um eine chemische Reaktion
zwischen Chlor und Sauerstoff handelt, oder ob Sauerstoff inter-
mediär an der Reaktion beteiligt ist, das zu entscheiden, fehlen zur-
zeit jede Anhaltspunkte. Es sind Versuche geplant, die vielleicht
hierüber Aufklärung verschaffen werden. Jedenfalls ist es im hohen
Grade wahrscheinlich, daß nicht nur bei Benzolchlorierung, sondern
bei allen photochemischen Chlorreaktionen ein Verbrauch von Sauer-
stoff stattfindet.
Zusammenhang zwischen den Induktionserscheinungen und
dem Sauerstoff verbrauch.
Verschiedene Gründe, die ich weiter unten auseinandersetzen
werde, sprechen dafür, daß auch die sogenannte „photochemische
Induktion" und „Deduktion" in ihrem Wesen auf den Sauerstoff-
Digitized by Google
Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen. Sj
verbrauch bei den Photochlorierungen zurückzuführen sind.. Diese
Gründe sind die folgenden:
Die Induktionserscheinungen sind mit Sicherheit nur bei den
photochemischen £"A/<?rreaktionen bekannt, da bei allen anderen
Lichtreaktionen man sie auf andere Umstände zurückfuhren kann. 1 )
Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß nur von Bunsen und
Roscoe quantitative Versuche über den Retrag der Wirkung des
Sauerstoffs auf den Reaktionsverlauf und insbesondere auf die In-
duktionsperiode ausgeführt sind. Bunsen und Roscoe haben aber
ihr Chlor aus Salzsäure durch Elektrolyte dargestellt. Bei dieser
Darstellungsmethode bildet sich immer eine geringe Menge von
Sauerstoff, wie es von Mellor 8 ) gezeigt wurde. Da bei der Re-
aktion zwischen Chlor und Wasserstoff schon ein Billionstel Sauer-
stoff eine starke verzögernde Wirkung hat 8 ), so muß man annehmen,
daß das Reaktionsgemisch in der Regel mit geringen Spuren von
Sauerstoff verunreinigt war und es ist überhaupt zweifelhaft ob man
bei Manipulationen mit Gasen das Eindringen solcher Spuren von
Luft in die Gefäße verhüten kann. Da aber Sauerstoff während
der Lichtreaktion allmählich verbraucht wird, so nimmt die Ver-
zögerung der Reaktion durch den Sauerstoff dauernd ab, also die
Reaktionsgeschwindigkeit steigt dauernd bis zu einem gewissen
Zeitpunkt, wo praktisch der ganze im Gemisch vorhandene Sauer-
stoff verbraucht ist („Induktionsmaximum" nachBunsen und Roscoe).
Nach der Erreichung dieses Zeitpunktes bleibt die Geschwindigkeit
konstant oder ändert sich nach den allgemeinen Gesetzen. Falls
aber das Gemisch stark mit Sauerstoff verunreinigt ist, so bleibt
die Verzögerung während der ganzen Reaktionsdauer sehr stark
und infolge des Überschusses von Sauerstoff konstant.
Darum muß die Reaktion in solchen Gemischen von Anfang
an sehr langsam, aber mit konstanter Geschwindigkeit vor sich gehen. 4 )
1) Die Induktion und Deduktion bei photoelektrischen Erscheinungen lassen
sich voraussichtlich auf Diffusion der photochemischen Zersetzungsprodukte zurück-
fuhren. Die Induktion bei der Zersetzung von Oxalsäure + Oxydationsmittel oder
Katalysator resp. bei CL, + H,0 erklärt sich durch die Lösung gasförmiger Reak-
tionsprodukte usw.
2) Mellor, Journ. Chem. Soc. 79. p. 216.
3) Bunsen und Roscoe, Pogg. Ann. 100. p. 66.
4) Das Vorhandensein resp. die Verkürzung der Induktionsperiode bei den mit
Sauerstoff verunreinigten Gasgemischen, kann ich aus den bei Bunsen und Roscoe
mitgeteilten Zahlen nicht herauslesen.
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88
Goldberg.
Ein Blick auf die Kurve I der Fig. 1 5 *) zeigt, daß diese Forderung
vollkommen erfüllt wird.
Da die normale Sauerstoffverunreinigung von zufälligen Be-
dingungen abhängt, so müssen die „Induktionszeiten", d. h. die
Zeiten, während welcher der vorhandene Sauerstoff praktisch voll-
kommen verbraucht wird, stark bei den einzelnen Versuchen dif-
ferieren. Diese Forderung trifft ebenfalls vollkommen zu. Bunsen
und Roscoe sagen in ihrer Arbeit 2 ), daß die „Zeitdauer, bis zu
welcher das Maximum der photochemischen Induktion eintritt, je
nach den Umständen sehr verschieden ist".
Schwierig ist auf den ersten Anblick die „Deduktion", d. h.
die allmähliche Abnahme der Aktivität im Dunkeln auf Grund
meiner Hypothese zu erklären, da doch, wenn einmal der ganze
Sauerstoff verbraucht ist, keine erneute Verzögerung bei neuer Be-
lichtung stattfinden dürfte. Diese Deduktion ist jedoch durchaus
nicht so sicher untersucht, wie die Induktion. Vielmehr folgt aus
der neuen Untersuchung von Chapman und Burgess 3 ), daß die
Deduktion überhaupt keine dem Chlorknallgas eigentümliche Er-
scheinung ist, sondern daß sie nur dann eintritt, wenn das Gemisch
über Wasser oder in einem Aktinometer auf Glas aufbewahrt wird.
1 ) Die Fig. 15 ist nach den von Bunsen und Roscoe mitgeteilten Zahlen gezeichnet.
2) Bunsen und Roscoe, Pogg. Ann. J00. p. 484.
3) Chapman und Burgess, Proc. Roy. Soc. 74. p. 400.
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Betträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
8 9
In einem Quarzaktinometer trat diese Erscheinung überhaupt nicht
ein und auch nach tagelangem Aufbewahren blieb das einmal „in-
duzierte" Gemisch aktiv. Nun ist es aber bekannt, daß erstens Chlor
bei Berührung mit Wasser langsam Sauerstoff entwickelt und zweitens,
daß die Glaswände sehr stark Gase, also auch Sauerstoff absorbieren.
Daher ist es wahrscheinlich, daß das Reaktionsgemisch beim Stehen
im Dunkeln allmählich mit Sauerstoff verunreinigt wird und seine
Aktivität verliert.
Alle diese Betrachtungen lassen sich vollkommen auch auf den
anderen sicher untersuchten Fall der Induktion, nämlich die Re-
aktion zwischen Chlor und Kohlenoxyd im Lichte übertragen.
Ebenso, wie auf Vereinigung von Chlor mit Wasserstoff, wirken
auch auf diese Reaktion schon ganz geringe Spuren von Sauerstoff
verzögernd ein. Durch einen Vergleich der Tabellen 3 und 4 der
Wildermannschen Arbeit 1 ) kann man den kolossalen Einfluß von
„außerordentlich" geringen Spuren von Luft auf den Gang der
Reaktion ersehen. Bei der Untersuchung dieser Reaktion durch
Dyson und Harden*) fiel es auf, daß es unmöglich war, bei ver-
schiedenen Versuchen dieselbe Induktionsperiode zu erhalten ^; endlich,
was die Periode der Deduktion anbetrifft, so erwies sie sich bei
Wildermann, Dyson und Harden als sehr lang und außer-
ordentlich von den Zufälligkeiten abhängig, was sich wohl von
meinem Standpunkte durch die umfassenden Vorsichtsmaßregeln
gegen das Eindringen von Luft erklärt. Jedoch, wie Wildermann
selbst zugibt, war es ihm unmöglich, den Apparat dauernd voll-
kommen vor dem Eindringen des Sauerstoffs zu schützen, daher mußte
das Gemisch sich, wenn auch sehr langsam, mit Sauerstoff verun-
reinigen, d. h. die Periode der Deduktion mußte, wenn auch spät,
eintreten.
Von keinem ist bisher der interessante Versuch ausgeführt, ein
und dasselbe Reaktionsgemisch im Insolationsgefäße einigemal hinter-
einander zu belichten und zu verdunkeln. Aus den Versuchen vonWil-
derman scheint es hervorzugehen, daß der Betrag der Induktion
bei derartiger Versuchsanordnung immer kleiner und kleiner wer-
den würde.
1) Wildermann, Zeitschr. phys. Chcm. 42. p. 305, 307.
2) Dyion und Harden, Joum. Cbem. Soc. 83. p. 201.
3) Auch die von Dyson und Harden behauptete Verkürzung der Induktions-
periode, ebenso wie überhaupt das Vorhandensein solcher Induktionsperiode hei über-
schüssiger Luft kann ich aus den mitgeteilten Vcrsuchszahlen nicht herauslesen.
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90
Kurz zusammengefaßt, glaube ich folgende Annahme aussprechen
zu können:
Eine Induktion öezw. Deduktion als eine spezifisch photo-
chemische Erscheinung existiert überhaupt nicht.
In einzelnen Fällen, speziell bei photochemischen Chlorreak-
tionen beobachtet man eine starke Verzögerung der Reaktion durch
den Einfluß von Sauerstoff; bei größeren Mengen von Sauerstoff
ist diese Erscheinung dauernd, bei ganz minimalen Spuren dieses
Gases werden sie allmählich durch die Reaktion verbraucht und
dann verläuft dieselbe weiter normal. Da aber das System nie vor dem
Eindringen solcher Spuren von Luft geschützt werden kann, so tritt
beim Stehenlassen des Reaktionsgemisches im Dunkeln nach einiger
Zeit eine neue Verunreinigung mit Sauerstoff und mithin eine Ver-
zögerung der Reaktion ein, der man früher eine physikalische Be-
deutung zuschrieb.
Zusammenhang zwischen der Aktivierung des Chlors im Lichte
und dem Sauerstoffverbrauch.
In einem tiefen Zusammenhange mit den Induktionserscheinungen
steht nach meiner Ansicht eine andere Eigentümlichkeit der photo-
chemischen Chlorreaktionen, nämlich die Aktivierung des Chlors für
sich beim Belichten oder bei Einwirkung von dunklen (stillen) elek-
trischen Entladungen. Ebenso, wie die Induktionserscheinungen
wurde auch die Aktivieruug, d. h. die Erhöhung der Reaktions-
fähigkeit nur beim Chlor beobachtet.
Dabei muß man nach meiner Meinung streng zwei Arten dieser
Erhöhung der Reaktionsfähigkeit unterscheiden; einerseits wird Chlor
in dem Sinne reaktionsfähiger, daß er schneller in photochemische
Reaktionen mit anderen Stoffen eintritt; andererseits kann eine Er-
höhung der Reaktionsfähigkeit darin bestehen, daß vorbelichtetes
Chlor im Dunkeln mit solchen Stoffen leicht reagiert, mit denen es
ohne vorherige Belichtung gar nicht oder in schwachem Maße in
Reaktion eintritt.
Die Existenz der Aktivierung überhaupt wurde sehr lange von
verschiedenen Forschern bezweifelt Während die erste Art der
Erhöhung der Reaktionsfähigkeit jetzt ziemlich sicher durch eine
ganze Reihe kürzlich erschienener Arbeiten 1 ) nachgewiesen ist, ist
i) Mcllor, Proceed. Chem. Soc. 20. p. 140; Bevan, Proc. Roy. Soc. 72.
p. 5; Chapman und Burgess, Proc. Cheii). Soc. 20. p. 164.
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Beiträge zur Kitietik photochemischer Reaktionen.
91
die Existenz der zweiten Art noch immer sehr zweifelhaft; in den
vor kurzem gleichzeitig erschienenen Arbeiten von Ruß x ) und Foster*)
kommen die beiden Forscher zu direkt entgegengesetzten Resultaten:
Ruß hat eine ziemlich starke Aktivierung des Chlors durch dunkle
Entladungen erhalten, während Foster diese Aktivierung bei der-
selben Anordnung der Versuche nicht bemerken konnte.
So können wir nur die erste Art der Aktivierung als erwiesen
ansehen und nur auf diese wollen wir unser Augenmerk richten.
Im Lichte der oben mitgeteilten Versuchsergebnisse über den Sauer-
stoffverbrauch bei den photochemischen Chlorreaktionen erhält die
Erscheinung der Aktivierung die folgende Erklärung:
Von allen bekannten lichtempfindlichen Reaktionen ist eine
Aktivierung nur bei C'/i/orreaktionen nachgewiesen. Von den Be-
standteilen dieser letzteren Reaktionen wird nur Chlor aktiviert,
niemals aber Wasserstoff usw., wie es von Mellor 8 ) und Bevan')
sicher nachgewiesen ist. Nun ist aber das zu den Untersuchungen
angewandte Chlor in allen Fällen etwas (wenn auch minimal)
sauerstoffhaltig. Beim vorherigen Belichten dieses Chlors tritt die
Reaktion mit Sauerstoff ein, der Sauerstoff wird verbraucht, ergo
Chlor wird reaktionsfähiger und wirkt demnach auf den zu chlo-
rierenden Stoff im Lichte viel stärker ein, als ohne vorherige Be-
lichtung. Mit anderen Worten die photochemischen Chlorreaktionen
werden durch Vorbelichtung des Chlors beschleunigt. Darin besteht
aber doch die Erscheinung der Aktivierung.
Für diese Auffassung sprechen folgende Gründe: Erstens, ist,
wie oben gezeigt, die Reaktion zwischen Chlor und Sauerstoff ganz
unabhängig von der Natur des zu chlorierenden Stoffes, was darauf
schließen läßt, daß Chlor mit Sauerstoff auch ohne einen dritten
Stoff reagieren kann. Zweitens muß man aus dem Zusammenhang der
Induktionserscheinungen mit dem Sauerstoffverbrauch den Schluß
ziehen, daß eine Vorbelichtung des Chlors die Sauerstoffmenge,
welche in diesem enthalten ist, vermindern wird und infolgedessen
muß die Induktions/rr/Wf bei dem Gemenge von belichtetem Chlor
und Wasserstoff kleiner sein, als beim unbelichteten Chlor. Das
lnduktions/«^//«///// soll jedoch nicht abhängen davon, ob Chlor
aktiviert, d. h. vorbelichtet wurde oder nicht, da doch, nachdem
1) Ruß, Berl. Berichte. 38. p. 1310.
2) Foster, Berl. Berichte. 38. p. 1 781.
3) Mellor, Proc. Chem. Soc. 20. p. 53 und 140.
4) Bevan, Proc. Roy. Soc. 72. p. 5.
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92
Goldberg.
praktisch der ganze vorhandene Sauerstoff verbraucht, die Reaktions-
geschwindigkeit nicht von der Vorgeschichte des Chlors abhängen
kann. Die Untersuchungen von Mellor 1 ) haben diese Schlüsse
vollkommen bestätigt, wie die folgenden Zahlen, die aus der Arbeit
von Mellor entnommen sind, deutlich beweisen.
Tabelle 10.
1
Bewegung des Index mit
Gewöhnlicher
Chlor
Zeit
Chlor
Chlor
und
uml stille
Acetylenlicht
Entladung
I
O.I
1,8
2-5
2
o,i
4,4*
4.2*
3
<M
4
',5
5
3.0
6
4.0*
Mit einem Sternchen sind die Induktionsmaxima verzeichnet
Man sieht, daß, während die Induktionsperiode bei einer Vorbelich-
tung des Chlors durch Azetylenlicht dreimal so kurz geworden ist,
sich das Induktionsmaximum kaum geändert hat.
Über die Rolle der stillen Entladungen bei der Aktivierung
fehlen nähere Angaben. Es ist möglich, daß auch bei elektrischer
Entladung Sauerstoff in eine Verbindung mit Chlor ähnlich, wie
bei Belichtung, übergeführt wird.
Erörterung der Resultate.
1. Es ist festgestellt worden, daß die Reaktion zwischen Chlor
und Benzol im Lichte sehr stark durch den in der Flüssigkeit ge-
lösten Luftsauerstoff verlangsamt wird. Daher ist die Geschwindigkeit
dieser Reaktion eine Funktion der Konzentration und der Menge
des vorhandenen Sauerstoffs. Da die Herstellung vollkommen sauer-
stofffreier Flüssigkeiten mit ganz bedeutenden Schwierigkeiten ver-
knüpft ist, so eignet sich die genannte Reaktion gar nicht zu quan-
titativen Messungen. Da weiterhin Slator bei Ausführung seiner
Untersuchung diesen Sauerstoffeinfluß nicht kannte und also nicht
1) Mellor, Proc. Chem. Soc. 20. p. 140, nach Chem. Centr. Die Original-
abhandlung stand mir leider nicht zur Verfugung.
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Beiträgt zur Kinetik photochemischer Reaktionen. 93
— : .
berücksichtigen konnte, so sind die von ihm erhaltenen Zahlen zur
Rechnung nicht verwertbar. Die von ihm erhaltene Regelmäßigkeit,
daß die Reaktionsgeschwindigkeit dem Quadrate der Chlorkonzen-
tration proportional ist (zweite Ordnung der Reaktion in bezug auf
Chlor) ist durch zufällige Kompensation verschiedener Störungen zu
erklären und ist nicht spezifisch für diese Reaktion. Der einzige
Ausnahmefall von der allgemeinen Regel (erste Ordnung in bezug
auf den lichtempfindlichen Stoff) scheidet somit aus.
2. Der anormal große Temperaturkoeftizient dieser Lichtreaktion
läßt sich folgendermaßen erklären: Da, wie oben ausführlich aus-
einandergesetzt, die Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration
des gelösten Sauerstoffs abhängig ist und da diese Konzentration
nach der allgemeinen Regel mit der Temperatur stark abnimmt,
so nimmt auch die Reaktionsverzögerung mit der Temperatur stark
ab und die Reaktionsgeschwindigkeit steigt daher verhältnismäßig
viel stärker an, als man das bei einer Lichtreaktion erwarten könnte.
Die Frage über den wirklichen Temperaturkoeffizienten der Reaktion
läßt sich ebenso, wie die über die Ordnung derselben, zurzeit nicht
entscheiden.
3. Die in der Literatur angegebenen zwei scheinbar verschie-
denen Vorschriften zur Bereitung von Benzolhexachlorid nämlich
1. Einleiten von Chlor in Benzol im Lichte und 2. Einleiten von
Chlor in Benzol bei der Siedehitze sind als identisch zu betrachten.
Die Temperaturerhöhung im zweiten Falle hat nur den einzigen
Zweck, die Sauerstoff konzentration in der Flüssigkeit dauernd mög-
lichst niedrig zu erhalten. Bei diesen Bedingungen wird die Licht-
empfindlichkeit der Reaktion so stark gesteigert, daß schon die
gewöhnliche Laboratoriümsbeleuchtung vollkommen ausreichen wird,
um die Reaktion zu leiten. Denselben Zweck würde man erreichen,
wenn man sauerstofffreies Chlor ins sauerstofffreie Benzol bei ge-
wöhnlicher Temperatur und Beleuchtung einleiten würde. Da aber
das mit besonderen technischen Schwierigkeiten verknüpft ist, so
zieht man die obere Methode zur Erhaltung einer sehr kleinen Sauer-
stoffkonzentration vor, nämlich die dauernde Erhitzung des Benzols
bis zur Siedetemperatur. Daß tatsächlich eine Temperaturerhöhung
allein zur Addition von Chlor zu Benzol nicht genügend ist, zeigt
ein Versuch, welchen Slator 1 ) und auch ich angestellt haben: es
wurde eine l j % n. Chlorlösung im Benzol im zugeschmolzenen Rohre
1) Slator, 1. c, p. 520.
Zeiuchr f wiu Phol. 4 7
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94
Goldimg.
während drei Tagen dauernd in völliger Dunkelheit bis auf 80 0 (Siede-
punkt des Alkohols) erhitzt Es konnte nach dieser Zeit keine Än-
derung der Farbe bemerkt werden. Derselbe Versuch wurde mit
einer sauerstofilfreien Lösung von Chlor in Benzol (nach der Methode
von Seite 82 bereitet) wiederholt mit demselben Resultate. Der Ver-
such beweist, daß eine Erhitzung von Chlor mit Benzol zum Addieren
des Chlors nicht genügend ist und daß dabei unbedingt Licht not-
wendig ist.
4. Für das tiefere Eindringen in den Mechanismus photoche-
mischer Chlorreaktionen könnten vielleicht die folgenden Analogien
in den Reaktionen zwischen Chlor und Wasser einerseits und Chlor
und Benzol andererseits als Führer dienen.
Die folgende Tabelle drückt diese Analogien aus.
Tabelle 11.
Reaktionsgemisch aus
im Dunkeln
im Licht
keine Reaktion
Reaktion
keine Reaktion
Reaktion
Chlor + Wasser + OH'
Reaktion
Reaktion
Diese Tabelle macht es wahrscheinlich, daß in allen Fällen
dieselben Zwischenstoffe eine maßgebende Rolle spielen. Für die
Natur derselben sind verschiedene Indizienbeweise vorhanden, doch
möchte ich mich zunächst jeder direkten Behauptung enthalten, da
noch eine ganze Reihe von verschiedenen Versuchen zur Klärung
der Frage erforderlich sind.
Diese Versuche sind zum Teil im hiesigen Institute in Angriff
genommen.
Zusammenfassung.
1. Es wurde festgestellt, daß die Reaktionen zwischen Chlor
einerseits und Benzol, Xylol, Toluol, Essigsäure andererseits stark
durch Sauerstoff verzögert werden.
2. Es wurde festgestellt, daß die Verzögerung der Reaktion
nicht nur von der Konzentration, sondern auch von der Menge
des anwesenden Sauerstoffs in hohem Maße abhängig ist.
3. Es wurde die Löslichkeit vom Sauerstoff im Benzol gemessen.
4. Es wurde sehr wahrscheinlich gemacht, daß Sauerstoff während
der Reaktion verbraucht wird und daß dieser Verbrauch eine ganz
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Beiträge zur Kinetik photochemücher Reaktionen.
95
spezifische Chlorreaktion unabhängig von den übrigen Reaktions-
bestandteilen ist.
5. Es wurde gezeigt, daß die Erscheinungen der Induktion,
Deduktion und Aktivierung bei photochemischen Vorgängen voll-
kommen durch den Sauerstoffverbrauch erklärt und in gegenseitigen
Zusammenhang gebracht werden.
6. Die Darstellungsmethode von Benzolhexachlorid durch Ein-
leiten von Chlor ins siedende Benzol wurde auf eine photochemische
Reaktion zurückgeführt.
7. Es wurde gezeigt, daß die Feststellung der Reaktionsordnung
und des Temperaturkoeffizienten der photochemischen Reaktion
zwischen Chlor und Benzol zurzeit unausführbar ist Diese Re-
aktion kann also nicht als ein Ausnahmefall von den allgemeinen
Regeln betrachtet werden.
Teil II.
Reaktion zwischen Chromsaure und Chinin im Liohte.
Da die Reaktion zwischen Chlor und Benzol sich ab unge-
eignet zur Untersuchung des Reaktionsverlaufs erwies, so habe ich
auf Anregung des Herrn Prof. R. Luther das Studium der von mir
vor einigen Jahren untersuchten Reaktion zwischen Chromsäure und
Chinin wieder aufgenommen, um an ihr den theoretisch vorauszu-
sehenden Verlauf einer photochemischen Reaktion zu prüfen.
Theoretischer Verlauf einer photochemischen Reaktion.
Vor der Beschreibung der Versuche über den Reaktionsverlauf
wollen wir theoretisch untersuchen, wie eine photochemische Reaktion
verlaufen muß, wenn sie ohne irgend welche Störungen vor sich
geht. Zu Grunde gelegt wurde den weiteren Rechnungen die Vor-
aussetzung, daß die pro Zeiteinheit umgesetzte Menge der pro Zeit-
einheit absorbierten Menge des chemisch wirksamen Lichtes pro-
portional ist. 1 )
Im vorliegenden Falle ist auf Grund der weiter unten beschrie-
benen Vorversuche anzunehmen, daß der bei weitem vorwiegend
lichtempfindliche Stoff Chromsäure ist. Da der andere Bestandteil
1) Annahme L nach Luther uud Weigert 1. c.
7*
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96
der Reaktion, nämlich Chinin! immer in sehr großem Überschusse
vorhanden war, so blieb der Proportionalitätsfaktor während der
ganzen Reaktion unverändert.
In den weiteren Ausfuhrungen sind die folgenden Bezeichnungen
angenommmen:
L — die Menge der absorbierten chemisch wirksamen Licht-
strahlen
M — die Menge der Chromsäure im Reaktionsgefäß
C — die Konzentration der Chromsäure
/ — die Reaktionszeit
J Q — die Intensität des eindringenden Lichtes
J t — die Intensität des aus dem Reaktionsgefäß austretenden
Lichtes
/ — die Dicke des Reaktionsgefaßes
q — der Querschnitt des Strahlenbündels
v — das Volum des Reaktionsgefäßes
tn — die molekulare Transparenz nach Luther 1 )
C 0 — die Konzentration der Chromsäure vor dem Versuche
C t — die Konzentration der Chromsäure nach der Zeit /
Dann ist nach der gemachten Voraussetzung:
dM j. dL
Ferner ist
dM=v-dC (2)
und
Die Gleichung (i) nimmt daher die Gestalt an:
-£--. , <WJ (4)
In den weiter unten beschriebenen Versuchen diente die Uviol-
lampe als Belichtungsquelle. Diese Lampe besitzt ein Linienspek-
trum, von dem, wie ebenfalls weiter unten gezeigt werden wird, nur
die violette Linie X = 404 in Frage kommt Das Licht ist also
praktisch monochromatisch. Da, wie Sabatier 2 ), Settegast 3 ) und
auch meine Vorversuche gezeigt haben, für Chromsäure das Beer-
1) Diese Bezeichnung ist von Luther in einem Referate Z. pbys. Chero. 88.
p. 253, vorgeschlagen.
2) Sabatier, Compt. rend. 103» p. 49.
3) Settegast, Wied. Ann. 7. p. 242.
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Beiträge zur Kinetik photochemischtr Reaktionen.
97
Lambertsche Gesetz gilt, so kann J t als Funktion von J 0 , m, c
und / ausgedrückt werden:
J. (5)
Die Gleichung (5) nimmt dann folgende Gestalt an:
Diese Gleichung läßt sich integrieren. Das Integral lautet:
m -e t .l _ , IfCJo^J
Von den in der Gleichung (7) vorhandenen Größen sind C 0 und
C t durch Analyse des Reaktionsgemisches vor und nach dem Ver-
suche gegeben, / ist die Dicke des Reaktionsgefäßes, m wird durch
besondere Vorversuche bestimmt Der Wert von läßt sich nicht
ohne weiteres unabhängig bestimmen und muß durch Probieren ge-
funden werden. Das Finden des nummerischen Wertes von KJ^.q
V
wird, wie leicht ersichtlich, dadurch erleichtert, daß A ^ * q in der
Gleichung nur mit / multipliziert vorkommt und während des Ver-
suches konstant bleibt Eine Änderung von entspricht also
bei der graphischen Darstellung einer Änderung des Maßstabes von
t, wodurch die Kurven in der Richtung der /-Achse proportional
verzerrt werden. Der mathematisch Kundige wird sofort ersehen,
daß diese Operation des Anpassens durch zweimaliges Logarithmieren
der Gleichung (7) wesentlich erleichtert wird.
Diese letzte Gleichung nimmt für prismatische Reaktionsgefäße
bei einseitiger senkrechter Inzidenz der Strahlen die einfachere Ge-
stalt an:
=m**". (8)
m — c t . I _ 1 v '
Die Bestimmung des Wertes von — 9 ^ a in der Gleichung (7)
wird in den Fällen ganz einfach, wo das Reaktionsgemenge das Licht
praktisch vollkommen absorbiert; es läßt sich dann der Zahlenwert
dieses Faktors aus der Anfangsgeschwindigkeit der Reaktion be-
stimmen, da in der Gleichung (6) der Ausdruck m cl bei vollstän-
diger Absorption unendlich klein wird.
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9 8
Goldberg.
Ehe die Formel (7) experimentell geprüft werden konnte, mußte
ich mir Gewißheit darüber verschaffen, daß die gemachten Annahmen
(Monochromasie, Gesetze von Beer-Lambert, Grotthus, Bunsen-
Roscoe) wirklich berechtigt sind.
Bestimmung der wirksamen Farbe.
Über die Versuchsanordnung sei folgendes mitgeteilt: Die Be-
lichtung geschah in den oben (Seite 65) beschriebenen planparallelen
Gefäßen oder in vertikalen dünnwandigen Glasröhren von 16 mm
Durchmesser 2 — 3 Stunden in diffusem Tageslicht resp. Sonnen-
oder Uviollicht. Um von den wechselnden Lichtverhältnissen frei
zu sein, wurden alle zu vergleichenden Versuche gleichzeitig und
gleichlange belichtet. Des besseren Vergleiches wegen waren sämt-
liche Röhren aus gleich dickem Glase und gleich dimensioniert Ein
Thermostat erwies sich als überflüssig, da diese — wie die meisten
photochemischen Reaktionen — einen sehr kleinen Temperatur-
koeffizienten hat (vergl. den dritten Teil dieser Arbeit).
Zur Bestimmung der durch die Reaktion verbrauchten Chrom-
säure wurde ein bestimmtes Volum des Reaktionsgemisches vor und
nach der Reaktion mit Jodkalium und verdünntem Thiosulfat titriert.
Die Differenz der Titrationen gibt mithin die (absolute) Abnahme
der Chromsäurekonzentration. Sie ist in den folgenden Tabellen
mit AC bezeichnet.
Chinin war in allen Versuchen im Überschuß.
Die Versuchsröhren wurden konaxial mit einem weiteren Glas-
rohr umgeben. In den Zwischenraum kamen die Flüssigkeiten, die
als Lichtfilter dienten.
Tabelle 12.
!i Vol 0,05 n CrO s ,
1 Vol V 2 7o ChjSO,, 1 )
1 Vol H a S0 4 .
Lichtfilter
AC
12,1
'/.•/• Ch,S0 4
8,9
CuSO«, gesättigt ....
9,6
9,3
1) Chininsulfat
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
99
Aus der obigen Tabelle geht zunächst die Gültigkeit des Grot-
thusschen 1 ) Gesetzes hervor, nach welchem nur diejenigen Schwin-
gungszahlen wirksam sein können, die absorbiert werden. Es geht
ferner hervor, daß das chemisch wirksame Spektralgebiet ein ziemlich
enges ist. Es wirken nur die blau violetten, violetten und die benach-
barten ultravioletten Wellen, während kürzere ultraviolette Strahlen (die
vom Chininfilter absorbiert werden) relativ unwirksam sind. Dieselben
Resultate ergaben auch die spektrophotographischen Untersuchungen,
welche ich mit Chromsäure und Chinin einzeln und im Gemisch an-
gestellt habe. Von dem Linienspektrum der Uviollampe ist daher die
bei weitem wirksamste Linie X 404, die von Chromsäure am stärksten,
von Chinin am schwächsten absorbiert wird und daher auf das
Gemisch am stärksten einwirkt Durch diesen Umstand wird bei An-
wendung der Uviollampe eine annähernde Monochromasie gesichert
Prüfung der Gültigkeit der theoretischen Annahmen.
1. In der Gleichung (6) ist die Annahme enthalten, daß bei
gegebener Lichtart und Belichtungsdauer die chemische Wirkung
der Intensität des eindringenden Lichtes proportional ist — Um
Lichtstärken nach Belieben verändern zu können, benutzte ich weißes
„Seidenpapier". Da dasselbe in blau und violett keine selektive
Absorption zeigt, so kann man das mit einiger Wahrscheinlichkeit
auch für das benachbarte Ultraviolett annehmen. Es werden also
alle diese Wellenlängen durch eine Lage Seidenpapier in demselben
Verhältnis geschwächt. Hierfür spricht auch die Verwendbarkeit von
Seidenpapier zu Skalenphotometer im Chromatverfahren.
Bezeichnet man die Transparenzen*) der gegebenen Papiersorte
mit a (echter Bruch) und setzt die Intensität des eindringenden
Lichtes = 1, so ist bekanntlich die Intensität des durch «-Schichten
gegangenen Lichtes = a M . Bei gleicher Belichtung mehrerer Gefäße,
welche gleiches Reaktionsgemenge enthalten, aber von o, 1, 2, 3
Papierschichten umgeben sind, müssen sich also — falls das Gesetz
richtig ist — die Abnahmen der Chromsäurekonzentrationen wie
1 : a : a* : a z verhalten. Die Transparenz a findet man mithin aus
1) Dieses Gesetz wird meistens Draper zugeschrieben. Prof. Luther machte
mich darauf aufmerksam, daß Grotthus schon im Jahre 1817 ausdrücklich die be-
treffende Beziehung ausgesprochen hatte.
2) Bezeichnung nach Luther, Zeitschr. phys. Chem. 33. p. 253.
der Gleichung:
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IOO
Goldberg.
Tabelle 13.
i 1 Vol. 0,05» CrO s ,
Reaktionsgemenge: j 1 Vol. V, °/ 0 Ch,S0 4 ,
l 1 Vol. V w « H 2 S0 4 .
n
JC
ACn t
A C n .
0
l
2
3
10,7
7>3
4.9
3.6
1,00
0,68
0,46
o,34
0.68 1
0,68 \ 0,693
0,70 1
I.OO
0,69
0,48
0.33
Wie aus der Tabelle 1 3 hervorgeht, erweist sich a als praktisch
konstant, und die mit Hilfe des Mittelwertes von a{= 0.693) De "
AC
rechneten Werte von stimmen innerhalb der Versuchsfehler mit
AC„
den beobachteten überein. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist also
ceteris paribus der Intensität des eindringenden Lichtes proportional.
2. Auf Grund dieses Befundes kann das Beer-Lambertsche
Gesetz für Chromsäurelösungen geprüft werden. Die Versuche von
Sabatier 1 ) und Settegast 1 ) eignen sich dazu nicht vollständig, da
sie auf ein Spektralgebiet sich beziehen, welches von meinen hoch-
verdünnten Lösungen praktisch total durchgelassen wurde. Die
Prüfung wurde in der Weise vorgenommen, daß Lichtfilter mit
Chromsäurelösungen von verschiedener Konzentration benutzt und
die Reaktionsgeschwindigkeit hinter diesen Filtern verglichen wurde.
Wenn das Beer-Lambertsche Gesetz gilt, so ist die Intensität
des Lichtes, welches eine Schicht D einer Lösung von Chromsäure
von der Konzentration C passiert hat, gleich
'o = Ji"" CD (9)
Hier bedeutet J 0 die Intensität des auf das Reaktionsgefäß
fallenden Lichtes, J x die Intensität des auf das Filter auffallenden
Lichtes, m ist die molekulare Transparenz, die Konzentration C ist
in Molen pro Kubikzentimeter ausgedrückt. (Die Verluste durch Re-
flexion sind vernachlässigt.) Nach den Ausführungen des vorigen
Abschnittes ist die Reaktionsgeschwindigkeit (wir bezeichnen sie mit
Rg) in einem System proportional der Intensität des auf das System
fallenden Lichtes J Q . Hieraus ergibt sich durch Kombination je
zweier Versuche
____ ■ 'e«- 1 ^ Co)
1) 1. c.
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Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
101
Tabelle 14.
{1 Vol. 0,05« CrO s ,
1 Vol. VaVo Ch,S0 4 ,
1 Vol. Vi 6 n H,S0 4 .
Lichtfilter Dicke D = i cm
*c
ACn .
Je- gcf -
I
1 1,6
I
2
Chromsäure C — 4 • io - 7 .
8,5
0,73
3
C= 8-IO -7 .
6,0
0,52
4
,, C = i6.io -7 .
3.9
0,34
Aus der paarweisen Kombination dieser Versuchsdaten ergeben
sich nach der Formel (10) folgende Werte für den molekularen Trans-
parenzkoeffizient m\
Kombination der Gefäße
1 + 2
1 + 3
1 + 4
2 + 3
2 + 4
3 + 4
im Mittel
daraus
daraus lg*«
-0,033. 10 7
— 0,036. 10 7
— 0,030. 10 7
— 0,033. J 0 7
— 0,028 . io 7
— 0,023 • 10 7
lg m = — 0,03 . io 7
m = io-*"» 0
Dieser Wert von m ist die Intensität des Lichtes von der Wellen-
länge A 404, welches ein Mol Chromsäure im gelösten Zustande
durchstrahlt hat, bezogen auf die ursprüngliche Intensität dieses
Lichtes.
Untersuchung des Reaktions Verlaufs.
Die technische Ausführung der Versuche über den Reaktions-
verlauf war die folgende: Das Reaktionsgemtsch befand sich in einer
50 cm langen dünnwandigen Röhre von 16 mm Durchmesser, welche
parallel der Uviollampe dicht neben der letzteren befestigt war
(Fig. 16). Durch die Flüssigkeit wurde während der ganzen Reak-
tionszeit ein dauernder langsamer Strom von Stickstoff durchgeleitet.
Von Zeit zu Zeit wurde, ohne die Belichtung zu unterbrechen, ioccm
der Flüssigkeit mit einer langstieligen Pipette herausgenommen und
mit einer ca. V m w Natrium-ThiosulfatlÖsung nach Hinzufügen von
überschüssigem Jodkalium titriert. In der Tabelle 15 sind in der
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102
Goldberg.
Kolumne C t gef. die so erhaltenen Konzentrationen der Chromsäure
zur Zeit t in Molen pro Kubikzentimeter eingetragen. In der Kolumne
C t ber. sind die nach der Formel (8) berechneten Zahlen eingetragen,
wobei für den Ausdruck der Wert 1.25 aus der Anfangs-
geschwindigkeit berechnet eingesetzt wurde, für m der Wert icr** 10 *
(s. Seite 101), fiir / der Wert 1.6 (Durchmesser des Gefäßes). 1 )
Tabelle 15.
Reaktionsgemenge: { i ^ ^
t (Minuten)
Ct geC
Ct ber.
o
200
400
600
800
IOOO
4>,t>
3M
20,8
!3> 2
7,3
3.o
10- 7
10-»
io~ 7
to~ 7
io~ 7
10-'
41,6 . io — 7
31,4 . io -7
21,6 . 10 7
12,8 . IO — 7
6,2 . IO -7
2,5 . IO~ 7
1) Wohl ist der Lichtweg / bei Anwendung von zylindrischen Gefäßen nicht
für jeden Strahl gleich. Eine geometrische Durchrechnung des Ganges der ver-
schiedenen Strahlen von verschiedener Intensität in zylindrischen Gefäßen zeigt, daß
in erster Annäherung man einen mittleren Strahlenweg annehmen kann, der sich nur
wenig von dem Durchmesser des zylindrischen Gefäßes unterscheidet
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103
Die Ubereinstimmung ist eine sehr gute.
In der Figur 17 ist die Kurve 1 nach der Formel (7) Seite 97
berechnet Kurve 2 ist die einer anaktinischen Reaktion erster Ord-
nung, mit Kreisen sind die Werte C t gef. aus der Tabelle 15
eingetragen.
Zusammenfassung.
1. Es wurde der theoretische Verlauf einer photochemischen
Reaktion mit einem lichtempfindlichen Stoffe unter Berücksichtigung
der Abnahme der Absorption mit dem Fortschritte der Reaktion
berechnet.
2. Es wurden die für die Reaktion zwischen Chinin und Chrom-
säure gemachten Voraussetzungen geprüft
3. Es wurde der Reaktionsverlauf der Reaktion zwischen Chinin
und Chromsäure experimentell untersucht und innerhalb der Ver-
suchsfehler als übereinstimmend mit der Theorie gefunden.
Teil III.
Temperaturkoefflrient der photochemüchen Reaktionen.
Es ist vielfach früher die Ansicht ausgesprochen worden, daß
das Licht nur katalytisch eine auch im Dunkeln langsam verlaufende
Reaktion beschleunigt. Indes mehren sich seit einiger Zeit die
Gründe dafür, daß der „Mechanismus" der Lichtreaktionen sich
wesentlich von dem der freiwillig im Dunkeln verlaufenden unter-
scheidet. Für diese spezifische Wirkung des Lichtes sprechen nicht
nur theoretische Gründe, sondern auch die überaus zahlreichen
experimentell bekannten Fälle, wo im Licht ganz andere Endpro-
dukte entstehen, als im Dunkeln. 1 )
Ein fernerer Grund für die Annahme, daß lichtempfindliche
Reaktionen sich wesentlich von den im Dunkeln verlaufenden unter-
scheiden, liegt in der großen Verschiedenheit der Temperaturkoeffi-
zienten der Reaktionsgeschwindigkeit.
Während bei anaktinischen Reaktionen die sehr allgemeine Be-
ziehung besteht, daß der Temperaturkoeffizient für je io° Tempe-
raturerhöhung den Wert 2—3 hat, scheint bei photochemischen
1) VergL z. B. die Bemerkung auf Seite 79: R i cht er-Anschütr, Organ.
Chemie. I. (9. Aufl. 1900).
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104
Goldberg.
Reaktionen ein, ebenso allgemeines, Gesetz zu bestehen, daß die
Reaktionsgeschwindigkeit bei io° Temperaturerhöhung höchstens
im Verhältnis von I zu 1,4 sich ändert.
Es sind leider nur sehr wenige photochemische Vorgänge bei
verschiedenen Temperaturen quantitativ untersucht In der Literatur
habe ich folgende Beispiele gefunden:
Reaktion zwischen Oxalsäure und Eisenchlorid. 1 )
Umsatz bei
33°
= 5.65
bei
3°
= 5,55
Umsatz bei
44°
- 13,65
bei
4°
- 13,25
Umsatz bei
35°
= M,35
bei
5°
= 12,1
daraus
Kr
I,0O7
= ,,058
Im Mittel ^ti? _ 1,084
Umwandlung von Styrol in das metamere Metastyrol. 1 )
Umsatz bei 35 » - o,.o 3 j ^
bei 3 0 = 0,040
Reaktion zwischen Oxalsäure und Quecksilberchlorid. 8 )
daraus
Umsatz bei
o°
= 100
8°
= 105,3
15°
= 111,2
250
= 125,0
30°
= 139
40°
= 177
48°
= 209
6o°
= 304
80 0
=« 506
A't
| 1.07
} 1,09
} 1,12
} 1,07
} 1,27
( 1,23
1 i,36
} 1,28
im Mittel 1,19
1) Lemoinc, Ann. Chim. Phys. [VII.] 6. 448, 1855.
2) Lemoine, Compt. Rend. 129. 717, 1899.
3) Eder-Valenta, Beiträge z. Photochemie. 1904. II. 11.
Digitized by Google
Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
105
Umwandlung von Antracen in Diantracen. *)
üerte Geschwinde
bei 154 0 = 21,0
Reduzierte Geschwindigkeit ^
bei 167° = 26,9 1,21
Reaktion zwischen Chlor und Wasserstoff. 8 )
Geschwindigkeit
bei 11 ° = 22 }. . . . 1,18
3O,5 0 =3i . . . . ,,, 5
46 I" 38 • ' ' ' ".SO
60 °- 56'
im Mittel 1,21
Zersetzung der Bromsilbergelatine.
1. Nach den Versuchen von Lumiere: 3 )
Geschwindigkeit bei ~£jjr
+ *>•- 350-400 T
— 190° = 1
2. Nach den Versuchen von Schellen: 4 )
Empfindlichkeit bei A ' T £°
-32 0 = 0,663 ! 00
+ 90 0 = 0,664 *
Reaktion zwischen Chromsäure und Chinin. 6 )
Umsatz bei
60-70« - 9,8 ! J 4
20-25° = 7,6 '
1) Luther und Weigert, Z. f. pbys. Chem. 51. p. 319.
2) Bevan, Proc. Camb. Phil. Soc. V. 12. p. 398. Da bei Temperaturerhöhung
auch die Dampftension des Wassers erhöht wird, also die Reaktionsgeschwindigkeit
vergrößert wird, so ist der Teraperaturkoeffizient in der Tat noch kleiner.
3) Lumiere, Compt Rend. 128. 359.
4) Precht, Archiv f. wiss. Phot. 1. p. 58.
5) Eigene Versuche.
Digitized by Google
lOÖ Goldberg. Beiträge zur Kinetik photochemischer Reaktionen.
Die Werte von ÄT z T to sind in der Tabelle 16 zum besseren Ver-
gleich zusammengestellt.
Tabelle 16.
Reaktion
Ä~r+ 10
A-T
1,02
1,34
Oxalsäure + Quecksilberchlorid . . .
i.»9
1,21
1,21
Bromsilbergelatine (Lumiere) . . .
1,03
„ „ (Schellen) . . .
I.OO
1,04
Im Durchschnitt
M3
Vor einigen Jahren hat Ostwald die Vermutung ausgesprochen,
daß die photochemischen Reaktionen denselben Charakter tragen,
wie die anaktinischen bei sehr hoher Temperatur. Die vorstehenden
Ausführungen bestätigen diese Analogie, da doch, wie bekannt, der
Temperaturkoeffizient der anaktinischen Reaktionen im allgemeinen
mit der Temperatur abnimmt und bei sehr hohen Temperaturen
gegen I zu konvergieren scheint. Da auch der Temperaturkoeffizient
der Lichtreaktionen sehr nahe zu i im allgemeinen ist, so scheint
es, daß auch in dieser Hinsicht die Ostwaldsche Vermutung be-
stätigt wird.
Auf die zahlreichen scheinbaren Ausnahmen von der Ost-
waldschen Vermutung will ich hier nicht näher eingehen, indes
darf nicht vergessen werden, daß bei zahlreichen photochemischen
Vorgängen wir nicht die Geschwindigkeit der photochemischen Re-
aktion, sondern einer komplizierten Reaktionsfolge messen. In diesem
Sinne bilden die Ausführungen von Kanitz 1 } keinen Widerspruch
gegen den allgemeinen Satz, daß der Temperaturkoeffizient rein
photochemischer Reaktionen klein ist Kanitz findet, daß der Tem-
peraturkoeffizient der Kohlendioxydassimilation zwischen 2 und 3
liegt, doch spielen gerade bei diesem Vorgang verschiedene Neben-
1) Kunitz, Zcitschr. f. Elcktroch. 1905. Nr. 42.
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Referalt,
107
reaktionen, wie Diffusion, anaktinische Vorgänge usw. sicher eine
große Rolle.
Zusammenfassung.
Es • wurde die allgemeine Regel aufgefunden, daß der Tem-
peraturkoeffizient photochemischer Reaktionen im Gegensatz zu dem
der anaktinischen Vorgänge sehr klein ist.
Vorliegende Arbeit wurde im physikalisch-chemischen Institute
von Prof. Ostwald in Leipzig ausgeführt. Es ist mir eine an-
genehme Pflicht, Herrn Subdirektor Prof. Luther für die Anregung
zu dieser Arbeit und seine vielfachen Ratschläge meinen innigsten
Dank auszusprechen.
Referate.
Bemerkung zu Herrn Prof. Aheggs Ausführungen über die
Theorie photographischer Prozesse. (Vergl. diese Zeit-
schr. Bd. III. S. 472.)
Herr Prof. Ab egg war so freundlich, uns in bezug auf die Gleich-
gewichtskonstante des Eisenoxalatkomplexes eine briefliche Mitteilung zu
machen und uns auf den Unterschied zwischen unseren Resultaten
(Trans. Chem. Soc. 1905. 57, 189; diese Zeitschr. III. 289. 1905) und
den von ihm in Gemeinschaft mit Herrn Schäfer erhaltenen aufmerk-
sam zu machen, sowie auch auf die wahrscheinliche Ursache der Diffe-
renz. Diese beruht auf einer irrtümlichen Berechnung der Molekelzahl
von Fe(Cj0 4 y aus der Permanganattitration (vergl. Trans. Chem. Soc,
1. c), und die neuangestellte Berechnung ergab 0,39 bei 20 0 , in guter
Übereinstimmung mit Ab egg und Schäfers Zahl 0,37 bei 25 0 .
Die Theorie der Eisenentwickler ist ausführlicher als auf S. 320,
Bd. III dieser Zeitschr. in einer späteren Abhandlung (1. c. S. 443) be-
schrieben worden; aber sicherlich ist, wie wir anerkannt haben, die
theoretische Grundlage für die Entwicklungsprozesse vor einigen Jahren
durch die Arbeiten von Abegg, Luther, Schaum u. a. gegeben worden
(Archiv f. wiss. Phot. I und II). Unsere Untersuchungen sollen die
Bedeutung der DirTusion und anderer physikalischer Prozesse für den
Entwicklungsvorgang klarstellen und besonders auch eine quantitative
Arbeitsmethode festlegen, nach welcher die photographischen Größen
verfolgt und zahlenmäßig ausgedrückt werden können.
S. E. Sheppard und C. E. K. Mees.
(Aus dem Englischen übersetzt von Ella Schaum.)
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Referate.
Btlchrrbf gprerhungtn.
Karl Schwier. Die Liebhaber-Photographie. Hillgers illu-
strierte Volksbücher Bd. 51. Kl 8°. 124 S. mit 68 Abbildungen.
Berlin, Leipzig, H. Hillger. M. — .30, geb. M. — .50.
Hand in Hand mit den dankenswerten Bestrebungen mehrerer
Verlagsbuchhandlungen, gute und billige Unterhaltungslektüre zu bieten,
gehen die erfreulichen Bemühungen, auch gemeinverständliche Abhand-
lungen aus den verschiedenen Wissensgebieten zu möglichst niedrigen
Preisen zu liefern. Der Hillgersche Verlag bringt seit einiger Zeit kleine
Monographien auf den Büchermarkt, unter denen auch die Naturwissen-
schaften Berücksichtigung gefunden haben. Der vorliegende Band
schildert die geschichtliche Entwicklung der Photograplüe und beschreibt
sodann klar und übersichtlich Apparate, Materialien und Methoden des
photographischen Arbeitens. Karl Schaum.
Mitteilungen »na der Technik.
Johann Ambrosius Barth, Leipzig. Verlagsverzeichnis über die
Jahre 1881 — 1905. Das 116 Seiten starke Verzeichnis ist im Anschluß
an den 1 oojährigen Verlagskatalog 1780 — 1880 abgefaßt und legt be-
redtes Zeugnis ab von der fruchtbaren Tätigkeit des rührigen Verlags.
La Chambre Syndicale des Fabricants et des Negociants de la
Photographie, 54, rue Etienne-Marcel, Paris. President: Charles Mendel.
Prospekt über die Internationale Ausstellung für Photographie zu Paris,
Juli 1906.
Voigtländer & Sohn, Braunschweig. Alpinliste Nr. 7. Beschreibung
der Metallkamera „Alpin". Die Kamera 9x12, Querformat, ist ganz in
Metall gearbeitet und für alle klimatischen Verhältnisse geeignet. Umfang,
geschlossen mit Mattscheibenrahmen: 3,8 X n X 14,5 cm. Preis mit
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Dr. G. P. Drossbach & Co., Freiberg i. Sa. Preisliste über Mine-
ralien und Präparate der seltenen Erden.
Friedr. Bayer & Co., Elberfeld. Photographische Abteilung. Muster
eines panchromatischen Sensibilisators.
I. Ausstellung künstlerischer Stereoskopbilder zu Wien,
20. Juni bis Ende August 1906, mit Preisverteilung. Komite: Redaktion
des „Photo-Sport", Wien III, Hauptstraße 95.
Dr. M. Edelmann jun., München. I. Mitteilung aus dem physi-
kalisch-mechanischen Institut von Prof. Dr. M. Th. Edelmann. Ein kleines
Saitengalvanometer mit photographischem Registrierapparat. 15 Seiten
mit 15 Abbildungen.
Gust Meissner, Mechanisch-optische Werkstätte, Berlin NW 5,
Salzwedelerstr. 15. Preisliste über Instrumente für Astronomie und Physik.
1905. 32 Seiten, reich illustriert.
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
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Zeitfdirlft für wiKenfchafttidie Photographie,
PhotophyHk und Phofodiemie
IV. Hand. 1906. Heft 4.
Notiz über die zeitliche Abnahme des Dämmerungslichts.
Von Ejnar Hertzsprung.
Mit I Figur.
Um eine Vorstellung von der Größenordnung des im Titel er-
wähnten Verhältnisses zu bekommen, habe ich die Stärke des blauen
Himmelslichtes mittels nackten Veloxpapieres l ) in der folgenden
primitiven Weise gemessen.
Die Beobachtungen geschahen in Kopenhagen 9. Juni 1905,
Wahrer Sonnenmittag 1 2 °9, Sonnenuntergang 8iZ mitteleuropäischer
Zeit Deklination der Sonne 22° 56'n.,geogr. Breite des Ortes 55° 41' n.,
Länge 50*/, min. östl. v. Gr. Der Himmel war blau während der
ganzen Beobachtungszeit 8 ).
Bei der Anfangshelligkeit des Himmelslichtes (etwa von 8 — 9 Uhr
Nachm.) wurde das nackte Veloxpapier am Boden eines 65*4 cm
langen Rohres angebracht, und in den lichtdichten Verschluß des
anderen Endes des Rohres ein Loch von r6 cm Durchmesser ge-
schlagen. Durch dieses Loch schien während einer gemessenen Zahl
von Sekunden das Licht von einem entsprechenden Stückchen des
Zenithimmels. Wird angenommen, daß die Wirkung des ganzen
Himmelsgewölbes auf horizontaler Fläche dieselbe ist, welche sie
sein würde, falls der Himmel überall die Helligkeit des Zenits
hätte*), so wird das Verhältnis der gemessenen Intensität zu der
des gesamten Himmels gleich sin 8 ce, wo u der anguläre Radius des
Loches vom Papiere aus gesehen ist Später (etwa von 9— 9 1 /, Uhr
Nachm.) wurde das Rohr, dessen innere Weite 6*3 cm betrug, offen
verwendet. Hiernach berechnet sich, daß zu den Logarithmen der
gefundenen relativen Intensitäten bezw. 3 -8 3 und 2 64 addiert werden
muß, um die Werte auf die Wirkung des gesamten Himmelsgewölbes
zu reduzieren (Tab. 1, Säule VII). Bei den letzten Messungen (etwa
von 9 7, — io 1 /« Uhr Nachm.) wurde das Papier horizontal in einem
Dachfenster gelagert frei dem Lichte ausgesetzt. Wegen des Schattens
Zeiwehr. f. wi«. PhoL 4. «
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I IU
des Daches und eines Schornsteines wurden für die zwei verwen-
deten Fenster (D/i u. 3, H = Hof) wie oben logarithmische Korrek-
tionen von bezw. "15 und '1 in Rechnung gezogen (Säule VII).
Tabelle 1.
Expositions-
Anfang
I
Schluß Zeit
II
III
seit
0
0
T
N
ositions.
l
IV
V
>
vi
-3 .2
%- o
2 *> *
a § *
.2 » "S
w t> c
6
55
VII
Logarithmus
der
Intensität
gef.
1
VIII
her.
IX
l
t
x
h 111 %
h m *
SC Ii.
1
7 59 50
8 00 00
«0
'•38
•4
3-»3
5-6 1
5'5«
+ 03
» 09 00
10 00
60
'*>
■97
3-« 3
540
5'45
-05
8 16 OO
18 OO
I 20
//
•3
Tic,
3*8 :
5-32
5"3^
— •04
8 25 00
26 OO
()0
//
•6
•79
383
5'«
5*19
+ 03
8 31 30
33 30
I20
II
3
•<>4
3-»3
507
5-07
+ 00
8 43 00
45 00
120
II
3
•57
3*3
470
4-80
-10
8 47 40
49 42
122
H
3
•<;<>
3'»3
4*72
4-67
+ 05
8 53 00
57 00
240
»
•
•57
383
440
4- 50
-•10
9 00 10
00 29
•9
H
II
•80
2-64
4'54
4'34
+ •20
9 03 45
04 1 5
30
II
•9
"77
2 64
4'3«
4*23
+ 08
9 08 OO
09 OO
60
II
•6
•80
2-<i4
404
4-09
-05
9 12 30
«3 30
60
II
•6
•72
264
3-'»6
3-92
+ •04
9 18 00
20 OCl
I20
//
'S
•70
2 64
364
3-68
-04
9 26 OO
30 00
24O
II
•
■65
2 64
329
330
— 01
9 34 55
35 00
5
IV 1
168
IM
••s
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2"9<»
— *o6
9 44 30
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+ 03
9 46 20
4<» 35
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+ •02
9 48 30
49 3°
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9 57 45
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+ •09
10 09 OO
1 1 00
120
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3
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4--io
IO 12 OO
14 00
120
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+ •15
10 15 OO
17 00
120
'>/*
•3
::
i'5
•88
+ 27
10 18 20
21 30
190
r>fi
■I
•9
•66
+ •24
einer
Die in Säule VI erwähnte Verglcichsskala war mittels
Petroleumlampe hergestellt, welche durch Expositionszeiten, die mit
einem Faktor von jf2(log^2 •= 'ioo) abfielen (Produkte von 2" und
19, 15 oder 12 Sekunden), auf das Veloxpapier in 1 m Entfernung
eingewirkt hatte.
Wie oben ausgeführt, wurde die Intensität des zu messenden
Lichtes zuerst durch Abbiendung geregelt und erst in zweiter Linie
das Gesetz Schwärzung = f {A, Intensität X Expositionszeit) voraus-
Digitized by Google
Notiz über die zeitliche Abnahme des Dämmerungslichts. I I !
gesetzt Es ist aber noch zu erinnern, daß eine Verdoppelung der
Einwirkungszeit nicht genau dieselbe Wirkung für Licht der Petro-
leumlampe und des Himmels zu haben braucht, da diese beiden
Lichtarten verschiedener spektraler Zusammensetzung sind. Es
scheint aber berechtigt, diesen Umstand bei der obigen vorläufigen
Orientierung unberücksichtigt zu lassen.
Die Werte der Säule IX wurden nach der Formel
log |log = 10 805 — 7-61 cosec ^ berechnet.
Es bezeichnet hier I<p die relative Beleuchtungsintensität auf
horizontaler Fläche des gesamten Himmels in bezug auf nacktes
Veloxpapier, wenn die wahre Zenitdistanz der Sonne (d. h. außer-
halb der Atmosphäre oder ohne Refraktion) <p° beträgt; log/ 0 wurde
gleich 5*95 gesetzt.
Erst von etwa 10 Uhr (qp = ca.97 0 ) zeigen die berechneten
Werte systematische und zwar negative Abweichungen von den
gefundenen. Es wäre möglich, daß bei diesen kleinen Helligkeiten
die Stadtbeleuchtung Einfluß haben könnte*).
Nach der erwähnten Formel berechnen sich weiter die in Tab. 2
angeführten Werte.
Tabelle 2.
log /
log /
I
II
III
I
II
III
0
h m
0
h 111
0
(593)
9«
8 43
4-58
»5
7 47'/,
5t>o
92
8 53V,
9 4 V,
4-27
8b
7 56
S-Si
93
3-89
87
« 5
539
94
9 10
344
88
8 14
SM
95
9 28
2<fO
89
8 23'/,
V06
9f»
9 4'
2-28
90
H 33 4-»5
97
9 55
•54
<>i
8 43
4-5»
9»
10 io', f
(•68)
Es bedeutet hier:
I — Zenitdistanz qp der Sonne außerhalb der Atmosphäre.
II = Stundcnwinkel der Sonne zu Kopenhagen 55*41' n. Br. am «».Juni 1905.
III = I^garitbmus der relativen Intensität des ultravioletten Lichts des Zenit-
himmels, nach der obigen Formel log (log f 0 j I <f ) = 10*805 — cosec <f!t
berechnet.
Die gefundenen Zahlen dürfen nur als ganz vorläufig betrachtet
werden, können jedoch einen Begriff von den Werten geben, welche
bei einer genaueren Untersuchung zu erwarten sind.
Da die Zenitdistanz um Mittag ein Minimum und bei Mitter-
nacht ein Maximum passiert, verläuft die zeitliche log /-Kurve auf
8*
Digitized by Google
1 1 2 Hertzsprung.
einer Strecke annähernd geradlinig. So findet man aus obigen
Messungen» daß I während dieser Zeit durch ca. 20 Minuten auf
7 10 des Anfangswertes abnimmt, oder auf etwa 4 / g (1 „Grad Scheiner")
in 2 Minuten. —
Fig. 1.
Abszisse: Zenitdistanz der Sonne außerhalb der Atmosphäre.
Ordinate: Log. der rel. Beleuchtungsintensität des Himmelslichts auf einer hori-
zontalen Fläche in bezug auf nacktes Vcloxpapier.
Ist die Intensität schwach, so daß es notwendig ist, das photo-
graphische Papier längere Zeit dem Himmelslichte auszusetzen, um
eine passende Schwärzung zu erhalten, so kommt die folgende, auch
bei anderen Arbeiten auftretende Aufgabe vor.
Wird die Intensität des Lichtes i und die Einwirkungszeit /
genannt, so hat man
In i = a + b t,
und durch die erhaltene Schwärzung wird beobachtet
Es fragt sich nun:
Zu welcher Zeit t hat eine solche Intensität i x geherrscht, daß
diese Intensität i e von /, bis t % wirkend dieselbe Schwärzung wie die
gemessene hervorgerufen haben würde?
Digitized by G
Notiz über die zeilliche Abnahme des Dämmerungslichls. 1 1 3
Man hat
tdt-\e dt= b (e -e )-t„{t t -t l )
A /,
a + * /, a + 6 f ,
I t ' — I
/_ = — III — : J- /
Die Reihenentwicklung dieses Ausdruckes ergibt
- '1 + i-Ä " '1) + - <>)' ± " '»)*
Beispiel:
rf log «' /
dt ~ 20 Min.
/ 8 — /, = 10 Min.
Es wird dann
b = ~ 2oio"g^ = ~ '"5 (' in Minuten)
'* = h + 5 - *48 = + 4*52 Min.
In der Abenddämmerung ist £ negativ, im Morgen positiv.
Anmerkungen.
1) Velox ist ein Chlorbromsilber- Entwicklungspapier. Es wurde die Sorte
„special portrait" benutzt. Aufnahmen des Sonnenspektrums zeigen erst bei längeren
Expositionszeiten Wirkung des Lichts von größerer Wellenlänge als '4 fi, so daß bei
summarischen Messungen des Himmelslichts mittels Veloxpapier nur der ultraviolette
Teil in Betracht kommt.
2) Der Mond stand um 10 Uhr abends noch etwa 20° über dem Horizonte.
Die optische Lichtstärke des Vollmondes ist rund 500000 mal schwächer als die der
Sonne, und da der Mond nahe am ersten Viertel war, können wir sagen, daß die
durch ihn erzeugte ultraviolette Helligkeit des Himmels wenigstens io'mal kleiner
als die des blauen Tagesbimmels sein wird. Für letzteren haben wir aber log / » ca. 6
gesetzt und der kleinste gemessene Wert von log / betrug ca. j. Wir können des-
halb annehmen, daß der Einfluß des Mondes oben vernachlässigt werden darf.
3) Vergl. Bunsen und Roscoe, Pogg. Ann. 108. 193. 1859. Die genannten
Forscher geben (S. 227) an, daß bei Sonnenuntergang der ganze blaue Himmel eine
horizontale Fläche etwa 900 mal stärker optisch beleuchtet als ein Zenitstück des
Himmels von dem Areale 2 n\ 1000, oder 18 mal stärker, ah wenn der Himmel
Digitized by Google
114 Marlin.
überall die Helligkeit des Zenits hätte, indem sin*{» = ca. '/so«» wo Q ^ er aogulSrc
Radius des Zenitkreises von dem Areale 271/1000 ist und • 00 / Mo = 18. Da aber
die optisch hellsten Teile des Dämmcrungshiinmels Regen den Horizont hin, wo sich
die Sonne befindet, auch die gelblichsten sind, wird das ultraviolette Himmelslicht
wahrscheinlich gleichmäßiger verteilt sein.
4) Nach Newcomb (Astrophys. Joum. 14. 297. 1901) kann man annehmen,
daß der gestirnte Nachthimmel eine horizontale Fläche optisch ebenso stark beleuchtet,
als ein Stern der Größe — 6 im Zenit, was etwa '0005 Meterhefnerkerzen entspricht.
Der blaue Himmel beleuchtet bei Sonnenuntergang eine horizontale Flache mit
schätzungsweise 2000 M.H.K, oder etwa 400000 mal stärker als der gestirnte Nacht-
himmel. Nimmt man an, daß die optische Helligkeit des Dämmerungslichts zeitlich
ebenso wie die gemessene ultraviolette abnimmt, so wird die Beleuchtungsintensität
des blauen Himmels bei 98° Zenitdistanz der Sonne noch ca. '2 M.H.K, betragen
oder ca. 400 mal mehr als das Gesamtlicht des Nachthimmcls. — VcrgL auch Abney,
Proc. Roy. Soc. 59. 314. 1896; G. J. Bums, Astrophys. Journ. 16. t66. 1902.
(Eingegangen am 3. März 1906.)
Die Objektivbrennweite und ihr Einfluß auf die Perspektive.
Von K. Martin.
(Mitteilung der Rathenower optischen Industrieanstalt, vorm. E. Busch, A.-G.)
Mit 2 Figuren.
Die Abbildung eines Gegenstandes in der photographischen
Kamera ist dem Wesen nach eine Zentralprojektion.
Der Mittelpunkt des Aufnahmeobjektivs ist das Projektions-
zentrum, durch das die vom Objekt kommenden Strahlen hindurch-
gehen, um beim Auftreflen auf die Platte oder Mattscheibe die
perspektivische Abbildung zu erzeugen.
Sieht man von etwaigen Verzeichnungsfehlern des Objektivs
ab, dann wird ein am Orte des Objektivs gedachtes Auge genau
den gleichen Eindruck empfangen, gleichgültig ob es den Gegen-
stand selbst oder seine Projektion auf der Mattscheibe sieht.
Betrachten wir einmal einige Fälle der Abbildung unter der
Annahme, daß verschieden lange Brennweiten verwendet werden,
um ein Bild gleicher Vergrößerung (oder Verkleinerung) zu erhalten;
das Verhältnis des Objektivabstandes vom Gegenstand zur Brenn-
weite (genauer Schnittweite) des Objektivs muß dann ein konstantes
Digitized by GoOQle
Die Objektivbrennweite und ihr Einfluß auf die Perspektive. I I 5
sein. Angenommen, man wolle einen Würfel, dessen Vorderfläche
mit der Mattscheibenebene parallel ist, projizieren; Fig. 1 stellt einen
Schnitt dar durch das Objektivzentrum, senkrecht zur Mattscheiben-
ebene. Liegt das Projektionszentrum (Objektiv) sehr nahe dem
\ <
* — .
'3
0 ,
*2
H
"1
hig. 1.
Würfel, z. B. in einer Entfernung gleich der Kante des Würfels,
dann wird das Abbild a 3 a 4 der hinteren Kante a s a 4 nur halb so
groß erscheinen als das Bild a x a t der vorderen Kante a x a r Laßt
man das Objektiv nach rechts sich entfernen unter entsprechender
Verlängerung der Brennweite (damit Vergrößerung konstant bleibt),
so wird das Verhältnis der vorderen Würfelkante zur hinteren im
Bilde sich immer mehr der Eins nähern, bis in dem Fall, wo das
Projektionszentrum ins Unendliche rückt (Parallelprojektion), beide
Kanten gleich groß erscheinen.
Für jede Lage des Projektionszentrums zum Objekt gibt es so-
mit ein anderes perspektivisches Bild; die Bilder sind nicht genau
ähnlich, sobald es sich um Abbildung räumlicher Gegenstände
handelt, und es ist leicht einzusehen, daß nur dann der richtige
Eindruck des Bildes gewahrt ist, wenn man das fertige Bild aus
der Entfernung betrachtet, die es bei der Abbildung in bezug auf
das Projektionszentrum hatte.
In die photographische Praxis übersetzt heißt das: ein Bild muß
stets aus einer Entfernung betrachtet werden, die etwa der Brenn-
weite des Aufnahmeobjektivs gleichkommt.
Diese Bedingung wird nun bei den meisten photographischen
Aufnahmen nicht erfüllt.
Fast alle gx 12 -Apparate z. B. besitzen ein Objektiv von 12
bis 15 cm Brennweite, während es (aus Gründen der Akkommo-
dation) keinem Menschen einfallt, ein 9X 12-Bild aus 12 — 15 cm
Entfernung zu betrachten, vielmehr stets aus einem Abstand, der
etwa doppelt so groß ist.
Digitized by Google
u6
Martin.
Die Folge davon ist, daß solche Bilder hinsichtlich ihrer Per-
spektive unnatürlich erscheinen, und schon seit langem ist deshalb
von berufener Seite empfohlen worden, auch bei Landschaftsauf-
nahmen eine längere Brennweite zu verwenden, wie dies in der
Porträtphotographic bisher schon bewußt oder unbewußt stets ge-
schehen war.
Soweit Stativkameras mit genügend langem Auszug benutzt
werden, läßt sich diese Forderung leicht verwirklichen; die große
Menge der Amateurphotographen jedoch verwendet Kameras, die
für möglichst kleine Objektivbrennweiten konstruiert sind mit Rück-
sicht auf die Kompendiosität. Der Auszug beträgt selten mehr als
15 — 16 cm, und selbst der vielfach angebrachte doppelte Boden-
auszug ist ein sehr fragwürdiger Notbehelf, um längere Brennweiten
in Ausnahmefallen anzuwenden. Die für solche Zwecke meist be-
nutzte Hinterlinse eines Doppelobjektivs ist in den häufigsten Fällen
nur mit erheblicher Abbiendung zu benutzen, wodurch der Zweck
der Handkamera in Frage gestellt wird.
Herr Prof. Bruno Meyer forderte deshalb in einem sehr
lesenswerten Aufsatze (Phot Korr. 1905. Heft 539 — 542), daß die
Kamerafabrikation auf die Verwendung längerer Brennweiten ge-
bührend Rücksicht nehmen solle; ich glaube aber, daß er damit
tauben Ohren predigt
Bereits vor Erscheinen des erwähnten Aufsatzes ging ich, im
Frühjahr 1905, daran, die Schwierigkeit durch Anwendung eines
entsprechend konstruierten Teleobjektivs zu heben.
Das letztere hat bekanntlich den Vorzug, bei relativ langer
Brennweite nur einen kurzen Kameraauszug zu beanspruchen, weil
bei ihm der Hauptpunkt — vermöge der eigenartigen optischen
Konstruktion — erheblich vor das Objektiv verlegt ist, während
er sich beim gewöhnlichen Objektiv etwa in der Blendenebene
befindet.
Die Rechnungen ergaben, daß es sehr wohl möglich ist, ein
Teleobjektiv schwacher Vergrößerung zu konstruieren, das in bezug
auf Lichtstärke und Bildschärfe etwa einem guten Aplanaten ent-
spricht. Natürlich mußte — um eine gute Schärfenzeichnung zu
erreichen — auf die sonst bei Teleobjektiven übliche Veränderlich-
keit der Brennweite verzichtet werden.
Von der Annahme ausgehend, daß die Distanz, aus der man
gewöhnlich ein 9x12 -Bild betrachtet, etwa 25 cm beträgt, ergibt
sich von selbst die Brennweite des Objektivs, und aus dem Um-
Seddig. Eine Methode, das Newton- Heimholtest he Farhendreieck zu projizieren. I \J
stand, daß die vorhandenen Kameras einen Auszug von etwa 1 5 cm
besitzen, die Schnittweite (Kameraauszug) des Objektivs. Unter
diesen Verhältnissen war es möglich, dem Objektiv einen kurzen
Bau zu geben, so daß es in die meisten Handkameras mit Ver-
schlüssen montiert werden kann.
Fig. 2.
Das neue Teleobjektiv (Fig. 2) wird jetzt von der Rathenower
Optischen Industrieanstalt, vorm. E. Busch, A.-G., Rathenow, unter
dem Namen „Busch Bis-Telar F: 9" in den Handel gebracht, und
die Prospekte, die genannte Firma versendet, zeigen in Wort und
Bild die Vorteile, die das neue Objektiv gegenüber den kurzbrenn-
weitigen Objektiven aufweist.
(Eingegangen am 25. März 1906.)
Eine Methode,
das Newton-Helmholtzsche Farbendreieck zu projizieren.
Von M. Seddig.
Mit 2 Figuren.
Das Newton sehe Farbendreieck läßt sich durch Projektion
prinzipiell in der Weise darstellen, daß drei, die Grundfarben rot,
grün und indigoblau aussendende Dreiecke zusammen auf die näm-
liche Stelle des Projektionsschirms entworfen werden, wobei jedoch
die Projektion so zu erfolgen hat, daß erstens jedes der drei Einzel-
dreiecke eine von seiner Spitze aus und nach der Basis zu gleich-
mäßig abnehmende Helligkeit hat und daß zweitens die verschieden-
farbigen Helligkeitsmaxima nach den drei verschiedenen Ecken
orientiert liegen.
Digitized by Google
11«
Setidt«.
Die Versuche, solch eine vollkommen kontinuierliche und für
die drei Dreiecke ganz gleiche Helligkeitsabstufung zu erhalten, be-
reitete zunächst einige Schwierigkeiten; denn weder abgetönte Dia-
-^--Syw'
0 ü a, a a'
Fig. i.
positive, noch keilförmige Tröge, die mit graugefärbten Flüssigkeiten
gefüllt vor die betreffenden Dreiecke gebracht wurden, gaben be-
friedigende Resultate. 1 ) — Von der Verwendung geeignet rotierender
Sektoren wurde Abstand genommen, als es sich zeigte, daß der
Zweck in einfachster und vollkommenster Weise durch eine ge-
eignete Abbiendung zu erreichen war.
Die Art dieser Abbiendung ist aus der schematischen Fig. i
erkennbar. In dieser Figur stellt ac einen Schnitt durch ein drei-
eckiges Diaphragma dar, bei dem die Dreieckspitze bei c und die
Basis bei a zu denken ist In der Mitte zwischen ac und dem
projizierenden Objektiv O befindet sich eine nur bis zur Axe mm
reichende Blende B. Diese Blende bewirkt nun, daß die Dreieck-
spitze c durch die ganze Öffnung des Objektivs, also mit maximaler
Helligkeit abgebildet wird, während für die übrigen Teile der
Dreiecksfläche immer ein Teil des Objektivs abgeblendet ist; für
die Mittelpartien mm der Dreiecksfläche z. B. das halbe Objektiv,
so daß sich diese Stellen auch nur mit halber Helligkeit auf den
Schirm projizieren usw., bis schließlich für a das ganze Objektiv
abgeblendet ist, so daß von der Basis aus überhaupt kein Licht
mehr zur Projektion gelangt.
Fig. 2 veranschaulicht den nach diesem Prinzip konstruierten
Apparat. Teil D enthält die drei dreieckigen Diaphragmenaus-
schnitte, die von rechts her mittels Bogenlampe und Mattscheibe
diffus erleuchtet werden und von denen jeder dem ac der Fig. i
entspricht. Im Teil 0 befinden sich die drei Projektionsobjektive,
welche durch Mikrometerschrauben in der Ebene senkrecht zur
optischen Axe verschiebbar sind, damit die Einzeldreiecke bequem
i)W. von Be/old gab 1885 eine Methode an, bei der drei schattiert gezeichnete
Dreiecke (rot, grün, blau) subjektiv zur Drehung gebracht wurden; vrgl. Ann. d.
Phys. 26. pag. 390— 406. 1885.
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Eine Methode, das Navlon-I lelmholt zsr he Farhcndreierk zu projizieren. I IQ
zur Deckung gebracht werden können. Teil B enthält die dem B
der Fig. I entsprechenden Halbschattenblenden. Die Farbfilter, auf
deren passende Wahl es peinlich genau ankommt, sind dicht vor
den Objektiven angebracht
O B D
Fig. 2.
Beim Übereinanderprojizieren der abgetönten Einzeldreiecke
entsteht dann auf dem Projektionsschirme ein einziges Dreieck,
welches an den drei Ecken die drei Grundfarben und im übrigen
die vom Newton-Helmholtzschen Farbendreieck geforderten
Farben enthält. Das Weiß des Schwerpunktes ist schlecht zu er-
reichen — wohl wegen seiner geringen Ausdehnung und der
störenden Kontrastwirkungen der übrigen Farben. Immerhin aber
ist für den Schwerpunkt eine indifferente Färbung zu konstatieren.
Nach Abblenden der Nachbarbezirke können die Einzelfarbcn be-
deutend reiner wahrgenommen werden. 1 )
Dieses Prinzip der Halbschattenabblendung dürfte sich auch
noch zu anderen Zwecken, wie z. B. für die Konstruktion eines
Sensitometers für photographische Schichten gut verwenden lassen,
deren Schwärzungsvermögen im Verhältnis zu den verschiedenen
Lichtintensitäten geprüft werden soll. Für ein solches Instrument
brauchte nur der Teil ac in Fig. I durch eine rechteckige Öffnung
dargestellt zu sein, welche vollkommen gleichmäßig diffus erleuchtet
l) Obige Apparatur in verbesserter Konstruktion kann von der mechanischen
Werkstätte des Physikalischen Instituts in Marburg bezogen werden.
120
Lumüre und Snewetz.
ist. An die Stelle von O (Fig. i) käme dann die zu prüfende
Schicht Mit dieser Vorrichtung ließe sich z. B. auf einfachste
Weise für die einzelnen Emulsionen der verschiedene Schwärzungs-
abfall bei der gleichen Intensitätsabnahme verschiedenfarbigen Lichts
bestimmen.
Marburg a. L., Physikalisches Institut.
(Eingegangen am 29. März 1906.)
Uber die Zusammensetzung der im Dunkeln von selbst unlöslich
gewordenen Bichromatgelatine.
Von A. und L. Lumiere und Seyewetz.
In einer vorangegangenen Mitteilung haben wir die Zusammen-
setzung der mit Kaliumbichromat getränkten und durch Licht un-
löslich gemachten Gelatine angegeben 1 ).
Die vorliegende Studie hat zum Gegenstande, die Zusammen-
setzung der in der Dunkelheit von selbst unlöslich gewordenen
bichromatisierten Gelatine zu bestimmen.
Wir haben folgende zwei Fälle in Betracht gezogen:
a) Langsame Entstehung der Unlöslichkeit bei gewöhnlicher
Temperatur.
b) Rasch erzeugte Unlöslichkeit bei 120 0 .
In beiden Fällen wurde die in dünner Schicht auf Glas aus-
gebreitete Gelatine mit einer 3°/o*& en Kaliumbichromatlösung be-
handelt unter Bedingungen wie sie in unserer vorausgegangenen
Studie angegeben sind.
Wenn man täglich den Fortschritt des Unlöslichwerdens ver-
folgt, so tritt ein Punkt ein, bei dem die Gelatine, ohne zu schmelzen,
eine wiederholte Behandlung mit Wasser von 80 0 aushält Alsdann
wurde die unlöslich gewordene Gelatine analysiert. Zu diesem
Zwecke wird die Gelatine von dem Glase durch Abkratzen entfernt
und dann durch Dekantation zuerst mit kaltem und dann mit 8o°
warmem Wasser gewaschen bis sie ganz farblos geworden ist Wenn
die Gelatine bei gewöhnlicher Temperatur unlöslich geworden ist,
so entfärbt sie sich vollkommen.
') Bulletin de la Socicte francaise de Photographie KJ05.
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Zusammensetzg. d.i. Dunkeln von selbst unlöslich gewordenen Bichromatgelatine. 1 2 \
Bei den Versuchen, die bei 120 0 gemacht wurden, behält die
Gelatine nach dem Waschen das Aussehen, das sie zeigt, wenn sie
durch Licht unlöslich gemacht worden ist Die Bestimmungen
wurden gemacht wie wir es schon mitgeteilt haben.
Nachstehend die Resultate dieser Analysen bezogen auf 100 g
trockener Gelatine:
Umstände , anter denen
die Gelatine im Dunkeln
unlöslich geworden war
Chromsäure durch
Ammoniak ausge-
zogen, berechnet
auf CrO*
Cbromsesquioxyd
durch Ammoniak
nicht ausziehbar
Gesamtmenge des
Chromsesqui-
oxyds
Asche
Gelatine
Bei gewöhnlicher
Temperatur.
Nach t Monat
Nichts
0.67
0.67
1.19
98.13
Nach 2 Monaten
Nichts
o.93
o.93
0.46
98-S9
Nach 4*/i Monaten
Nichts
'••5
i-«5
0.22
98.61
Bei einer Temperatur
von 120°.
Nach i Tag
0.54
8.68
9.11
0.06
90.71
Nach 6 Tagen
2.72
20.59
22.7
0.1
76.58
Wir haben vergleichsweise das Unlöslichwerden der Gelatine
geprüft, wenn sie einerseits auf Glas, andererseits auf Papier aus-
gebreitet war. Wir konnten durch Behandeln mit heißem Wasser
feststellen, daß das Unlöslichwerden auf Papier etwa denselben Ver-
lauf nimmt (indessen etwas rascher) wie auf Glas. Die Analysen
im Falle der Verwendung von Papier hätten keine genauen Resul-
tate geben können, wegen der Unmöglichkeit, die Schicht voll-
ständig von ihrer Unterlage zu trennen, daher haben wir uns darauf
beschränkt, nur die auf Glas erhaltenen Resultate festzuhalten.
Diese Resultate zeigen, daß die im Dunkeln von selbst unlös-
lich gewordene Bichromatgelatine eine sehr viel geringere Menge
Chromsesquioxyd enthalten, als wenn sie durch Licht unlöslich ge-
worden ist. Diese Menge wächst nur sehr langsam mit der Zeit,
denn sie beträgt nur 0,67 nach einem Monat und nur 1,15 °/ 0 nacn
4 x / a Monaten, während nur wenige Stunden der Lichtwirkung ge-
nügen, um diesen Gehalt auf über 5 °/ 0 zu steigern. Ferner wider-
steht die von selbst unlöslich gewordene Gelatine selbst nach
47 a Monaten nicht vollständig der Einwirkung des kochenden
Wassers.
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122
Lumilre und Sn>ewe/z.
Im Gegensatz dazu widersteht die bei i2o° unlöslich gewordene
Gelatine vollständig der Wirkung von kochendem Wasser, aber sie
ist teilweise desorganisiert, denn sie zerfallt in sehr feine Partikeln,
die bei der Behandlung mit heißem Wasser durch die Filter gehen.
In der so behandelten Gelatine, wie in der durch Licht un-
löslich gemachten, ist ohne Zweifel ein Teil des Chromsesquioxyds
enthalten, der nicht an dem Unlöslichmachen teilnimmt und der
von der direkten Reduktion des Bichromats durch die organische
Substanz herrührt.
Eingegangen am 23. April kk>6.
Über die Gerbung der Gelatine bei der Entwickelung , besonders
mit Pyrogallol.
Von A. und L. Lumiere und A. Seyewetz.
Die Pyrogallolentwickler besitzen nach den heutigen Anschau-
ungen unter den Entwicklern allein die Eigenschaft, die Gelatine
der Negative während der Entwickelung zu gerben.
Dieses Unlöslichwerden ist bekanntlich kaum merklich in den
durchsichtigen Teilen des Negativs, es ist indessen ein vollständiges
in den Teilen, die eine genügende Menge reduzierten Silbers enthalten.
In dieser Studie haben wir einerseits untersucht, ob diese Ger-
bung den Reaktionen zuzuschreiben ist, die bei der Entwickelung
stattfinden oder ob sie auch eintritt bei Abwesenheit von Silber,
das durch den Entwickler reduziert ist. Wir haben andererseits
die Rolle, die das Pyrogallol bei dieser Erscheinung spielt, aufzuklären
versucht und festgestellt, ob die durch die Pyrogallolentwickler er-
füllten Bedingungen bei dieser Gerbung nicht auch durch andere
Entwicklersubstanzen erfüllt werden können.
L
Zum Zweck der Ermittelung, ob die Operation der Entwicke-
lung unerläßlich ist zum Gerben der Gelatine durch die Pyrogallol-
entwickler - Lösung haben wir Gelatineblätter in einen Entwickler
von folgender Zusammensetzung eingetaucht:
Wasser 1 000
Wasserfreies Natriumsulfit 30
Pyrogallol 10
Natriumkarbonat (wasserfreies ... 30
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Über die Gerbung der Gelatine beider Enttvickelung, besonders mit Pyrogalloi 1 23
Wir haben festgestellt, daß diese Gelatineblatter nicht merklich
unlöslich werden, wenn sie nur während der gewöhnlichen Zeit der
Entwickelung (etwa 10 Minuten) in dem Entwickler verbleiben.
Sie werden auch nicht unlöslicher, wenn man die Berühruug mit
der Pyrogallollösung auf eine Stunde verlängert. Wenn man in den
vorstehenden Versuchen die Gelatineblätter durch Negative ersetzt,
die in einem nichtgerbenden Entwickler hervorgerufen sind, so
findet keine Gerbung statt selbst in den Teilen, die viel reduziertes
Silber enthalten. Der alleinigen Gegenwart des Silbers ist also das
Unlöslichwerden nicht zuzuschreiben.
Indem wir die Gelatineblätter oder Negative der vorigen Ver-
suche aber mehrere Tage in dem Pyrogallolentwickler bei Luft-
zutritt liegen ließen, stellten wir fest, daß nach dem dritten Tage
der Berührung ein vollständiges Unlöslichwerden sowohl der reinen
als auch der silberhaltigen Gelatine eintrat.
Diese Versuche beweisen, daß die Gerbung auch ohne Ent-
wickelung eintreten kann, daß aber diese letztere trotzdem die Ger-
bung erheblich unterstützt an Stellen wo sich Silber reduziert Um
diese Erscheinung zu erklären, suchten wir zunächst die Reaktion
zu analysieren, wie sie bei Abwesenheit von Silber verläuft
Zu diesem Zwecke haben wir die gerbende Wirkung der wässe-
rigen Pyrogallollösung unter verschiedenen Bedingungen methodisch
studiert.
Gelatineblätter werden digeriert in weithalsigen Flaschen, die
zur Hälfte mit Lösungen von folgenden Zusammensetzungen ge-
füllt waren:
1. Pyrogallollösung zu 1 °/ 0 .
2. „ „ 1 °/o + 3°/o wasserfreies Natriumkarbonat.
3- »» >» l % "1" 3°/o » y
+ 3 7o Natriumsulfit.
Die Lösung 2 machte die Gelatine nach dem zweiten Tage der
Berührung vollständig unlöslich.
Die Lösung 3 gab dasselbe Resultat erst nach dem vierten Tage.
Die Lösung 1 bewirkte kein merkliches Unlöslichwerden selbst
nach einem Monat der Berührung.
Man kann feststellen, daß die Lösung 2, die am schnellsten die
Gerbung herbeiführt, diejenige ist, die sich am schnellsten unter
Stauerstoffabsorption bräunt. Die Lösung 3 bräunt sich langsamer
als die vorhergehende, aber sie ist bemerkenswert gefärbt, wenn
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T24 Lumiire und Styeivetz.
die vollständige Unlöslichkeit erreicht ist. Die Lösung I endlich
färbt sich mit der Länge der Zeit nur schwach.
Diese Resultate führten uns zu der Annahme, daß der Luft-
sauerstoff bei der Erzeugung der Unlöslichkeit mitwirkt. Um uns
davon zu überzeugen, haben wir die vorstehenden Versuche wieder-
holt, indem wir mit geschlossenen Flaschen unter Abschluß des
Luftsauerstoffs arbeiteten. Unter diesen Bedingungen erzeugte keine
der vorstehenden Lösungen die Erscheinung, die unsere Hypothese
zu betätigen scheint.
II.
Da uns die vorstehenden Resultate die Notwendigkeit der Oxy-
dation des Entwicklers für die Gerbung der Gelatine gezeigt hatten,
glaubten wir, daß man dasselbe Resultat mit anderen Entwicklern
als Pyrogallol erhalten könnte, wenn man ihre Oxydation begünstigte.
Um diese Hypothese zu beweisen, haben wir mit den hauptsäch-
lichsten der gebräuchlichen Entwickler dieselbe Reihe von Ver-
suchen wiederholt wie mit dem Pyrogallol, indem wir vergleichend
arbeiteten einerseits mit Lösungen unter Luftzutritt und andererseits
mit Lösungen unter Luftabschluß.
Jeden Tag wurde eine Probe der Gelatine aus den verschie-
denen Flaschen genommen , auf welche man die Wirkung von
kochendem Wasser beobachtete. Die Resultate dieser Versuche
sind in der nachfolgenden Tabelle verzeichnet
Um zu ermitteln, ob es wohl die Oxydationsprodukte sind und
nicht die Entwickelung, was die Gerbung bewirkt, haben wir die
Wirkung eines der wohlbekannten Oxydationsprodukte, nämlich des
Chinons auf die Gelatine untersucht Dieser Körper, der sich bei
der Oxydation des Hydrochinons bildet, entsteht bekanntlich beim
Entwickeln mit Hydrochinon.
Wir haben festgestellt, daß eine in der Kälte gesättigte Losung
von Chinon (zu l f t °/ 0 ) die Gelatine in kurzer Zeit bei Luftabschluß
unlöslich macht, während das Hydrochinon ohne Wirkung auf die
Gelatine ist. Wenn man diese Chinonlösung in geeigneter Menge
einer Gelatinelösung zusetzt, so mischt sie sich sehr gut damit, aber
wenn die Gelatine nun erstarrt, so ist sie unlöslich in kochendem
Wasser (20 cem Chinonlösung von 0,5 w / 0 macht 100 cem Gelatine-
lösung von 10 °/ 0 unlöslich). Die Gerbung ist ganz ähnlich der, die
Chromalaun oder Formaldehyd verursachen.
Man kann schließlich mit einer Chinonlösung von 0,5 °/ 0 die
Gelatine eines Negativs ebenso gerben wie mit Formol oder Formolen.
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Ül«r die Gerbung der Gelatine bei der Entwicklung, besonders mit P\ rogallol. 1 2 5
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1 26 Lttmure und Seyewetz. Gerbung der Gelatine Im der Enhvickelung.
III.
Die vorstehenden Versuche zeigen scharf, daß, wenn man mit
anderen Entwicklern als mit Pyrogallol keine normale Gerbung der
Gelatine erhält, dies daran liegt, daß die anderen Entwickler den
Luftsauerstofif bei Gegenwart von Natriumsulfit nur sehr langsam
absorbieren. Sobald sie in Verhältnisse kommen, die ihre Oxydation
begünstigen, so tritt Gerbung ein.
Indessen ist es bemerkenswert, daß man mit Paramidophenol
unter keiner Bedingung eine vollständige Gerbung erhält, und daß
das salzsaure Diamidophenol mit einem Alkalikarbonat die Gelatine
rascher gerbt bei Gegenwart von Sulfit als ohne Sulfit. Das eigen-
tümliche Verhalten des Paramidophenols läßt sich vielleicht durch
die Tatsache erklären, daß das Oxydationsprodukt des Paramido-
phenols in Wasser unlöslich und in den Lösungen des Natrium-
sulfits nur wenig löslich ist. Beim Diamidophenol sieht man gleich-
falls bei der Oxydation der Lösung ohne Sulfit sich einen Nieder-
schlag bilden, den man bei Gegenwart von Sulfit und alkalischem
Karbonat nicht gewahrt In letzterem Falle oxydiert sich die
Lösung langsamer als bei Abwesenheit von Sulfit, aber absorbiert
ohne Zweifel noch rasch genug den LuftsauerstorT, um die Gerbung
zu bewirken.
Es ist, wie wir glauben, nach den vorstehenden Versuchen leicht,
den Mechanismus der Gerbung der Gelatine bei der Entwickelung
mit Pyrogallol zu begreifen und den Grund, aus welchem die Ger-
bung an den Stellen eine vollständigere ist, wo das Silber vom
Entwickler reduziert ist.
Man kann annehmen, daß sich das Pyrogallol unter der Ein-
wirkung des Broms aus dem Bromsilber oxydiert, und daß dieses
Oxydationsprodukt, das bei Gegenwart von Sulfit besteht, die Gelatine
unlöslich macht, wie es das Chinon gemacht haben würde, das wir
im freien Zustande erprobt haben.
Was die anderen Entwickler betrifft, wenn sie unter den ge-
wöhnlichen Bedingungen ihrer Verwendung die Unlöslichkeit der
Gelatine nicht bewirken, so kommt das wahrscheinlich daher, daß
die aus ihnen im Laufe der Entwickelung entstehenden Oxydations-
produkte von Natriumsulfit, das im Entwickler enthalten ist, leicht
reduziert werden.
(Eingegangen am 23. April 1906.)
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Be'la Szilärd. Durch Lieh t bewirkte Zersetzung d.i. Chloroform gelösten Jodoforms. \ 2J
Über die durch Licht bewirkte Zersetzung des in Chloroform
gelösten Jodoforms.
Erste Mitteilung.
Von B£la Szilärd.
(Mit 2 Figuren im Text.)
Die durch Licht bewirkte Zersetzung des Chloroforms haben
neuerdings Schoorl und van den Bergen 1 ) studiert. Sie haben
teilweise verschiedene, teilweise dieselben Resultate erhalten, wie der
frühere Erforscher dieses Vorganges E. Bilz*).
Es hat sich ergeben, daß bei einem Übermaß von Sauerstoff
die Zersetzung unter dem Einflüsse des Lichtes nach folgender
Gleichung verläuft:
2 CHC1, + 5 O =» 2 CO, + H,0 + 6C1 L
Während die Zersetzung bei einem Mangel an Sauerstoff sich
folgendermaßen vollzieht:
CHCL, + O = COO, + HCl II.
Es gibt auch solche Fälle, wo beide Reaktionen parallel ver-
laufen und dann die Reaktionsprodukte
CO,, H,0, Cl, C0C1„ HCl
entstehen.
Die Zersetzung des Jodoforms wurde von denselben Autoren (1. c.)
studiert Die Reaktion ist keine einheitliche; folgende Zersetzungen
verlaufen immer parallel:
2 CHJ, + 5 O = 2 CO, + H 2 0 + 6 J III.
und
2CHJ, + 30 = 2CO + H,0 + 6J IV.
Das Jodoform ist viel lichtempfindlicher als das Chloroform;
löst man dagegen das Jodoform in Chloroform auf, so bekommt
man eine solche Lösung, welche noch empfindlicher ist wie beide
Stoffe allein.
Die Zersetzung dieser Lösung hat systematisch zum ersten
Male Schuyten 3 ) studiert, indem er — variierend die Konzentra-
tion, die Temperatur, die Belichtung und das anwesende Luftquan-
tum — die jeweils freigewordene Jodmenge bestimmte.
1) Ber. d. D. Pharm. Ges. 1905, 385.
2) Der Schutz des Chloroforms vor Zersetzung am Licht 1892. Vgl. C. Schacht
und E. Biltz, Ber. Chem. Ges. 1893, Ref. 885.
3) Bull. Acad. Roy. Belgique 38, 625, 1900.
9*
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128
Bcla Szüärd.
Es ergab sich, daß bei gleicher Lichtquelle:
1. bei Anwesenheit der Luft, bei gleicher Konzentration und
gleicher Temperatur die kleinste Menge Substanz sich relativ am
stärksten zersetzt;
2. bei verschiedenen Konzentrationen in der verdünntesten
Lösung die stärkste Zersetzung eintritt.
3. bei verschiedenen Temperaturen die höchste Temperatur
die stärkste Zersetzung bewirkt;
4. bei Anwesenheit verschiedener Luftmengen die Zersetzung
um so stärker ist, je mehr Luft mit der Lösung in Berührung steht
Die weiteren Ergebnisse waren noch, daß:
5. bei Luftausschluß und verschieden starker Belichtung die
stärkere Lichtquelle die stärkere Zersetzung bewirkt;
6. bei Lichtausschluß nur Temperaturerhöhung eine Jod-
abscheidung hervorzurufen vermag; bei Zimmertemperatur im
Dunkeln bereitete und aufbewahrte Lösung wochenlang unverändert
bleibt;
7. die schon einmal insolierte Lösung sich auch im Dunkeln
weiter zersetzt;
8. bei Anwesenheit eines zur Abscheidung der gewissen Jod-
menge theoretisch nicht hinreichenden Luftquantums die Jod-
abscheidung doch weitergeführt wird.
Schuytens Arbeit wurde später durch Hardy und Willcock 1 )
fortgesetzt. Sie haben mit völliger Gewißheit festgestellt, daß:
9. das farbige Zersetzungsprodukt das Jod ist;
10. die Bildung des Jods in gewissem Verhältnisse steht mit
der Intensität der Lichtquelle, sowie mit der Aktionsdauer derselben;
1 1. die Zersetzung ebenso wie bei Lichtausschluß auch bei sorg-
fältigem Luftausschluß gänzlich unmöglich ist;
12. Salze zweiwertiger Ionen die Reaktion verzögern, sogar
auch gänzlich verhindern; dagegen Salze mit einwertigen Ionen
günstige katalytische Einflüsse ausüben;
13. die Zersetzung nicht nur durch Sonnenlicht oder Gaslicht
usw. verursacht sein muß, sondern auch durch Röntgen-, Kathoden-
und Radiumstrahlen hervorgerufen wird;
Hardy und Willcock*; wie auch mehrere andere haben
darum vorgeschlagen, daß
1) Proc Roy. Society 72. 200, 1903.
2) Chem. Wcckblad. 1905, 799.
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Durch Licht bewirkte Zersetzung des in Chloroform gelösten Jodoforms. 1 29
14. die Zersetzung, da sie den entsprechenden Strahlungs-
intensitäten proportional ist, ebenfalls der Farbe der Lösung pro-
portional sei; darum wurde eine im Voraus bereitete Jodlösung
von bekanntem Gehalt als normal betrachtet und mit der zersetzten
Lösung verglichen. Von den Farbenunterschieden bzw. von der
Farbenidentität wurde dann auf die Intensität der Strahlen ge-
schlossen.
Jorissen und Ringer 1 ) fanden, daß
15. die Zersetzung des Jodoforms bei 00 Insolation fast voll-
ständig ist, und
16. daß eine durch flüssige Luft zum Erstarren gebrachte Auf-
lösung von CHJ 3 in CHCl a , so lange sie fest bleibt, durch helles
Tageslicht nicht gefärbt zu werden scheint.
Der Zweck meiner Untersuchungen war das genaue Studium
der bei der Zersetzung eine Rolle spielenden Verhältnisse, sowie die
Feststellung des Reaktionsverlaufes und, soweit wie möglich, auch
der Reaktionskinetik.
Erstens wollte ich mich überzeugen,
ob die Zersetzung des CHJ 3 eine partielle oder totale sei?
Das zu allen Experimenten gebrauchte Chloroform wie auch
das Jodoform waren vollkommen reine, von Merck stammende
Präparate, welche von der Herstellung an immer an dunklem Orte
bewahrt waren. Vorläufig habe ich zu den Experimenten eine an
Jod ca. l / 6 normale CHJ, — CHG,-Lösung verwendet. Die ent-
sprechenden Stoffquanta wurden bei schwachem Gaslichte abge-
wogen, an vollkommen finsterem Orte gemischt, gelöst und dann
in einer kalibrierten, mit gut schließendem Glasstöpsel versehenen
Bürette aufbewahrt.
Als Insolationsgefäße dienten mit Glasstöpsel versehene Glas-
kolben.
Es hat sich ergeben, daß bei Luftzutritt und bei zwanzigtägiger
fortwährender Insolation noch nicht die ganze Jodmenge frei wurde,
obwohl die erhaltenen Werte zu einem Grenzwerte konvergierten,
anscheinend aber auch dieser Grenzwert selbst weit genug von der
gesamten Jodmenge war.
Dies konnte drei Ursachen haben. Entweder ist die Zersetzung
wirklich nicht vollständig, oder das Licht kann die Reaktion wegen
der sehr starken Absorption des in großem Quantum ausgeschie-
1) loc cit.
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130
Bc'la SzilM
denen Jodes nicht weiterführen, oder endlich ist nach dem Massen-
wirkungsgesetz die Konzentration des freien Jodes schon eine so
erhebliche, daß die weitere Bildung des Jodes verzögert oder sogar
verhindert wurde.
Weil mir letztere beiden Ursachen als wahrscheinlich erschienen,
habe ich die Insolationsversuche wiederholt und zwar so, daß in die
Gefäße außer der Flüssigkeit noch metallisches reines Quecksilber
kam. Das Quecksilber verbindet sich mit dem freiwerdenden Jod
(und event. Chlor) teilweise zu Mercurojodid, teilweise zu Mercuri-
jodid. Dadurch waren auf einmal beide verzögernde Ursachen
vernichtet.
Nach 4 — ötägiger Insolation — in der die Lösung täglich mehr-
mals bis zur Entfärbung aufgeschüttelt wurde — war das Jod bis
991 — 99*4 °/ 0 ausgeschieden.
Um das System genauer untersuchen zu können, mußte man
eine solche Methode ausarbeiten, welche
die Ermittelung der sich von Zeit zu Zeit abscheidenden Jodmenge
ermöglicht.
Die kolorimetrische Methode — Vergleich mit normal farbigen
Jodlösungen — erwies sich als unbrauchbar, weil, wenn man die
scheinbar gleichfarbigen Lösungen in Flaschen mit Glasstöpsel unter
starkem Umschütteln mit Vioo Normal-Natriumthiosulfatlösung bis
zur gänzlichen Entfärbung titrierte, sich große Differenzen zeigten,
da das Auge beim Vergleichen dieser Farben — bei schwachem
Lampenlichte — wahrscheinlich nicht genügend empfindlich ist.
Zum Studium der Methode verwendete ich also ein vollkommen
finsteres Zimmer, dessen einzige Lichtquelle eine kleine elektrische
Lampe von 75 Kerze Lichtstärke war, und die durch drei Chrom-
säure- Elemente gespeist wurde. Farbiges Licht, welches auf die
Lösung ohne Einwirkung gewesen wäre, konnte man nicht ver-
wenden, weil man bei diesem das Verschwinden der Farbe des Jods
nicht präzis beobachten kann.
Das Licht des Lämpchens war weiß und daneben so schwach,
daß es auf das System auch nach längerer Zeit keine Einwirkung
ausübte.
Die Bestimmung des ausgeschiedenen Jods geschah durch
Titrieren mit '/ioo Normal -Na a S a O s -Lösung, welche vor jeder Ver-
suchsserie von neuem auf Jod eingestellt wurde.
Sowohl die Büretten als die Pipetten wurden vor dem Gebrauche
ein für allemal kalibriert.
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Durch Licht bewirkte Zersetzung des in Chloroform gelösten Jodofonns. I 3 1
Das Titrieren erwies sich in der Weise am zweckmäßigsten, daß
ich die von der zu untersuchenden Flüssigkeit mittels Pipette abge-
hobenen xoeem in einem Glaskolben mit Glasstöpsel gab, mit ioccm
Wasser mengte und unter heftigem Umschütteln so lange 1 j 100 NajSjOj-
Lösung zufließen ließ, bis das am Boden sich sammelnde Chloro-
form nur schwach zitronengelb war. Diese Farbe stammte vom
Jodoform und verschwindet darum nicht mehr.
Diese Methode erwies sich als vollkommen verläßlich, so daß
ich bei den späteren Untersuchungen immer diese benützte.
Es wäre dann das erste gewesen
die Bestimmung des Reaktionsverlaufes.
Nach dem Bisherigen war schon im voraus zu sehen, wie
viele Hindernisse dabei vorkamen.
Trotz meiner wirklich großen Ausdauer und vieler Bemühungen
kann ich alles bisher Erreichte als gar nicht bedeutend bezeichnen.
Die Schwierigkeiten der Arbeit bestehen einerseits in den Be-
stimmungen der sich reichlich bildenden Nebenprodukte — welche
nicht immer dieselben und selten in gleicher Menge vorhanden sind,
andererseits in dem Umstände, daß, wenn die Jodabgabe schon be-
deutend ist, die Bildung der Nebenprodukte kaum noch wahrnehm-
bar ist.
Soviel konnte ich auch bis jetzt bestimmen, daß es sich hier
um keine einfache Reaktion handelt. Das folgt auch aus den Tat-
sachen, daß sowohl das Lösungsmittel als auch der gelöste Stoff
an sich lichtempfindlich sind. Außerdem sind beide von analoger
chemischer Zusammensetzung, und — was die Hauptsache ist — die
Reaktionsprodukte könnten zwar aufeinander eine Wirkung ausüben,
welche aber nie eine entgegengesetzte sein kann, d. h. es können
keine neutralisationsähnlichen Erscheinungen vorkommen, weshalb
ein Gleichgewicht sehr schwer einsteht. Daher kommt es auch, daß
bei der Reaktion keine gemischten Methanderivate entstehen.
Es tritt aber noch eine Komplikation ein. Diese ist die
sub 7 zitierte Erscheinung, üb diese durch bei Gleichung II sich
bildendes COCL, oder von einem anderen Stoffe hervorgerufen sei,
ist im voraus rätselhaft.
Die Bestimmung des Verlaufes der chemischen Zersetzung habe
ich vorläufig beiseite gelegt, aber festgestellt, daß es sich hier um
eine wirklich katalytische Einwirkung handelt. Ob diese von den
oben erwähnten Stoffen oder von dem Luftsauerstoff stammt, konnte
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132
Bela Szilärd.
ich nicht entscheiden. Aber diese Erscheinung selbst,
die Autokatalyse des Systems,
wurde studiert.
Zunächst habe ich einige Vorexperimente gemacht. So habe
ich — unter anderem — eine Probe ein wenig insoliert, dann
immer an dunklem Orte gehalten und täglich das Jod titriert Die
Zersetzung schritt wirklich fort. Dann habe ich ein wenig von dieser
Lösung mit einer nicht insolierten Lösung gemischt, worauf auch
jene sich wirklich zu zersetzen begann, und die Zersetzung schritt
ebenso fort wie bei den anderen. Die von dieser Lösung entnom-
mene Probe hat auch dieselbe Wirkung wie die vorige.
Wenn man diesen Mechanismus sieht, ist es unmöglich, nicht
an die Enzyme zu denken; so überraschend ist wirklich die Ana-
logie, daß man jetzt mit Recht von einem „anorganischen Ferment"
reden kann. Der Verlauf der Reaktion korrespondiert auch mit der
Enzymwirkung: im Beginn ist die Zersetzung stärker, später all-
mählich langsamer, welche fast bis Null sinkt, ohne eine totale Zer-
setzung hervorzurufen. So z. B. habe ich folgende beiläufige Daten
gefunden:
Tabelle i.
t
o
3
8
10
3«
I.
14
5*
69
7i
75
II.
16
49
67
7i
75
> in.
»7
54
70
76
77
Hierbei bedeutet / die laufende Zeit in Tagen, v die zu loccm
CHJ, — CHCl, verbrauchte Menge des ~ NajSjO, in Kubikzenti-
metern. Die unter t — o befindlichen Zahlenwerte wurden durch
vorherige Beleuchtung gewonnen. Stellt man laut diesen Daten
Kurven her, wo v gleich den Ordinaten und / gleich den Abszissen
ist, so bekommen wir die Kurven der ersten Figur.
Wie ersichtlich ist, vollziehen sich die Reaktionen parallel.
Diese vollkommene Regelmäßigkeit veranlaßte mich darauf, diese
Erscheinung exakter zu untersuchen. Bei diesen genaueren Unter-
suchungen spielt dann die vollkommene Reinheit der angewandten
Reagenzien, Gläser, Stöpsel usw. eine sehr wesentliche Rolle. Die
kleinsten Fettspuren, unsichtbare Mengen organischer Stoffe, Staub-
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Durch Licht bewirkte Zersetzung des in Chloroform gelösten Jodoforms. 133
partikelchen können die Reaktion auslösen oder dieselbe in günstiger
oder ungünstiger Weise beeinflussen. Darum muß man die Unter-
suchungen mit besonderer Vorsicht durchführen.
1
«—
Ii
4--
Im
- 1
Y
"P"
f-
- .
//
-
■ff
rr
t
Fig. I.
Bei den neueren Versuchen habe ich die Xa^Oj-Lösung so
eingestellt, daß jeder Kubikzentimeter der Flüssigkeit einem Milli-
gramm Jod entsprechen soll. Dadurch waren die Berechnungen
ein wenig vereinfacht. Im anderen Falle habe ich so gearbeitet wie
gewöhnlich, jedoch mit einer solchen CHJ 3 — CHC1 3 -Lösung, welche
in jedem Kubikzentimeter 20 mg CHJ 8 , d. h. 19 33 Gesamtjod
enthält.
Unter anderen zahlreichen Daten — welche ich wegen Platz-
mangel fortfallen lassen muß — habe ich folgende erhalten:
Tabelle 2.
t
1
2
3
5
7
9
10
«4
20
40
9
0967
1861
2662
3*941
5-102
6045
6-311
7649
8-884
9-991
wo / die laufende Zeit in Tagen und q die Quantität des frei-
gewordenen Jods in Milligramm bedeutet. Stellt man laut diesen
Daten eine Kurve her, so bekommt man die Figur 2, auf welcher
man sieht, daß die Kurve sich asymptotisch ihrem Grenzwerte
nähert.
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134
Durchsieht man die experimentell erhaltenen Daten, welche in
Figur 2 durch die Kurve reproduziert sind, so kann man fest-
_i „ — - — *
Fig. 2.
stellen, daß zwischen den ausgeschiedenen Jodmengen und Zeit-
intervallen eine genaue mathematische Relation vorhanden ist, ent-
sprechend der Gleichung
?(ß-*r «i-/"" (,)
wo: q die Quantität des ausgeschiedenen Jods in Milligramm,
Q Quantität des zusammen vorhandenen Jods pro Kubikzenti-
meter Flüssigkeit,
/ die laufende Zeit in Tagen,
e Basis des natürlichen Logarithmus,
b Geschwindigkeitskonstante,
a Experimentalkonstante und
Q — a die Grenze der Gültigkeit der Gleichung bezeichnet.
Hier haben die Buchstaben folgende numerischen Werte:
Q = i9"33 b - 0-X0
„ * = 9l l ''(die Variabein
Q — a = 20-i 6 t\
Mittels obiger Gleichung kann man den Zersetzungsgrad, d. h.
die vorhandene Jodmenge, im voraus bestimmen, wenn die Zeit be-
kannt ist, oder umgekehrt von dem Zersetzungsgrad die ent-
sprechende Zeit, vorausgesetzt, daü — unter ähnlichen Umständen
— die Auslösung der Reaktion nicht stärker oder schwächer war
wie in unserem Falle. (Siehe Tabelle 2, / = i.) Sind dagegen — wie
natürlich immer — die unter / = I befindlichen Werte von q ab-
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Referate.
135
weichend, so substituiert man diesen Wert in die Gleichung, und
ermittelt man dann den Wert von /, d. h. jenen Wert, welcher als
Beginn der Reaktion theoretisch bezeichnet wird. Dann wird diese
erste Date nicht / = 1 , sondern / gleich soviel , wieviel wir jetzt
durch diese Berechnung erhalten haben.
Bekommt man z. B. am ersten Tage 21 5 als Wert von /,
welcher aus dem Wert von q mittels der Gleichung berechnet ist,
so werden die Daten so aussehen:
'= 215 (1), 3-15 (2) ...» + 1.15 («)
9 — 9v 1t ••■</«
Bei Berechnungen benützt man immer die freistehenden Werte
von /, dagegen bei Betrachtungen über das Alter der Reaktion
immer die in Klammern befindlichen Werte.
1
Bei diesen Berechnungen benützt man vorzugsweise die so um-
geformte Gleichung:
g = [Q-a) (i--' u ) • (ia).
Die Untersuchungen werden in umfassenderen Richtungen
fortgesetzt.
Budapest, Privatlaboratorium.
Eingegangen am Ii. April 1906.
Referate.
Mitteilungen na« der Technik.
Die Lehr- und Versuchsanstalt für Photographie, Licht-
druck und Gravüre zu München hat ihre Studienmappe für 1906
herausgegeben. Dieselbe enthält 12 in der graphischen Abteilung her-
gestellte Drucke teils nach Originalen bekannter Künstler, teils nach
Aufnahmen der photographischen Abteilung. Die in jeder Hinsicht
vollkommenen Drucke legen beredtes Zeugnis ab von der Vortrefflichkeit
der Hilfsmittel und Einrichtungen der Anstalt, welche für die Gediegen-
heit des Unterrichtes die beste Gewähr bieten.
Exposition Internationale des Arts et Industries du Feu,
Paris, Juni bis Oktober. Die Gruppe 7 umfalit die Erzeugnisse der
Keramik, Kristall- und Glasfabrikation im Dienste der Wissenschaften:
Chemie, Physik, Optik, Photographie etc. Generaldirektor der Aus-
stellung: Herr Ch. Biny, Paris, 19 rue St. Roch.
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i 3 6
Referate,
A. Lumiere et ses Fils bringen unter dem Namen „Stenodoses
Lumiere" abgewogene Mengen zahlreicher photographischer Chemikalien
in sehr zweckmäßiger Packung in den Handel. Die dosierten Quan-
titäten sind in starke Metallfoüe gehüllt und in Pappschachteln mit
Rezeptaufschrift verpackt. Preisverzeichnis hierzu, 46 S.
Dr. R. Krügener, Hauptpreisliste Nr. 20. März 1906. 49 S.,
reich illustriert, enthält zahlreiche Neuheiten.
R. Voigtländers Verlag in Leipzig. Der AbUeferungstermin für
die Bilder zum Preisausschreiben „Aufnahmen freilebender Tiere" ist
auf den 15. Oktober 1906 festgesetzt worden; die Preisverteilung findet
Mitte Dezember statt.
Herr Kommerzienrat Goerz hat, wie in den beiden Vorjahren,
zum Besten der Beamten und Arbeiter der Aktiengesellschaft C. P. Goerz,
Berlin-Friedenau, 100 Aktien (Wert über 200000 Mk.) gestiftet; dadurch
nehmen die Angestellten und Arbeiter, abgesehen von ilirem vertrags-
mäßigen Einkommen, mit ca. io°/ 0 am Reingewinn teil.
Die Zeitschrift „Der Steinbruch", Verlag J. Fr. Meißner, Frank-
furt a. M., erläßt ein Preisausschreiben auf Photographien von deutschen
Steinbrüchen. Näheres durch den Verlag, Frankfurt a. M., Taunusstr. 43.
G. J. Göschensche Verlagsbuchhandlung, Leipzig. Prospekt
über Kürschners Literaturkalender 1906.
C. A. Steinheil Söhne, München. Ausführliche Liste über Fern-
objektive, Teleansätze für Handkameras, mit Abbildungen über die Ver-
wendung zur Zeit- und Momentphotographie.
B. G. Tcubner, Leipzig. Mitteilungen, 38. Jahrgang, Nr. 2, I, 1905.
95 Seiten.
Königswarter & Ebell, Linden vor Hannover. Preisliste über
Chemikalien 1906. 59 Seiten.
Hugo Stöckig & Co., Dresden, Bodenbach, Zürich. Prospekt
über die Unionkameras mit Goerz-Doppeknastigmat oder Meyer-Aristo-
stigmat
Btrlchtlruiiff.
Auf S. 51 dieses Bandes, letzte Reihe, muß es heißen 2-77 X 10- 8
statt 2-77.
- — 1_ r ■ — _ _ : --- — - — :
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
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Zeltichriff für wIHenlchaftliche Photographie,
Photophylik und Photodiemie
IV. Band. 1906. Heft 5.
Spektroskopische Untersuchung der Terbiumpräparate von
Dr. G. Urbain.
Von Dr. G. Eberhard
in Potsdam.
Erweiterter Abdruck aus den Sitzungsberichten der Kgl. Preuß. Akademie
der Wissenschaften, 1906.
Obwohl das Terbium schon im Jahre 1843 entdeckt worden
ist, gelang es bis in die letzten Jahre keinem der zahlreichen
Chemiker, die sich mit der Herstellung desselben beschäftigten, ein
auch nur einigermaßen reines Präparat zu gewinnen, welches die
chemischen Eigenschaften und das Spektrum des Terbiums zu
studieren gestattet hätte. Mosander, der Entdecker dieses Ele-
mentes 1 ), hatte, wie wir heute wissen, höchstens 1 — 2°/ 0 Terbium
in der Substanz, welche ihn zu der Entdeckung geführt hatte, und
das einzige, was er feststellen konnte, war, daß Terbium ein dunkles,
die anderen Erden stark färbendes Superoxyd bildet, welches sich
beim Erhitzen im Wasserstoffstrom reduzieren läßt. Diese zwei
Eigenschaften waren bis in die allerletzte Zeit die einzige Definition
des Terbiums.
Die Gründe des Scheiterns der Isolierungsversuche liegen darin,
daß Terbium zu den stets nur in äußerst geringer Menge vor-
kommenden, seltensten Elementen gehört, und daß seine Abscheidung
auch heute noch eine der allerschwierigsten Aufgaben der Chemie
der seltenen Erden ist.
Bei dieser Sachlage ist es nicht zu verwundern, daß viele
Chemiker, unter ihnen Bunsen, die Existenz des Terbiums über-
haupt bezweifelten, und der Streit hat lange Jahre angedauert, bis
schließlich doch der Existenzbeweis durch die Arbeiten von Dela-
fontaine und besonders von Marignac erbracht worden ist. Am
nächsten sind der Reindarstellung offenbar noch Lecoq de Bois-
baudran und Demar^ay gekommen. Lecoq hat einige Zenti-
gramm eines wenigstens einigermaßen angereicherten Terbiumpra-
parates gehabt, da ihm die Auffindung des schwachen Absorptions-
Zeiwchr. f. »in. Phot 4. 10
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138 Eberhard.
bandes £488///* gelang, doch ist er nicht imstande gewesen, sein
Präparat genügend von den benachbarten Erden zu trennen; auch
erkannte er nicht, daß er es mit dem Terbium zu tun hatte, sondern
glaubte ein neues Element (Zd") gefunden zu haben. Ein Terbium
von gleicher Beschaffenheit hat dann später Demarcay 2 ) gehabt,
in welchem er, unabhängig von Lecoq, das Band A 488 /i/i fand
und sogar einige Linien des Funkenspektrums angeben konnte.
Auch er war nicht sicher, ob das von ihm hergestellte Präparat
wirklich Terbium sei und nannte es daher r. Diese beiden Che-
miker sind aber überhaupt die einzigen gewesen, welche eine ziem-
lich starke Konzentration des Terbiums in ihren Präparaten erreicht
haben 3 ).
Die wirkliche Isolierung dieses interessanten Körpers ist erst
dem Pariser Chemiker Dr. G. Urbain*) geglückt, welcher durch
mehrere Jahre hindurch fortgesetzte Fraktionierungen nach neuen,
von ihm erfundenen Methoden 7 g der kostbaren Substanz in sehr
großer Reinheit gewann. Er konnte gleichzeitig den chemischen
Nachweis führen, daß seine Präparate ein einheitliches Element dar-
stellen, daß dieses mit dem Mosanderschen Terbium identisch ist
und ein Atomgewicht von 159.2 besitzt. Das einzige, was noch
zur volligen Definition dieses Elementes fehlte, war die genaue
Untersuchung des Spektrums, durch welches erst ein Element, neben
seinen chemischen Eigenschaften, völlig eindeutig charakterisiert
wird. Gerade bei den seltenen Erden, die eine so ungewöhnliche
Ähnlichkeit ihrer chemischen Eigenschaften besitzen, ist eine Unter-
suchung des Spektrums von höchster Wichtigkeit; hat man doch
häufig hier neue Elemente zu finden geglaubt, wo es sich nur um
Mischungen mehrerer dieser so nahe verwandten Körper handelte.
Weiterhin kann allein durch spektroskopische Untersuchung kon-
statiert werden, durch welche Nachbarelemente Präparate dieser
Gruppe verunreinigt sind, und ob der Grad dieser Verunreinigung
ein so niedriger ist, daß man das Präparat als chemisch rein ansehen
kann. Es ist daher die Spektralanalyse seit ihrer Begründung in
engster Beziehung zur Chemie der seltenen Erden gewesen, und
nur durch ein Zusammenarbeiten des Chemikers mit dem Spektro-
skopiker sind exakte Resultate zu erlangen, wie Kayser in der
Einleitung seiner Abhandlung über das Spektrum des Yttriums 6 ) so
treffend ausführt.
Dr. Urbain forderte mich nun auf, die Untersuchungen in
dieser Hinsicht zu ergänzen, und dank der reichen Unterstützung
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Spektroskopische Untersuchung der Terbiumpräparate von Dr. G. Urbain. I 39
durch zahlreiche, überaus wertvolle, von ihm zur Verfügung gestellte
Präparate konnte die vorliegende Arbeit ausgeführt und der Nach-
weis, daß ein wirkliches Element vorliegt, mit aller wünschenswerten
Schärfe erbracht werden.
Da irgendwelche spektroskopische Vorarbeiten (mit Ausnahme
der von Demarcay gegebenen 8 Funkenlinien) nicht vorlagen, der
Sachlage nach auch nicht vorliegen konnten — sprachen doch die
Herren Exner und Haschek 0 ) nach Untersuchung einer voll-
ständigen Fraktionsreihe der Yttererden die Meinung aus, daß
Terbium nicht existiere — , so war die Arbeit trotz der sehr großen
Reinheit der Präparate von Urbain doch nur auf dem Wege mit
Aussicht auf Erfolg durchzuführen, daß außer dem Terbium selbst
noch eine größere Anzahl Fraktionen desselben sowie der benach-
barten Elemente spektroskopisch untersucht wurden. Dies wurde
dadurch wesentlich erleichtert, daß es Urbain gelang, das auf das
Terbium folgende, bisher überhaupt noch nie auch nur annähernd
rein hergestellte, eigentlich bloß durch einige Absorptionslinien
definierte Dysprosium in wünschenswerter Reinheit herzustellen 7 ),
so daß nun das Verhalten der Terbiumlinien von ihrem Entstehen
(im Gadolinium) bis zu ihrem Verschwinden (im Dysprosium) verfolgt
werden konnte.
Zur Aufnahme der Spektren diente ein Konkavgitterspektro-
graph 8 ) des Astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam, welcher
es gestattet, in einer einzigen Aufnahme auf einem Film (mit starker
Zelluloidunterlage) das Spektrum II. Ordnung von A2200 bis Ä4700
zu fixieren. Infolge der überaus großen Kostbarkeit der Präparate
standen nur sehr geringe Quantitäten zur Verfügung, und es wäre
deshalb nicht angängig gewesen, mehrere Spektralaufnahmen für
die verschiedenen Spektralgegenden zu machen. Die in Oxydform
vorliegenden Substanzen wurden auf vorher gut ausgeglühten Kohlen-
stäben bei einer Stromstärke von etwa 15 Ampere (120 Volt Span-
nung) verdampft. Als Vergleichsspektrum diente das des Eisens.
Um aber etwaige Änderungen im Apparat zwischen den zwei Auf-
nahmen zu eliminieren, wurde gleichzeitig mit dem Eisen auf der
Kraterkohle eine minimale Menge der zu untersuchenden Substanz
verdampft. Waren dann wirklich, z. B. infolge von geringen Tem-
peraturänderungen, kleine Verschiebungen des zu messenden Spek-
trums gegen das Vergleichsspektrum vorhanden, so konnten diese
durch Ausmessung der beiden Streifen gemeinsamen Linien bestimmt
und somit unschädlich gemacht werden. Die Ausmessung der
10*
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140
Eberhard.
zwischen Spiegelglasstreifen gelegten Films erfolgte auf dem Meß-
apparat Nr. 4 des Observatoriums, dessen Schraube keine periodischen
Fehler hat, wie eine Untersuchung derselben von mir und Dr. Münch
zeigte. Die fortschreitenden Fehler, welche auch bestimmt sind,
verlaufen durchaus regelmäßig und sind klein. Als Wellenlängen-
werte für die Eisenlinien habe ich die von Exner und Haschek
gegebenen verwendet, und zwar aus zweierlei Gründen.
Von den bedeutend genaueren Wellenlängenwertcn der Eisen-
linien von Kayser sind nämlich für eine Untersuchung, bei denen
man Linien in engen Intervallen braucht, eine zu geringe Anzahl
vorhanden, so daß ich sie aus diesem Grunde leider nicht verwenden
konnte. Dann sollten aber auch die Wellenlängen der Terbium-
linien sich möglichst eng dem System von Exner und Haschek
anschließen, da die Wellenlängentabellen dieser Herren zurzeit die
einzig vollständigen sind und verdienterweise eine äußerst große
Verbreitung gefunden haben. Die zufälligen Fehler in den Werten
von Exner und Haschek erreichen allerdings häufig mehrere
Hundertstel A.E., aber durch Benutzung einer großen Zahl von
Linien und durch eine graphische Ausgleichung der Wellenlängen
derselben hoffe ich einigermaßen davon unabhängig geworden zu
sein. Die Genauigkeit der unten von mir gegebenen Wellenlängen'
der Terbiumlinien ist die gleiche wie die der Messungen von Exner
und Haschek. Von Präparaten hatte mir Dr. Urbain folgende
zur Verfügung gestellt:
A. Gadolinium, i. Völlig reines Gadolinium aus den Mineralien
Monazit und Xenotim.
2. Eine Anzahl Gadoliniumfraktionen vom Europium an bis
zum Terbium. Das Oxyd der letzten derselben (Gd 37) ist schwach
gelb und gibt die starken Terbiumlinien ziemlich kräftig.
B. Terbium. 1. „Nitrates doubles de Ni. Gd-Tb (14)." Das
bereits starkgelbe Oxyd gibt schon alle mittelstarken und starken
Terbiumlinien.
2. „Z<) 7 ". Das schmutzig-dunkelgelbe Oxyd gibt bereits fast
alle Terbiumlinien neben denen des Gadoliniums.
3. „Z() 5 ". Das Oxyd ist fast schwarz mit einem Stich ins Rot-
braune. Es ist fast reines Terbium, welches aber noch die starken
Gadoliniumlinien im Bogen gibt.
4. „Zf) 3 " und 5. „Z^j". Oxyde fast schwarz mit schwachem
Stich ins Rotbraune. Spektrum wesentlich das des Terbiums.
6. „Tb-Dy 7, 8, 9". Oxyde schmut/.ig-dunkelgelb. Es sind
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Spektroskopische Untersuchung der Terbiumpräparate von Dr. G. Urbain. 1 4 1
alle Linien des Terbiums und fast alle des Dysprosiums vorhanden.
Die drei Fraktionen zeigen nur sehr kleine Unterschiede.
C. Dysprosium und N'eoholmium. 1. „Queues du fraction-
nement des Ethylsulfates de Tb; traces Tb, traces Ho, tres-riches
Dy" (Q\ Oxyd schmutzig-hellgelb. Es treten die Linien des Dys-
prosiums hier vollzählig auf, daneben schwach die des Terbiums.
2. „Terres riches en Ho, pauvres en Dy, riches en Y. Fraction
(4 — 5)" (Ho). Oxyd weiß mit schwachem Stich ins Gelbliche. Das
Spektrum enthält im wesentlichen die Linien des Yttriums, die
starken des Neoholmiums und die stärkeren des Dysprosiums.
3. „Dy 31, 35, 38, 41". Oxyd schwach schmutziggelb. Dy 41
ist reines Dysprosium.
Von den Aufnahmen dieser Präparate kamen zur vollständigen
Ausmessung: Zf? 7 , Z<? 5 , Z<y,, Tb-Dy 8, Q mit insgesamt 10300 Linien
neben 2000 Eisenlinien. Nachträglich habe ich noch den größten
Teil des Dy 41 bearbeitet Einzelne Linien sind in allen Fraktionen
gemessen worden. Sämtliche Aufnahmen, Messungen und Reduk-
tionen sind ausschließlich von mir selbst ausgeführt worden.
Das durch diese Messungen gewonnene Material habe ich nun
einer eingehenden Diskussion unterzogen, um Klarheit über die
Verunreinigungen zu erhalten. Zunächst sind mit Hilfe der Tabellen
von Exner und Haschek diejenigen Linien eliminiert worden,
welche von Elementen herrühren, die nicht zur Gruppe der seltenen
Erden gehören. Hierher sind zu rechnen die Linien, welche aus
den Kohlenstäben stammen, besonders Ba, Ca, AI, Si. Nicht völlig
gelang wahrscheinlich die Eliminierung der Linien der verschiedenen
Bandenspektren der Kohle, doch glaube ich, daß nur schwächere
in den Tabellen geblieben sind, da bereits beim Ausmessen alle
stärkeren durch Vergleichung mit dem Anhaltspektrum, in welchem
sie auch vorkamen, erkannt und fortgelassen werden konnten. Die
ultravioletten Cyanbanden störten übrigens das Bild des Spektrums
erheblich und es sind durch sie schwächere Terbiumlinien in diesen
Gegenden sicher unterdrückt oder verdeckt worden. Von anderen
Elementen waren besonders Pt, Ni, Bi, Mg zu erwarten, welche
durch die Fraktionierungen hineingekommen sein konnten. Die
Präparate erwiesen sich indessen als völlig frei von diesen Elementen.
Ein gleiches gilt von den seltenen Erden Ce, La, Pr, Nd, Sa, Eu.
Das erste Element, dessen Linien auftraten, war das Gadolinium.
Da die Herren Exner und Haschek über ein reines Gadolinium
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M2
Eberhard.
von Demargay zu ihren Untersuchungen verfugten, habe ich die
Verunreinigungen auf Grund dieser Tabellen herausgesucht und
nur in vereinzelten Fällen eigene Aufnahmen Urbainscher Präparate
verwendet. 9 ) In der Tabelle I habe ich alle stärkeren Gadolinium-
linien, welche nicht in Koinzidenz mit Terbiumlinien sind, zusammen-
gestellt und die Intensitäten J, die sie in den von mir gemessenen
Spektren hatten, angeführt.
Tabelle I.
Exucr u. Haschek
J (Eberhard)
Exner u. Haschck
J (Eberhard)
X
J
Z<J, Tb-Dy8
Q
i
J 1
za 9
Z<5,
Tb-Dy 8
Q
3027.74
8
6
3814.18
10
3
3100.66
10
0
50.85
8
335°.63
8
1
0
5>-i5
8
1
3418.87
8
3
52.65
to
6
22.62
10
2
94.88
8
3
39-37
8
3916.70
10
5
1
40»3
8
5
403749
10
3
81.49
8
4
38.03
8
3
3545-94
10
3
0
49-59
8 •
4
85.12
10
50.05
,0
5
3646.36
15
l
63.62
20
54.78
8
2
70.51
10
56.31
8
0
«5-73
10
4
64.78
8
•
0
98.80
10
3
1
0
71.39
10
4212.16
8
4
3712.88
8
5
26.02
,i
4
43.68
10
62.24
1
0
68.60
20
l
43=7.29
10
6
96.62
10
42.35
.0
3
Es folgt aus dieser Tabelle, daß Q völlig und Tb-Dy 8 so gut
wie ganz frei von Gadolinium sind, Z(\ auch nur sehr geringe
Spuren enthält.
Zur Eliminierung der Yttriumlinien habe ich die Tabellen von
Kayser und die von Exner und Haschek benutzt und habe in
der Tabelle II die Resultate gegeben. Ich möchte besonders darauf
hinweisen, daß hiernach Yttrium in Z£., ZS h , Zd\ sicher fehlt. Auch
in Dy4i sind alle Yttriumlinien abwesend.
Tabelle II.
Exner u. Haschek
J (Eberhard)
Exner u. Haschek
J 1 Eberhard)
l
J
Tb-Dy8
>■
J
za,
Tb-Dy 8
3600.9 1
10
0?
4 1 77-74
30
3710.48
20
1
4309.81
20
3774-52
20
|
437?«2
5°
3788.88
30
2
4398.25
20
4077-54
20
4422.81
10
4102.57
20
Digitized by Google
Sfxktroskopische Untersuchung der Terbiumpriiparait von Dr. G. Urbain. 1 43
Für die Aufsuchung der Linien der anderen Yttererden bin ich
durchaus auf meine eigenen Untersuchungen angewiesen gewesen,
da alle von Exner und Hasch ek benutzten Präparate sehr kom-
plizierte Mischungen waren, ja, bei einigen (Erbium, Thulium, Ytter-
bium) überhaupt noch die elementare Natur zweifelhaft ist. Zum
Glück war Urbain die Isolierung des Dysprosiums gelungen, so
daß ich durch Ausmessung und vorläufige Aufstellung des Dys-
prosiumspektrums wenigstens diese Linien auslesen konnte, welche
gerade am meisten als Verunreinigung in Betracht kommen. In
Tabelle III sind vorläufige Werte der Wellenlängen und Intensitäten
der stärkeren Dysprosiumlinien 10 ) gegeben, soweit nicht Koinzidenzen
mit Terbiumlinien vorlagen, und daneben sind wieder die Intensitäten
dieser Linien in den Terbiumpräparaten gestellt.
Tabelle III.
Eberhard
Exner
und Haschek
Eberhard
Exner
und Haschek
/ O Tb-Dy8 Zi, Z\ Zö 7
A
J
1 1 0 Tb-D> 8 za, za, za,
*
T
J
2906.53 6
4
!-53
2
3» 43-92 5
2
1 1
•93
2
14.09 6
0
0
.08
3
46.25 b
3
1 |
.24
2
34.62 6
5
.60
3
52.OO 5
3
i
.00
2
44-7° 5
2
.67
3
87.80 6
\ 3
.80
2
53 88 5
1
.82
2
9341 6
•42
3
77-57 6
3
0
•53
1
3205.61 i)
•57
1
86.06 7
2
.04
dp. 2, 2
08.96 b
3
2 0
•94
2
^«■73 5
-73
2
12.20 5
0
.16
1
3002.51 5
2
2
15.31 6
3
0
•30
3
03.89 6
2
.86
2
16.75 »
i
3
•77
6
1 1.2 2 6
2
.16
2
2 3-3 f > b
•41
3
15.82 6
4
-77
2
25.23 6
2
•23
2
17.10 6
2
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dp. I, 2
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3
Danach ist Zd 7 ganz frei von Dysprosium, und ZS 6 hat nur
schwache Spuren der stärksten Linien.
Ein reines Neoholmium steht mir zur/.eit noch nicht zur Ver-
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Spektroskopische Untersuchung der Terbiumpräparate von Dr. G. Urbain. 145
fügung, ich konnte aber mittels des Präparates Ho wenigstens die
allerstärksten Linien mit Sicherheit als dem Neoholmium angehörig
nachweisen und führe diese in Tabelle IV an.
Tabelle IV.
Eberhard
Exner und Haschek
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10
Danach ist Zö 7 und Zö s völlig frei von Neoholmium, und diese
Erkenntnis ist ausreichend. Man sieht hiernach, daß sich die mir
zur Verfügung stehenden Präparate in glücklichster Weise ergänzten.
Ein sicheres Auslesen der Linien der Erbiumkomponenten, des
Thuliums und der Ytterbiumkomponenten 11 ) ist zurzeit aus den
oben angeführten Gründen nicht möglich, und es würde daher die
große Gefahr bestanden haben, daß Linien dieser Elemente in meinen
Terbiumtabellen vorhanden sein könnten. Daß dies nicht der Fall ist,
ist dem Umstände zuzuschreiben, daß Urbain eine Fraktionierungs-
methode gefunden und angewendet hat, bei welcher die sehr be-
deutenden Yttriummengen des Rohmaterials sich zwischen Neo-
holmium und Erbium abscheiden, also schon das Neoholmium und
um so viel mehr das sich vor diesem abscheidende Dysprosium
und das sich wiederum vor diesem noch abscheidende Terbium
frei von Erbium, Thulium, Ytterbium sein müssen. Das völlige
Fehlen der sehr starken Yttriumlinien in den Präparaten Zd 7 ,
Z3 b , Zd\ ist bei der erwähnten Sachlage ein absoluter Beweis für
die Abwesenheit von Erbium, Thulium und Ytterbium in den Ter-
biumpräparaten. Gleichwohl habe ich es nicht unterlassen, die
starken Linien, welche Exner und Haschek diesen Elementen
zuschreiben, unter den Terbiumlinien aufzusuchen, allerdings mit
negativem Erfolge, was schließlich auch für das Scandium gilt. Es
ist nach der vorhergehenden Diskussion klar, daß Dr. Urbain in
der Tat die Reindarstellung des Terbiums in hervorragender Weise
gelungen ist, nachdem es 60 Jahre von zahlreichen Forschern ersten
Ranges vergeblich versucht worden war.
In der nun folgenden Tabelle der Terbiumlinien ist jeder Wert
der Wellenlänge und der Intensität ein Mittelwert aus drei, vielfach
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146
Eberhard.
aus vier einzelnen Werten, welche aus den Messungen von Zö 7 , Z6 h ,
Z8 V Tb-Dy 8 gewonnen worden. Nur in ganz vereinzelten Fällen
(meist für schwache Linien) sind die Zahlen der Tabelle Mittel aus
zwei Einzelwerten und dies auch nur dann, wenn die betreffende
Linie sowohl in Z#. wie in Zö 6 vorhanden war, so daß ihre Zuge-
hörigkeit zum Terbium nahezu sicher ist. Ich habe alle in den
Spektrogrammen vorhandenen Linien gemessen, soweit sie nicht
sofort als Linien der Kohle erkenntlich waren. Den schwächsten,
noch gut meßbaren Linien ist die Intensität I, den stärksten die
Intensität 10 zuerteilt worden. Die allerschwächsten, noch eben
sichtbaren, aber nicht mehr sicher meßbaren Linien (Intensität o)
sind in der folgenden Tabelle fortgelassen worden; es sind übrigens
nicht viele. Für die Abschätzung der Intensität war sowohl die
Stärke der Schwärzung als auch die Breite oder der Gesamteindruck
der Linien maßgebend, nur bei diffusen Linien wurde die Intensität
lediglich nach der Stärke der Schwärzung angesetzt. Die Bezeich-
nungen: br, dp und r bedeuten breit, doppelt, nach Rot verwaschen.
Ist eine Linie nicht zweifelfrei dem Terbium zuzuerteilen, so ist dies
durch ein beigesetztes Fragezeichen bemerkbar gemacht.
Neben den von mir gefundenen Werten der Wellenlängen und
Intensitäten habe ich in den Tabellen noch diejenigen aus dem
Holmiumspektrum von Exner und Haschek angegeben, welche
den Terbiumlinien anzugehören scheinen, außerdem aber diejenigen
Linien des Gadoliniums, Yttriums, Dysprosiums, welche den Terbium-
linien benachbart sind. Auch hier sind es für das Dysprosium nur
vorläufige Werte.
Tabelle V.
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61.64
I br
3205
3
Dy.i8( 5 )
66.69
I
>
*
3236
3
69.27
3
32-98
4
69.50
1
•45
I
Dy .40 (2)
34-37
■
Dy-33 0)
70.07
1
34.80
l
►
70.65
2
.71
I
35-52
2
54
«
71.21
3
3944
3
7« -94
5
1
Y .91 (2), Gd
40.1 1
1
Dy .01 (5)
-2.77
3
j
[.86 (21
40.33
1 br
■
73.00
7364
1
•
42.43
l
1
4
42.73
3
76.04
1
44-73
1
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2
45-36
1
79-97
1
45-95
1
Dy .07 (4)
80.54
4
46.77
2
Gd .70 (3)
81.03
3
.07
I
Gd .05 (2)
48.73
1
Dy .65 (2)
81.50
3
50.44
2
•50
1
Dy.55(D
84.49
2
1
1
Gd .48(10)
5i-5o
2
85.10
2
51. 88
6
.85
1
Gd .90 (lo),
86.38
2
I
54- «7
1
[Dy.94'0
87.33
3
55-39
7
.36
1
88.27
2
Gd .20(2)
56.30
1
88.68
3
58-37
8
•32
1
90.28
_
[-81 (31
60.94
1
91.80
3
•83
5
Gd .75 (2), Dy
63-85
I
Dy.75(i)
93-29
1
Gd .29 11)
64.82
1
f
93-55
1
65-»5
1
93-94
1
66.53
5
•49
i
94.14
1
69.40
1
96.91
3
69.87
6
-87
1
97-27
1
Gd .2 1 (3)
7173
1
98.61
2
72.44
2
99.87
1
73-38
2
£>> -33 (2)
4200.83
2
75-30
4
•36
1
01.18
6
•'5
1
76.91
8 br
.86
3
Dy.88( 4 )
0391
4
.88
1
77-93
3
06.65
1
Dy.;o (6)
78.71
10
-67
4
07.06
1
80.67 >
81.48 1
? Gd .69 (8)
07.67
08.83
2
1
1
3
8530
•30
1
13.62
4
Dy .76(2)
85.92
2
.98
1
Gd .96(2)
14.56
4
•55
1
? Gd .1316),
86.29
1
Cd .26(2)
15-25
4
•32
5
87.06
3
.05
1
16. 1 1
1
.06
1
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8<j.vS 9
4
•87
1
16.83
1
94-53
1
17.66
3
95-50
1
1
18.06
1
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3
Gd .46 (3)
19.01
1
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4
Gd .60 (i)
19 32
3
4 300.0 8
4
•°5
1
20.24
3
Ol. 1 1
1
22.85
1
03.1 2
4
1
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2346
3
Y.43IO
04.17
2
24-43
3
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3
•35
1
26.63
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.58
1
08.85
7
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Digitized by Gc
Spekl
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Eberhard
Exner
u. Hascbek
Bemerkungen
Eberhard
Exner
u. Haschek
Bemerkungen
J
J
l
J
1
J
4310.61
4
.56
1 |
4430.88
1
1
Gd .82 (5)
11. 17
1
.16
1 1
Gd.i4(2), Dv
32.88
3
1
11.74
2
• 1 2
1
[.18 (1)
34.63
5 i
12.26
3
Dy.i5(i)
35.17
2
:
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13.40
2
.40
1
35-73
3
15.87
2
36.27
5
■24
1
19.05
9
.01
3
39.12
4
20.45
1
39-53
2
22.39
5
■4°
2
Gd .35 (2), Dy
41.42
1
Dy .35 (1)
23.04
3
[•37(0
41.67
1
23.83
3
Dy .95 (2)
48.20
3
26.00
9
.04
2
5L79
2
26.64
6
.62
3
Dv .58 (2)
52.96
2 br
20.10
5
.08
2
Gd .o6(i),Dv
53-3»
1
30.53
1
1
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5.v°7
1
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32.30
5
•30
1
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I
I
3484
2
59.57
3
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7 dp
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2
6i.43
1
•
37-79
5
.82
1
62.38
1 br
3862
6
1 .60
3
65.88
1
40.79
6
• 79
2
67.87
42.70
9 br
73
1
69.29
«
48.49
2
.51
1
Dy .52 (1)
69.56
I
49.78
2
69.90
1 br
50.92
2
•93
2
7>- 34
1
.31
1
51.80
I dp
71.89
2
53-39
9
•35
1
73.00
1
56.28
4
•25
1
7346
1
Gd. 45 (i)
57-OI
7
.99
2
73.87
1
60.31
5
•35
1
Dy .36 (2)
85-85
1
66.18
1
Y.20(l)
«8.33
2
67.47
5
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2
72.22
*
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■
76.59
3
91.19
1
8i.47
2
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93-25
7
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1
82.60
5
1
4501.47
1
Dy .44(1)
84.24
1
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1
Dy .79 (l)
85.85
4
04.72
1
86.24
5
.21
1
09.20
5
88.42
4
•43
1
11.68
5
89.20
1
13.12
91.10
5
Gd.i2(3)
'447
3
94.20
2
Y.23(i)
16.07
1
96 75
5
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I dp
4400.97
1
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Gd .93(0
24-52
I
01.72
3
1
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5
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26.08
:
05-58
5
29.03
1
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Dy .55(8)
29.91
2
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5
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1
20.38
2
31.98
1
1
23-28
5
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1
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2
24-64
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4
Gd.n (1)
27.85
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Eberhard
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1
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2
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6
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1
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I
Gd .15 (I)
80.55
2
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3
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Dy .66 (2)
85.01
2
57.07
:
91.73
2
l
57-45
Das Studium des Verhaltens der einzelnen Linien ergab mir
noch folgende allgemeinen Resultate:
1. Anzeichen für eine Zerlegbarkeit des Gadoliniums sind nicht
vorhanden.
2. Zwischen dem Gadolinium und Terbium scheint nach den
Urbainschen Präparaten kein weiteres Element vorhanden zu sein.
3. Das von Urbain hergestellte Terbium scheint ein einheit-
licher, durch ein charakteristisches Spektrum wohldefinierter Körper,
ein Element zu sein, da keine Anzeichen einer Zerlegbarkeit ge-
funden werden konnten.
4. Die von Dr. Urbain hergestellten Präparate (besonders Z<? a
und 7.8 X ) sind soweit rein, daß eine mit ihnen durchgeführte Atom-
gewichtsbestimmung einen recht nahe richtigen Wert für diese Kon-
stante geben muß.
5. Diejenigen Linien, welche sowohl nach der Seite des Gado-
liniums als auch nach der des Dysprosiums am weitesten zu ver-
folgen sind: 3523.82, 3676.52, 3703.01, 370405, 4005.62, 427S.71
können dazu dienen, Terbium in Mineralien und Rohmaterialien
nachzuweisen. In der Tat konnte ich mit Hilfe derselben in Samars-
kitoxyden, in cer- und thorfreien Monazitoxyden, in Gadolinitytter-
erden Terbium auffinden.
6. Terbiumlinien sind im Sonnenspektrum nicht oder wenigstens
nicht mit merklicher Intensität vorhanden.
Durch die Lösung der Terbiumfrage ist ein bedeutungsvoller
Schritt in der Erforschung der Yttererden gemacht worden, und
nun erst wird es möglich sein, die Bearbeitung der weiteren Erden
dieser Gruppe, Dysprosium und Neoholmium, erfolgreich in Angriff
zu nehmen. Ich hoffe, in nicht ferner Zeit, wiederum nach Prä-
paraten von Dr. Urbain, auch für das erstere dieser Elemente
vollständige Wellenlängentabellen geben zu können.
Digitized by Google
Spektroskopische Untersuchung der Terbiumpräparate von Dr. G. Urbain. I 59
Literatur.
1) Poggendorff, Annalen der Physik 60. p. 311. 1843.
2) Comptes Rendus der Pariser Akademie 131. p. 387. 1900.
3) Von Arbeiten aber Terbium aiis der allerletzten Zeit sind folgende zu nennen :
Marc, Zur Kenntnis des Terbiums. (Ber. d. Deutsch, ehem. Ges. 1902. p. 2382.)
Potratz, On Terbium and sorae of its Compounds. (Chemical News 1905,
Vol. »2. p. 3.)
Delafontaine, On the Spectra of Terbium and other Metals of the rare Earths.
(Chemical News 1905, Vol. 02. p. 5.)
Feit, Über das Terbium. (Ztschr. f. anorg. Chem. 43. p. 267. 1905.)
Marc hat offenbar ein nur sehr wenig Tb, aber alle übrigen Erden (von Sa
bis Er inklusive) enthaltendes Präparat in den Händen gehabt Miß Potratz und
Delafontaine stellten wohl schon ein an Tb reicheres Präparat her, da sie aber die
Farbe des Oxydes als „brownish-orange" und ,,like some varieties of ochre" angeben,
ein Atomgewicht von 1 54 rinden und die Absorptionslinie Ä 488 nicht sahen , liegt
auch hier nur ein Erdgemisch mit vielleicht einigen Prozenten Tb vor.
Herr Feit überließ mir freundlichst eines seiner Präparate, dessen Herstellung
in der obigen sehr beachtenswerten Arbeit enthalten ist, zur spektroskopischen Unter-
suchung. Neben viel Gd und Dy und geringen Mengen von V und Ho war Tb
durch alle stärkeren Linien seines Spektrums vertreten, so daß in Übereinstimmung
mit Feit wohl ein Gehalt von etwa 10% Tb nicht unwahrscheinlich ist.
Die Wcllenlingcnmessungcn einiger Funkenlinien durch Delafontaine leiden
an einer derartigen Ungenauigkcit (die Fehler betragen offenbar mehrere A.E.), daß
eine Identifizierung mit den Linien meiner Tabellen kaum möglich war. Es konnte
daher nicht konstatiert werden, ob die von Delafontaine gegebenen Linien überhaupt
dem Tb angehören.
4) Comptes Rendus 130. p. 73°. In «4. u «d Hl. p. 521, 1905.
5) Kayser, Die Bogenspcktren von Yttrium und Ytterbium. Anhang zu den
Abhandlungen der Kgl. Prcuß. Akad. d. Wiss. 1003.
6) Exner und Haschek, Bogenspektren der Elemente 1. p. 19. Es ist übrigens
diesen Herren daraus kein Vorwurf zu machen, da ihnen eben zu wenig differenzierte
Fraktionen und zu unreine Präparate zur Verfügung standen. Ihr „Holmium" bestand
z. B. aus Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Neoholmium, Yttrium und Erbium.
7) Dr. Urbain hat mir vor Abschluß dieser Untersuchung noch eine Reihe
reinster Dysprosiumpräparate, bezeichnet mit Dy 31, 35, 38, 41, zugeschickt, von
denen das von mir bereits zum Teil untersuchte Dy 4 1 nur wenige der allerstärksten
Terbiumlinien ganz schwach enthält.
8) Eine Beschreibung dieses Apparates ist zu finden in der Zeitschrift für In-
strumentenkunde 25. p. 371, 1905.
9) Die starke Gadoliniumlinie 4063,62 (20) aus den Tabellen von Exner und
Haschek habe ich nicht finden können. In meinen Aufnahmen finden sich hier die
zwei Linien 4063,54 (4) und 4063,76 (2).
10) Ich habe zur Vergleichung die Wellenlängen und Intensitäten aus dem Spek-
trum des „Holmium" von Exner und Haschek daneben gestellt, welche dem Dys-
prosium anzugehören scheinen.
11) Auer von Welsbach hat neuerdings Erbium und Ytterbium in je zwei
Komponenten zerlegt, doch ist Genaueres darüber noch nicht bekannt geworden.
i6o
Traut;.
Theoretisches über
gewöhnliche und photochemische Gleichgewichte und Reaktionen.
Von M. Trautz.
Der Einfluß der Temperatur auf chemische Gleichgewichte und
Reaktionsgeschwindigkeiten ist bisher stets so betrachtet worden,
daß man die Temperatur en bloc einführte und auf ihre Definition
in strahlungstheoretischer Hinsicht nicht einging.
So schien ein Unterschied zu erwachsen zwischen Gleich-
gewichten, die von der Temperatur abhängen und solchen, die
daneben noch vom Licht abhängen. Ferner zwischen gewöhnlichen
und photochemischen Reaktionen.
L Chemische Strahlungsgleiehgewichte.
Ein prinzipieller Unterschied zwischen gewöhnlichen und photo-
chemischen Gleichgewichten besteht nicht. Beide sind Gleich-
gewichte chemischer Systeme einerseits mit Strahlung von be-
stimmter Zusammensetzung anderseits. 1 )
Alle chemischen Gleichgewichte sind daher chemische Strahlungs-
gleichgewichte. Dabei muß die strahlende Energie, die das in sich
im Gleichgewicht befindliche System aussendet, im selben Maß
wieder vom System aufgenommen werden; d. h. für jedes Raum-
element im Maß seiner Emission. Und zwar muß im Gleichgewicht
diese Gleichheit von Emission und Absorption für jede Wellenlänge
einzeln gelten.
Bei jedem chemischen Strahlungsgleichgewicht muß jede Phase
des Systems homogen sein. Diffusions- oder Strahlungsgefälle darf
in keiner Phase bestehen. Jedes Raumelement einer und derselben
Phase muß also von ein und derselben Strahlung erfüllt sein.
Zur kürzeren Behandlung des immerhin vorhandenen Unter-
schiedes zwischen Temperatur- und Lichtgleichgewichten fuhrt man
zweckmäßig die beiden Begriffe Photo- und Thermo-Gleichgewicht ein.
Ein Thermo-Gleichgewicht ist das Gleichgewicht eines chemi-
schen Systems bei bestimmter Temperatur. Also ist es das Gleich-
gewicht eines chemischen Systems einerseits mit schwarzer Strahlung
fiir die betreffende Temperatur in spiegelnder Hülle im Vakuum
anderseits.
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Theoretisches über gewöhn/, u. photochem. Gleichgewichte u. Reaktionen. IÖI
Beweis für die Angemessenheit dieser Uradeutung: Ein im
Thermo-Gleichgewicht befindliches System befinde sich im spiegelnden
Raum im Vakuum. Ein gleichtemperiertes, vollkommen schwarzes
System im angrenzenden, spiegelnden Raum, der ebenfalls ein
Vakuum sei. Dann darf beim Wegziehen der Scheidewand, das
mit beliebig kleinem Arbeitsaufwand geschehen kann, kein Strah-
lungsverlust von einem zum andern System eintreten. Sonst wäre
ein Widerspruch gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik
vorhanden.
Jeder Temperatur ist das Spektrum des schwarzen Körpers
(von der betreffenden Temperatur) eindeutig zugeordnet.
Schwarze Strahlung erhält sich also in beliebigen thermaktinen
stoffleeren Hüllen, wenn diese auf konstanter Temperatur gehalten
werden. Dies kann im Gleichgewichtsfall einfach durch Umschließen
mit einer nach außen vollkommen spiegelnden, d. h. adiathermanen
Hülle erreicht werden. Dann liegt also ein Gleichgewicht und nicht
bloß ein stationärer Zustand vor. In praxi wird man im Thermo-
staten arbeiten und kann so mit beliebiger Annäherimg die wahren
Thermo-Gleichgewichte realisieren.
Dem Gesagten entsprechend kann man, anstatt von einer Ver-
schiebung eines Gleichgewichts durch Temperaturänderung zu
sprechen, ebenso einwandfrei von einer Verschiebung durch Ände-
rung der Gleichgewichtsstrahlung reden. Daß diese hier nur als
schwarze Strahlung im Vakuum definiert wird, also in einer nicht
realisierbaren Form, ändert an der Beweiskraft obigen Beweises
nichts, wie leicht einzusehen.
Nach Nernst 8 ) erscheint es nicht ausgeschlossen, daß jede
Reaktion „lichtempfindlich sei, d. h. empfindlich für die sichtbaren
Strahlen des Spektrums. Wenn dies der Fall ist, dann sind alle
diejenigen Systeme, deren Gleichgewichte nicht in bloß thermaktinen
Hüllen*) festgestellt wurden, nur teilweise im Gleichgewicht, zum
andern Teil aber in stationärem Zustand gewesen; oder aber es
können in ihnen im Licht auch irreversible Vorgänge abgelaufen
sein, die im Dunkeln vielleicht ausgeblieben wären.
Letzterer Fall ist ohne weiteres klar.
Die Gegenwart stationärer Zustände neben wirklichen (Partial-)
Gleichgewichten soll aber hier noch erörtert werden.
Wenn neben Stoffen, die nur gegen Teile des schwarzen
Spektrums bei der betreffenden Temperatur empfindlich sind, auch
andere, mit den ersterwähnten nicht reagierende auftreten, die für
IÖ2
Traut z.
andere Spektralteile empfindlich sind, so kommen erstere mitein-
ander ins Gleichgewicht. Die letzteren „lichtempfindlichen aber
werden an der bestrahlten Seite des Systems sich verändern. So
entsteht ein Diffusionsgefälle von der bestrahlten Seite des Systems
nach dem Innern. Die vom Licht veränderten Stoffe diffundieren
nach Stellen, wo das Licht nicht hingelangt. Dort regenerieren
sie sich entweder oder nicht. Im ersteren Fall wird ihre jeweilige
Konzentration vom Verhältnis der Veränderungsgeschwindigkeit im
Licht, der Rückbildungsgeschwindigkeit im Dunkelraum, der Größe
der bestrahlten Oberfläche, des Volums, der durchstrahlten Schicht-
dicke zueinander abhängen. Diese stationären Zustände haben
Luther und Weigert 4 ) am Anthrazen, Luther 6 ) am Chlorsilber
untersucht. Er hat auch vor allen darauf hingewiesen, daß diese
Zustände von wahren Gleichgewichten scharf zu unterscheiden seien.
Man wird demnach die meisten, bisher als nicht lichtempfindlich
betrachteten Gleichgewichte nicht ohne weiteres als Thermo-Gleich-
gewichte betrachten dürfen. Sie werden aber immerhin diesen
Typus mit großer Annäherung darstellen. Schwankungen von
Gleichgewichtskonstanten sind vielleicht ab und zu auf Lichteinflüsse
zurückzufuhren.
Es kann der Vorstellung Schwierigkeiten bieten, daß Körper
von beliebigem Absorptionsvermögen und bestimmter Temperatur
im spiegelnden Raum im Strahlungsgleichgewicht stehen sollen mit
schwarzer Strahlung. Emittiert doch ein Körper im Gleichgewicht
nach dem Kirchhoffschen Satz nur von Strahlen derjenigen Wellen-
längen stark, von denen er stark absorbiert. Nun soll er gar alle
emittieren. Obwohl der thermodynamische Beweis für die Richtig-
keit der Auffassung, die oben gegeben wurde, zureicht, so soll doch
eine Veranschaulichung in folgender Weise unternommen werden.
Wenn wir einen großen thermaktinen Körper von bestimmter
Temperatur in einen vollkommen spiegelnden Raum bringen, der
weder wägbaren Stoff noch strahlende Energie enthält 6 ) und der
nur sehr wenig größer ist als der thermaktine Körper, so wird
letzterer Strahlung abgeben in den Raum, er wird aber seine
Temperatur nur unmerklich ändern. Die Strahlung, die er zunächst
aussendet, läßt sich nicht nach dem Kirchhoffschen Gesetz an-
geben, da ja zunächst kein Gleichgewicht herrscht und der zweite
Hauptsatz, mithin auch Kirchhoffs Gesetz, nur für Gleich-
gewichte gilt.
Wir können diese Ausstrahlung dem Entweichen eines Gases
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Theoretisches über getcöhnl. u. photochem. Gleichgewichte u. Reaktionen. 1 63
aus seiner Lösung vergleichen, 7 ) vielleicht besser noch dem eines
Gasgemisches in den über der Lösung befindlichen leeren Raum.
Z. B. lösen sich Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff etwa zu
gleichen Teilen in Wasser. Brächten wir solche Lösung in ein
Vakuum, so würde sie zunächst fast nur Wasserstoff „emittieren",
allmählich aber alle drei Gase in gleichem Betrag etwa; dies natür-
lich nur beim Gleichgewicht, wo dann auch die Absorption im
selben Betrag stattfindet.
Ganz analog kann man sich die „Entwicklung" eines schwarzen
Spektrums im leeren spiegelnden Raum um ein beliebiges System
vorstellen. Auch hier wird die anfängliche Emission von der Gleich-
gewichtsemission verschieden sein.
Den umgekehrten Vorgang, daß sich ein sehr kleines System,
in welchem keine Strahlung herrscht, 8 ) mit einem sehr großen,
stoffleeren, mit schwarzer Strahlung angefüllten Raum ins Gleich-
gewicht setzt, möchte ich die „Einwirkung" eines schwarzen Spek-
trums nennen. Entwicklung und ' Einwirkung sind also erzeugt
durch Emissionen und Absorptionen, aber nicht diesen gleichzu-
setzen.
Ein Photo-Gleichgewicht ist das Gleichgewicht eines chemischen
Systems einerseits mit nicht schwarzer Strahlung im Vakuum
anderseits.
Jede nicht schwarze Strahlung kann ohne Energiezu- oder
abfuhr nur in innen vollkommen spiegelnder Hülle bei Abwesenheit
aller thermaktinen Körper sich konstant erhalten. Die Hüllen sind
nicht realisierbar, vielleicht auch nicht die Abwesenheit jedes therm-
aktinen Körpers. Also sind Photo-Gleichgewichte nicht realisierbar. 9 )
Dies ist der einzige wesentliche Unterschied zwischen Photo-
und Thermo-Gleichgewichten.
Jede Photo- Gleichgewichtsstrahlung läßt sich formal allgemein
zusammensetzen aus einem schwarzen Spektrum und einem andern,
nicht schwarzen, welch letzteres der Lumineszenz entspräche.
Die Temperatur wäre hier nicht mehr definiert.
Hierauf soll zunächst eingegangen werden. Die Temperatur
im Thermo -Gleichgewicht ist durchs schwarze Spektrum eindeutig
gegeben.
Wenn wir in ein Koordinatensystem als Abszissen Wellenlängen,
als Ordinaten die Intensität der Strahlung, gemessen in Energie-
einheiten pro Volumeinheit eintragen, so verhalten sich die Tempe-
raturen, die den eingezeichneten schwarzen Spektren entsprechen,
Digitized by Googl
IÖ4
wie die vierten Wurzeln der Flächen (von l = o bis l = oc), welche
von Intensitätskurve und Abszissenachse begrenzt werden. Dies nach
dem Stefan-Boltzmannschen Gesetz.
Dem analog können wir bei Photo-Gleich gewichtsstrahlung die-
selbe Zeichenmethode benützen und auch hier den Begriff der
Temperatur definieren als proportional der vierten Wurzel aus der
von der Spektralintensitätskurve und der Abszissenachse begrenzten
Fläche. Diese neudefinierte Temperatur sei als die thermodynamische
Temperatur der Photo-Gleichgewichtsstrahlung bezeichnet
Definition und Bezeichnung läßt sich in folgender Weise recht-
fertigen.
Die Photo- Gleichgewichtsstrahlung läßt sich durch Einbringen
eines thermaktinen Körpers in den vom System abgeschlossenen
Vakuumraum quantitativ in schwarze Strahlung transformieren. Da-
her hat der Begriff „Gesamtenergiekonzentration der Gleichgewichts-
strahlung" einen bequem definierten Sinn. Man hat dann also eine
schwarze Strahlung von „bestimmter Temperatur", wenn der therm-
aktine Körper verschwindend klein ist gegen den mit Photo-Gleich-
gewichtsstrahlung gefüllten Raum. Diese resultierende Temperatur
ist die thermodynamische Temperatur der Photo- Gleichgewichts-
strahlung.
Da jede Photo-Gleichgewichtsstrahlung in Berührung mit einem
thermaktinen Körper in Thermo -Gleichgewichts- (d. h. schwarze)
Strahlung übergeht, so kann man mit Hilfe von Hüllen, die
semipermeabel sind für Strahlung verschiedener Wellenlänge, d. h.
spiegelnd für die einen, völlig durchsichtig für die andern Wellen,
bei Umwandlung beliebiger Strahlung in schwarze von gleicher
thermodynamischer Temperatur endliche Quanta äußerer Arbeit
gewinnen.
Auch bei „Vermischung" von beliebiger Strahlung mit schwarzer
von gleicher thermodynamischer Temperatur bei konstantem Volum
kann ein endliches Quantum äußerer Arbeit gewonnen werden.
Vergleichbar wäre dem die bei konstantem Volum isotherm
erfolgende Diffusion von Gasen ineinander.
Will man den Begriff der Lumineszenz für Photo-Gleichgewichte
beibehalten, so empfiehlt sich folgende Formulierung.
Wir bezeichnen diejenige maximale Temperatur, deren schwarzes
Spektrum sich eben noch in das Photo-Gleichgewichtsspektrum ein-
zeichnen läßt, als die reine Temperatur der Photo -Gleichgewichts-
strahlung, die zugehörige Strahlung als die reine Temperatur-
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Theoretisches Uber gewöhnt, u. photochem. Gleichgemachte u. Reaktionen. 165
straJUung des PItoto-Gleichgewichts. Den Rest der Strahlung nennen
wir die Lumineszenz.
Anwendung des zweiten Hauptsatzes auf chemische
Strahlungsgleichgewichte.
Im Falle völligen Strahlungsgleichgewichts muß Emission =»
Absorption sein. Also ist
E — A • ^außen •
E sei die Emission des Systems. A sein Absorptionsvermögen
(d. i. eine reine Zahl). £^ u aet> die äußere Einstrahlung. Diese ist in
jedem Falle als Summe definiert durch die thermodynamische
Temperatur. Man kann daher den zweiten Hauptsatz hier auch so
schreiben:
E - , F
wo Et* diejenige Gleichgewichtsstrahlung, die der thermodynami-
schen Temperatur entspricht. Für thermaktine Systeme wird:
— = E, = schwarze Emission.
Ebenso für Thermo-Gleichgewichte. Hier aber, wie überhaupt bei
allen chemischen Strahlungsgleichgewichten, kann man E zerlegen
in folgender Weise:
E = Ex -f- El >
E T ist die reine Temperaturemission des Systems, E L die Lumin-
eszenzemission. E Th sei die schwarze thermodynamische Temperatur-
emission. Diese läßt sich formal zerlegen in
Er, die schwarze reine Temperaturemission, die der reinen
Temperaturemission des Systems entspricht und in
Erh-r, die Differenz zwischen der thermodynamischen und
reinen schwarzen Strahlung.
Dann ist:
E T + Ei. _ p p
~ A = J -r T -Cr/i-r = £-Th •
Man kann nun stets die Absorption auffassen als bestehend aus
thermischer und chemischer A — A, + A c . Dann ist:
F r 4- El r
A t + A C ~
oder:
Ex + Ei, = En, . A t . k ,
166
Traut:.
WO:
Da weder A c noch A t negativ werden, so ist k S I und die Strah-
lung eines Photo-Gleichgewichts wird:
Die Strahlung eines Thermo-Gleichgewichts würde nach der in
dieser Abhandlung festgehaltenen Auffassung, daß teilweise chemische
Absorption auch in jedem Thermo -Gleichgewicht statthat, 11 ) die-
selbe Form haben. Hier wäre bloß E L «■ o, also:
also:
El - E
A, + A c n "
daher:
5 — E, . At>k ,
wo k wiederum — I + *j . Man sielit, daß sogenannter reiner
Temperaturstrahlung bei chemischen Gleichgewichten ebensogut auch
direkter chemischer Ursprung zugeschrieben werden kann. E, wäre
also selbst z. T. „Lumineszenz*' ; . Bei Gleichgewichten, die von der
Temperatur abhängen, erscheint diese Auffassung durchaus angemessen.
Diese erweiterte Form von Kirchhoffs Gesetz kann wegen
des Werts k, der noch in keinem Fall bekannt ist und für jedes
System besondere Werte annimmt, noch an keinem Fall geprüft
werden.
Fluoresaenz und Phosphoreszenz kann mindestens innerhalb
des Gültigkeitsbereichs der Stokesschen Regel bei Pholo-Gleich-
gewichten nicht existieren. Bringen wir nämlich erregende Strahlen
zum System in die spiegelnde Hülle, so werden sie durch das
System transformiert in Strahlen von größeren Wellenlängen. Diese
werden vom System thermisch absorbiert und die Erscheinung klingt
ab wegen Mangel an erregender Strahlung.
In die drei großen Gesetze der chemischen Dynamik, Phasen-,
Massenwirkungs- und Temperaturgesetz ist statt der Temperatur,
die bei Thermo-Gleichgewichten eintritt, bei Photo-Gleichgewichten
die Gleichgewichtastrahlung nach Intensität und Spektralverteilung
einzuführen, nicht aber die thermodynamische Temperatur.
Auf die Umgebung solcher Gleichgewichte kann man das
Prinzip vom kleinsten Zwang anwenden, wie das schon öfters ge-
schehen ist und man findet, daß mit steigender Einstrahlung das
. Theoretisches über geti öhnl. u. photochem, Gleichgewichte u. Reaktionen. 167
chemische Absorptionsvermögen steigen muß. 11 ) Doch ist dies
Prinzip nur von sehr beschränkter qualitativer Anwendbarkeit auch
an dieser Stelle.
II. Chemische Strahlungareaktionen.
Wenn man die Gleichgewichtsstrahlung über einem chemischen
Strahlungsgleichgewicht verändert, so findet im allgemeinen eine
chemische Strahlungsreaktion statt.
Also ebensogut, wie jedes chemische Gleichgewicht als ein
chemisches Strahlungsgleichgewicht betrachtet werden kann, wird
auch jede chemische Reaktion als chemische Strahlungsreaktion auf-
gefaßt werden können. 13 )
Eine Thermo -Reaktion ist eine Reaktion, bei der über dem
System im Vakuum stets eine Strahlungszusammensetzung herrscht,
die der einer schwarzen Strahlung entspricht, d. h. die Strahlung
an und für sich könnte stets im Gleichgewicht sein mit einem ge-
eignet temperierten schwarzen Körper.
Dafür, daß die anfangs einwirkende Strahlung eine schwarze
ist, können wir willkürlich sorgen. Sie wird es aber nur in den
folgenden zwei Fällen dauernd bleiben:
1) Wenn das System bei noch so rascher Reaktion stets schwarze
Strahlung „entwickelt". 1 *) Dies ist auf Grund von experimentellen
Erfahrungen wohl kaum je der Fall. Denn je rascher eine Reaktion
abläuft, desto häufiger wird Lumineszenz dabei beobachtet, 15 ) d. h.
eine Strahlung, die der annähernd schwarzen eingestrahlten, bzw.
darüber befindlichen nicht entspricht
Gleichzeitig müßte das System aber auch nur schwarze Strah-
lung „aufnehmen". Es wirken aber notorisch nur ganz bestimmte
Wellengruppen auf den chemischen Vorgang ein, so daß also auch
durch selektive chemische Absorption die Strahlung ihre „Schwärze"
verliert. Dies natürlich nur bei rascher Reaktion. Hierüber siehe
Bedingung 2.
Auch beispielsweise die Beobachtung reagierender Gase lehrt,
daß eine Reaktion zwischen bestimmten Molekülgattungen primär
nur zu Wellen von ganz bestimmter, im allgemeinen kein schwarzes
Spektrum konstituierender Länge fuhrt
2} Es muß die Vakuumstrahlung über einem in Reaktion be-
findlichen System dauernd eine schwarze sein, wenn die Reaktion
in beliebigem, innen nicht spiegelndem, adiathermanem Raum von
168 Traulz.
_ _
definierter Anfangstemperatur (vulgär ausgedrückt: im Dunkeln) un-
begrenzt langsam verläuft. Alsdann herrscht in jedem Augenblick
schwarze Strahlung und Gleichgewicht zwischen Hülle und System.
Denn eine beliebige thermaktine Hülle kann nur mit schwarzer
Vakuumstrahlung im Gleichgewicht sein und muß dieses wegen der
Langsamkeit der Reaktionen in jedem Augenblick erreichen. Es
wird also nie eine merkliche Strahlungsdifferenz (analog einer Tem-
peraturdifierenz) zwischen Hülle und System auftreten. Wir haben
dann einen umkehrbaren Vorgang hinsichtlich der Strahlung.
Es ergibt sich: Thermo- Reaktionen sind wahrscheinlich streng
nur alle unendlich langsam verlaufenden chemischen Vorgänge.
Man wird sie asymptotisch daher in vielen Fällen realisieren können.
Wirkung und Entwicklung des schwarzen Spektrums ist aber
mindestens z. T. bei diesen Thermo-Reaktionen sicher eine chemische,
wenigstens primär.
Eine gewöhnliche (d. h. weder photochemische, noch lumin-
eszente) Reaktion wird im allgemeinen nicht streng als eine Thermo-
Reaktion angesehen werden können; denn meistens hat das
Tageslicht Zutritt. Seinen Einfluß wird man im allgemeinen kaum
bemerken, da es seine Intensität im Lauf der Versuche öfters wenig
ändert, vielleicht oft überhaupt nicht merklich wirken kann.
Die geforderte Langsamkeit werden die Reaktionen meist haben,
soweit sie meßbar sind, da sie isotherm untersucht zu werden
pflegen und größere Strahlungsdifferenzen sich sekundär als Tem-
peraturdififerenzen am Thermometer zeigen werden.
Eine Photoreaktion ist eine Reaktion, bei der die Zusammen-
setzung der über dem System befindlichen Strahlung im Vakuum
nie die einer schwarzen ist. Sei es nun, daß die entwickelte oder
die einwirkende oder beide Strahlungen nie schwarz seien. Die
Strahlung über dem System könnte also an und für sich nie
im Gleichgewicht sein mit einem irgendwie temperierten schwarzen
Körper.
Die Temperatur im gexv'ohnlichen Sinn ist also hier, bei lumin-
eszenten und lichtempfindlichen Systemen nicht mehr definiert.
Man wird hier zweckmäßig je nachdem die reine oder die
thermodynamische Temperatur einführen.
Alle rasch, d. h. nicht unmeßbar langsam verlaufenden Reak-
tionen gehören wahrscheinlich streng zu den Photoreaktionen.
Zeigt das Spektrum der Strahlung über dem System hinsicht-
lich mancher Wellenlängen im Verlauf der Reaktion größere Inten-
Tluoretnches über gewöhnt, u. photochem. Gleichgewichte u, Reaktionen. 169
sitat, als dem thermodynamisch gleichtemperierten schwarzen Spek-
trum lü ) entspricht, so wird man sagen, das System luminesziert sicher
für diese Wellenlängen.
m. Photochemische stationäre Zustände.
Nur bei relativ großer Geschwindigkeit der lichtempfindlichen
und geringer Geschwindigkeit der Dunkelreaktion wird eventuell an
der bestrahlten Grenzfläche des Systems Gleichgewicht zwischen
System und Strahlung auf Momente bestehen können. Es werden
daher für stationäre Zustände im allgemeinen die Gesetze der
Kinetik und nicht die der Gleichgewichte Anwendung zu finden
haben. ir )
Betrachten wir jede chemische Wärmetönung als primär in
Form strahlender Energie entstanden, so können wir, indem wir
nur die Bilanz des Vorgangs betrachten, statt von exothermen und
endothermen Vorgängen zu reden, auch von exoaktinen 18 ) und
endoaktinen sprechen. In manchen Fällen decken sich die Begriffe
scheinbar nicht, was das folgende formale Schema besonders hervor-
hebt. Auch einige andere empirische Beziehungen treten durch es
mehr als sonst hervor. Auf Vollständigkeit des Materials wird
darin kein Gewicht gelegt.
I. Lumineszente Vorgänge. 1 *)
a) Lumineszente Reaktion exotherm.
Gegenreaktion endotherm.
Hierher gehört
Zerfall von HjO,, 20 ) O s , 81 ) CLO, CIO,, 22 ) anscheinend auch
von C a HCl, C,HBr, * 3 ) N,H, N,CI.
Oxydation von Aldehyd. 2 *)
Auffallend ist hier:
1) daß Lichtempfindlichkeit und Neigung zu Lumineszenz
zusammen vorkommen bei HjO Jf 0 3 , Cl s O, C10 s , C a HBr,
C a HCl, Aldehydoxydation. 25 )
2) Daß Neigung zu sichtbarer Lumineszenz und zu maxi-
malen Grenzdrucken der Oxydation („Leuchtdrucken") zu-
sammen vorkommen bei P, l'H 3 , Aldehyd, S und einer ganzen
Anzahl selbstentzündlicher Stoffe, s. Ewan 1. c.
Stationäre Zustände könnten hier, event. bei hoher Tem-
peratur, erreicht werden, indem man Energie (Wärme, dunkle
Zetoehr. f. win. Phot. 4. > 2
Trautz.
Entladungen) zufuhrt und die Lumineszenz (die in den
Gefäßwänden zum Teil in Wärme transformiert wird) abführt,
b) Lumineszente Reaktion endotherm.
Gegenreaktion exotherm.
Dieser Fall ist nicht bekannt, widerspräche auch der Er-
wartung. Es müßte denn sein, daß jeder Vorgang lumin-
esziert; und das ist freilich nicht unwahrscheinlich.
2) Lichtempfindliche Vorgänge.
a) Photoreaktion endotherm.
Gegenreaktion exotherm.
Hier leistet das Licht Arbeit. Der Fall ist seltener, wie
ja endotherme Reaktionen überhaupt von selbst nicht häufig
auftreten bei gewöhnlicher Temperatur.
Hierher gehören:
Zerfall von AgCl,* 6 ) AgBr, PH„ SO,.")
Polymerisation von 0 2 , Anthrazen* 8 ).
Stationäre Zustände können hier notorisch 16 ) 28 ) erreicht
werden, indem man die nötige Strahlung zuführt und Wärme
abfuhrt.
b) Photoreaktion exotherm.
Gegenreaktion endotherm.
Das Licht beschleunigt hier einen von selbst verlaufenden
Vorgang (d. h. einen, der möglicherweise unter Einfluß
von meist Infrarot verläuft). Da die meisten, bei den ge-
wöhnlichen Temperaturen stattfindenden Vorgänge exotherm
sind, ist dieser Typus häufig. Es müssen aber die Vorgänge
mindestens „zum Teil endotherm" sein , da sie Strahlung
chemisch absorbieren. Vielleicht sind bei allen nur endo-
therme Zwischen Vorgänge sehr lichtempfindlich 3i ) und nur
wegen der raschen exothermen Folgereaktionen die Licht-
wirkung so groß. Oder aber, man nimmt Lumineszenz jeden
Vorgangs, also auch des endothermen an.
Zu dieser Gruppe gehören:
Bildung von HCT 29 ), COCl a 30 ), C 8 ILCI S , C,H 4 Br„ CH,C1,
CH,Br, 31 ) SO a CV 2 j
Zerfall von HJ, 33 ) CLO, Clü J( N,C1, CJICl, C 2 HBr, P,H 4 .
Halogenierung von Fettsäuren und aromatischen Kohlen-
wasserstoffen.
Zahlreiche Oxydationen, z. B. von Chinin, 35 ) Aldehyd 36 ].
Stationäre Zustände könnten durch Zufuhr der nötigen Strah-
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Theoretisches über gewöhnt, u. photothem. Gleichgewichte u. Reaktionen. \ 7 I
lung und Abführung der freiwerdenden Energie event. bei
hoher Temperatur in manchen Fällen erreicht werden.
Aus der hier vorgeschlagenen Auffassung von Gleichgewichten
und Reaktionen ergeben sich bei Zuziehung einiger plausibler An-
nahmen Schlüsse auf die Temperaturkoeffizienten der Reaktions-
geschwindigkeit. An dieser Stelle sei vor allem darauf hingewiesen,
daß die sehr kleinen Tempcraturkoeffizicnten photochemischer Re-
aktionen etwas an Merkwürdigkeit verlieren, wenn man die Tatsache
hinzunimmt, daß diese Reaktionen alle blau- oder violettempfindlich
waren. 37 )
Hierauf wird in der nächsten Publikation eingegangen werden,
die erscheinen wird, sobald das Experiment über die Brauchbarkeit
der möglichen Annahmen entschieden hat.
Anmerkungen.
i) Diese Strahlung wird also auch bei gewöhnlichen, sog. nicht lichtempfind-
lichen Gleichgewichten, z. T. chemisch absorbiert.
a) Ncrnst, Theoretische Chemie. 4. Aufl. S. 721. 1903.
3) Brauchbai e Hüllen (Gefäße etc.) dürfen chemisch nicht mit dem Inhalt
r-agicren, sind daher, wenn undurchsichtig, als thermaktin anzusehen.
4) Z. phys. Ch. 51. 297—328; 53. 387. 1905.
3) Z. phys. Ch. 80. 628—680. 1899.
6) Ein solcher Raum hätte also keine Temperatur.
7) Ähnlicher Bilder hat sich Luther bei anderer Gelegenheit bedient, cf.
Z. phys. Ch. 30. I. c
8) Es wäre dann -273 0 kalt.
9) Bedingungen s. Strahlungsgleichgcwichte S. 160.
10) Z. phys. Ch. 53. 5. t9°S-
11) Dies liegt in der Definition des Strahlungsgleichgcwichts. S. 160.
12) Ahnliches bietet bei der thermischen Einstrahlung die allgemein stattfindende
Steigerung der spezifischen Wärme mit der Temperatur.
13) Der Sinn dieser Auffassung ist dann ein wesentlich anderer, als wenn man
alle Systeme als „lichtempfindlich" bcicichnct.
14) Entwicklung von Strahlung. S. 163.
15) Traut«, Z. f. El. 1904. 593 — 596; Z. wiss. Phot. II. 217 — 223. —
Traut/, und Schorigin, ebenda III. 121 — 130. 1905. — Traut*, Z. phys. Ch.
53. 1 — 111. 1905.
16) Hieraus fließen die experimentellen Kriterien für Chemilumineszenx. Z.
phys. Ch. 53. 6—8. 1905.
17) Entsprechendes fanden experimentell Luther und Weigert, 1. c.
18) Z. phys. Ch. 53. 5. 1905.
19) Im Sinne von S. 1 61».
20) S. u.a. Traut/, und Schorigin, Z. wiss. Phot. III. 121-130. 1905.
12*
172 Traute. Theoretisches über gewöhnt, u. phohnhtm. Gleich gexvichte etc.
2\) Sarasin, Pogg. Ann. 140. 425. l8;o. — E. Fahrig, Lh. N. 62. 3<).
1890. — M. Otto, C. r. 128. 1005. 1896.
22) Die Dynamik und Photodynamik der Hacogenoxydc wird unter meiner
Leitung von Herrn H. Henning untersucht.
23) Die Photodynamik dieser Stoffe zu untersuchen, ist Herr K. Th. Volk-
mann beschäftigt.
24) B. Radziszewski, Ber. 10. 321. 1877.
25) Th. Ewan, Z. phys. Ch. 16. 315 — 343- «895-
26) R. Luther, Z. phys. Ch 30. 1. c.
27) Die Untersuchung dieser Reaklion habe ich begonnen.
28) R. Luther und F. Weigert, I. c.
29) Bunscn, Roscoc, Ostw. Klassiker Nr. 34. 38.
30) M. Wildermann, Z. phys. Ch. 42. 257—335. 1903.
31) Mit Vorversuchen über diese Reaktion bin ich zurzeit beschäftigt.
32) Frl. P. Blum befaßt sich unter meiner Leitung mit der Photodynamik dieser
Reaktion.
33) M. Hodenstein, Z. phys. Ch. 13. 56. 1894; 22. 1. 189;.
34) Hinsichtlich photochemischer Chlorreaklionen ist zu bemerken, daß hier
Oxyde oder Oxysäurcn des Chlors eine große Rolle zu spielen scheinen. Behandlung
feuchten Chlors, bzw. selbst H,S0 4 -trockenen Chlors mit dunklen Entladungen gab
beim Einleiten in Wasser eine Lösung, die organische Stoffe zu weit hellerer Lumin-
eszenz bringt, als Chlor allein in Wasser, zu einer Lumineszenz, wie sie sonst nur
durch ChlormonoxydlOsungen, bzw. chlorige Saure erzeugt wird.
35) cf. E. Goldberg, Z. phys. Ch. 41. 1 — 10. 1902.
36) Th. Ewan, 1. c. Die Untersuchung von Reaktionen mit Leuchtdruck"
wird unter meiner I>eitung fortgesetzt.
37) cf. das S. 170, 2b Angedeutete. Die Temperaturkoeffizienten rot- und
gelbgrüneinpfindlichcr Reaktionen untersucht Herr F. Thomas unter meiner Leitung.
Freiburg i. Kr., 15. Mai 1906.
Philosoph. Abteilung d. Chem. Laboratoriums.
(Eingegangen am 6. Juni 1906.)
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Si'Haum in Marburg a. L.
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Zeitfdiriff für wiKeirtchaftliche Photographie,
Photophyiik und Photochemie
IV. Band.
1906.
Heft 6.
Uber das Bandenspektrum des Bor.
Von Georg Kühne.
(Mit 1 Figur.)
Wie es scheint, gibt es drei Spektra des Bor, nämlich zwei
Banden- und ein Funkenspektrum. Am frühesten bekannt war das
gewöhnlich der Borsäure zugeschriebene Bandenspektrum, das aus
einer Reihe diffuser Maxima besteht und das man leicht mittels
einer Borätherflamme oder einer mit fester Borsäure beschickten
Bunsenflamme erhält Es wurde zuerst von Herschel, 1 } dann von
Miller, 2 ) Simler, 8 ) Böttger 4 ) und Mitscherlich 6 ) beschrieben.
Die ersten Messungen stammen von Piazzi Smyth, 8 ) spätere von
Lecoq de Boisbaudran, 7 ) Salet, 8 ) Eder und Valenta/) Hagen-
bach und Konen. 10 ) Lecoq glaubte Gesetzmäßigkeiten zu ent-
decken; nach ihm sind die dritten Differenzen von sieben der Maxima
gleich; doch scheint das ziemlich unwahrscheinlich, da es einmal
wegen der Ausdehnung der Banden nicht gut möglich ist, ihre
Mitten genau zu messen, dann aber ihre Helligkeit durch das
darunter liegende zweite Bandenspektrum beeinflußt wird. Ich gebe
hier die Zahlen von Lecoq nebst den entsprechenden von Salet
sowie von Hagenbach und Konen; in der 5. Reihe stehen die
Wellenlängen, die die Bandenmitten nach Lecoqs Berechnung
haben müßten.
Lecocq
Hagenbach
und Konen
Salet
580,7
548,0
5 «9.2
494.i
472.1
452.9
435.9
25.«
22,0
19.2
i/.o
32.7
28,8
3.9
3.7
3.'
2.8
2.2
580,9
520
491
470
450
580
548
437,o
Zcltschr. f. wU». Phot. 4.
174
Kiihtit.
Übrigens bezweifeln Hagenbach und Konen die Zugehörigkeit zur
Borsäure. Für diese Annahme spricht das Auftreten der Maxima
auch im Borbogen, dessen hohe Temperatur eine Verbindung aus-
schließen dürfte.
Das Funkenspektrum erhielt zuerst Mitscherlich, 11 ) indem er
Funken zwischen flüssigen Borsäurelektroden oder in einer Atmo-
sphäre von Borfluor überschlagen ließ. Auf ähnliche Weise erhielten
es dann Troost und Hautefeuille 12 ) und Ciamician. 15 ) Während
aber diese Beobachter nur wenige hellste Linien angeben, gelang
es Eder und Valenta, 14 ) indem sie als Elektroden Borkristalle,
sogenannte Bordiamanten benutzten, eine ganze Reihe neuer Linien
aufzufinden. Eine Photographie geben auch Hagenbach und
Konen. 15 )
Neben diesen beiden Spektren gibt es noch ein drittes, das
auch von mir auf Veranlassung des Herrn Prof. Kayser gemessene
eigentliche Bandenspektrum des Bor. Einen Teil desselben erhielt
zuerst Ciamician' 3 ) mit schwachen Funken im Borfluor. Die von
ihm gemessenen Wellenlängen sind:
Vorzüglich erhielten es dann Hagenbach und Konen 16 ) im Bor-
bogen, in Spuren auch in der Flamme. Es erstreckt sich nach
ihnen ungefähr von 350 — 660 und ist überdeckt von den diffusen
Maxima des sogenannten Borsäurespektrums. Trotz der geringen
Dispersion, die nur rohe Messungen erlaubte, konnten diese Be-
obachter schon erkennen, daß die Linien nach Kanten zusammen-
laufen, die nach Violett gerichtet sind, und daß immer zwei dieser
Kanten nahe zusammenliegen. Sie geben folgende Kanten an: 575,
545, 504, 461, 459, 436, 434, 405, 404.
Für die Herstellung meßbarer Photographien kamen als Licht-
quellen Flamme und Bogen in Betracht. Um die besten Versuchs-
bedingungen zu erhalten, wurden zunächst Aufnahmen mit einem
kleinen, sehr lichtstarken Rowlandschen Konkavgitter feststehender
Anordnung gemacht, dessen Spektrum ungefähr von 250 — 600
reicht. Man erhält das Bogenspektrum sehr leicht, wenn man in
Platten gegossene Borsäure im Bogen zum Schmelzen bringt und
die möglichst dünnen Kohlen eine Strecke weit damit überzieht.
4985
4962
4943
4243
4192
4166
4122
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Über das Bandenspektrum des Bor.
175
Etwas längere Belichtungszeit kostete es schon, das Flammenspektrum
zu erhalten, wenn die Borsäure in Gestalt fester gegossener oder
mit Hilfe von Zigarettenpapier aus Kristallen geformter Stäbchen
in den blauen Kegel einer SauerstofTleuchtgasflamme eingeführt
wurde. Dagegen erhielt ich mit einer 30 cm langen horizontalen
Flamme von Boräther auch nach zweistündiger Belichtung nur
Spuren auf der Platte, so daß ich auf diese Lichtquelle verzichten
mußte. Da diese Aufnahmen zeigten, daß das Spektrum, wie viele
derartige Bandenspektra, mit abnehmenden Wellenlängen immer
diffuser wird, so beschränkte ich mich darauf, für die Messungen
nur den Teil von ca. 4800 — 6000 Ä. zu photographieren. Diese
Aufnahmen wurden an einem großen Rowlandschen Konkavgitter
von ca. 6,6 m Krümmungsradius gemacht. Um das Bogenspektrum
in der oben angegebenen Weise zu erhalten, war eine Expositions-
zeit von einer halben Stunde nötig, etwa fünf Stunden dagegen für
das Flammenspektrum. Um das störende Borspektrum zweiter
Ordnung auszuschließen, das als Vergleichsspektrum benutzte Eisen-
spektrum aber, im Interesse einer möglichst kurzen Belichtungszeit,
in zweiter Ordnung zu erhalten, wurde bei den Aufnahmen so ver-
fahren, daß das Bild der mit Bor beschickten Lichtquelle durch
eine Glaslinse, das des Eisenbogens dagegen durch eine solche aus
Quarz auf den Spalt geworfen wurde. Ausgemessen wurde nur
das Bogenspektrum, da das Flammenspektrum, wie meine Auf-
nahmen zeigen, vollständig identisch mit ihm ist, nur daß hier die
Linien noch diffuser sind. Die Messungen wurden ausgeführt mit
der Teilmaschine des hiesigen Instituts. Die unten angeführten
Wellenlängen sind Mittel aus zwei unabhängig voneinander er-
haltenen Resultaten. Die Abweichungen zwischen beiden Messungen
betragen ungefähr 0,015 Ä., bei einzelnen sehr unscharfen Linien
bis 0,04 Ä., meistens jedoch weniger. Eine größere Genauigkeit
zu erreichen war nicht möglich, da die diffusen Maxima des so-
genannten Borsäurespektrums einen kontinuierlichen Grund bildeten,
so daß die Linien sehr unscharf erscheinen, dann aber war die Auf-
lösung noch nicht genügend, so daß Linien verschiedener Serien
zusammenfielen. Ich lasse zunächst die erhaltenen Wellenlängen
folgen nebst Angabe der Serien, zu denen sie gehören. Eine An-
gabe von Intensitäten unterlasse ich, da die von mir erhaltenen nur
zur leichteren Auffindung der Serien und nach einer ganz willkür-
lichen Skala geschätzt wurden.
• 3*
176
Knhrit.
Messungen.
Ii
V:
l
Serie
Serie
1
Serie
i
Serie
f ff 1 ^\ ■»
5001,03
575S.«o
5692,80
D i
5643.80
D i
60,33
54, 2 4
90,91
43. 16
L>, C
5 1 '75
53, 2 9
09,93
4 2 -37
45,41
\*
49,5°
89,43
4 ',^5
39,» 5
47.04
88 11
88.33
4 «,3°
36.01
c
46,29
87,9 2
40.45
354 1
45-59
T \
87,09
39.9'
3 2 « 2 1
44,/ 2
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38,I9
•»St ■ St
20, 1 0
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1
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: .v&tt'.ä&t .Mehrfach erwähnten diffusen Maxima gebildeten kon-
tinuierlichen Hintergrunde zunächst Linienpaare hervor, die, ungefähr
bei den Natriumlinien beginnend, mit kürzeren Wellenlängen immer
mehr zusammenrücken und zwar in zweifacher Hinsicht. Außerdem
fallen in der Gegend von 5250 — 5350 iL sehr starke auch mit ab-
nehmendem A sich nähernde Linien auf. Auch sie erweisen sich
bei hinreichender Vergrößerung als von schwächeren Linien be-
gleitet. Zwischen den Paaren treten noch andere, nicht so starke
Linien auf, die nach Köpfen hinlaufen, die denen der Paare be-
nachbart sind. Um nun die Serien leichter herausfinden zu können,
fertige ich mir zunächst eine etwa 10 fach vergrößerte Zeichnung
meiner Platten an. Indem ich nun von der Annahme ausging, daß
das erste Deslandressche Gesetz wenigstens für die ersten 50 Linien
einer Serie gilt, gelang es mir, unter Berücksichtigung der Intensi-
täten, zunächst die Serien H, und B s sowie D, und D 2 aufzufinden,
wobei ich sehr wesentlich durch das paarweise Auftreten der dazu
gehörigen oben erwähnten Linien unterstützt wurde. Außerdem
erhielt ich noch die Serien A und C. Im folgenden sind die Glieder
der einzelnen Serien mit den ersten und zweiten Differenzen gegeben.
Die mutmaßlichen Kanten sind durch graphische Extrapolation er-
halten. Das Stück der Serie A von 5068—5142 ist problematisch.
Serie A.
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32,o;
43.58
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67,44
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02,27
5405.07
18.16
8.14
8,47
8,59
8,81
9.04
9,21
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O.89
10,15
•o,35
IO,<>!
I0.8!
11,07
H,3I
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1 1,81
1 2,05
12,26
12,57
!2,8o
13.00
0,33
O.l 2
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0,2 3
0,17
O.2.)
0,20
O.I9
0,26
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Ü.26
0,20
0,2b
O.24
0,22
0,28
0,24
0,2 r
0,31
0.23
0,20
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Über das Bandenspektrum des Bor.
I8l
Serie B,.
Serie li 2 .
A
5078,08
81,69
85.53
89,60
93-75
98.15
5102,76
7.52
12.50
17,77
23-05
28.64
34.37
40,33
46.40
52,81
59.40
66, 16
73.09
80.20
87,61
95,2«
5203,01
Ii. 06
«9-33
27.81
36,48
45.37
54.5«
63,88
73.49
83.3'
93.3* 1
5303.65
14.19
24,98
36.00
47,26
58,78
70.54
82.59
04,90
5407.46
20,29
33.42
46.81
60,50
74.49
88,71
5503-26
18,12
33,28
48,73
64,50
3.6i
3.84
4.07
4,«5
4,40
4,61
4.76
4,98
5-27
5,28
5,59
5,73
5.96
6,16
6,32
6,59
6,76
6,03
7,«i
7,4«
7,60
7,8o
8,05
8,27
8,48
8,67
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9,82
10,05
10,29
«o,54
io,79
11,02
11,26
11.52
11.76
12,05
«2,3«
12,56
12,83
«3,i3
«3,39
«3> 6 9
«3,99
14,22
«4,55
14,86
«5,» 6
«5,45
«5.77
A
Ö04I5.T9
5077.76
0,23
81.41
0,23
85,24
0,08
89,24
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93,34
0,21
97,80
o.«5
5'02,37
0,22
7,«4
0,29
12,12
0,01
«7,27
0,31
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0,20
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72.50
0,30
79,6i
0,19
86.95
0,20
94-54
0,25
5202,32
0,22
10,29
0.2I
18.54
0,19
26,02
0,22
35,5o
0,25
44.43
O.23
53ÖO
0,24
62,83
0,21
72,36
0,23
82, ti
0,24
92,11
0,25
5302,32
0,2 5
«2,83
0,23
23,46
0,24
34.47
0,26
45,72
0,24
^7, 12
0,29
68,78
0,26
80,73
0,25
92,93
0,27
5405.43
0,30
0,26
0,30
0,30
0,23
0.33
0.3 «
O.3O
O.29
0,32
3,65
3,83
4,00
4,10
4.46
4,57
4.77
4.98
5.«5
5.33
5Ö9
5,7«
5.92
6,14
6,38
6,48
6,72
6,96
7 «1
7,34
7-59
7,78
7,97
8,25
8,38
8.58
8.93
9,07
9,33
9.53
9,75
10,00
10,2 t
10,51
«0,63
1 1,01
11,25
11,40
1 1,66
u.95
12,20
«2,50
0,18
0,17
0,10
0,36
0,1 1
0,20
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0,17
0,18
0,26
0,!2
0.2I
0,22
0,24
0,10
0,24
0,24
°,«5
0,23
°, 2 5
0,19
0,19
0,28
0.13
0,20
o.35
0,14
0,26
0,20
0.22
0,25
0,21
0.30
0,12
0.38
0,24
0,15
0,26
0,20
0,25
0,30
* Ii
',0
by Google
182
Kühtie.
Serie C.
5510,02
553'.= i
33.89
36,82
39,85
43- '2
46,58
5°.*4
54.07
58.10
62,36
66,79
7M2
76,27
81, 29
86,55
91.99
97,66
5603,53
9,6o
15.89
22,40
2,68
2.93
3,o3
3,27
3,46
3.66
3.83
4,03
4.26
4,43
4-63
4.85
5,02
5.26
544
5,67
5.87
6,07
6,29
6,51
5622,40
29, »3
36,08
43-«6
50,62
0,25
58.17
0,10
66,02
0,24
74.09
0,19
82,38
0,20
90,91
0,17
99.66
0,20
5708,66
0,23
17.89
0,17
27,34
0,20
37.08
0,22
47.04
0,17
57.24
0,24
67.73
0,18
78,44
0,23
89.46
0,20
5800,70
0,20
12,25
0,22
23,98
0,22
36,01
48.4«
4
6,73
6,95
7,08
7.46
7,55
7.85
8,07
8,29
8,53
8.75
9,00
9,23
9.45
9.74
9,96
10,20
10,49
10,71
1 1,02
1 1,24
".55
«1.73
12,03
12,40
1
0,22
0,22
<V3
0,38
0,09
0,30
0,22
0,22
0,24
0,22
0,25
0,23
0,22
0,29
0,22
0,24
0,29
0,22
0.31
0,22
0,31
0,18
0,30
o,37
Serie D r
Serie D,.
•N.-
M 1
5552,98
5567.88
7o,57
73.47
76,62
79.96
83.52
87,2..
91,92
95,47
99, «8
5604,52
9.93
14,40
10,69
25.23
30.93
36,89
4
2,69
2,90
3-'5
3.34
3.56
3.77
4,00
4,18
4,4i
4.64
4,8«
5,°7
5,29
5Ö4
5,7o
5,96
0,21
0,25
0,19
0,22
0,21
0,23
0,18
0,23
0,23
0,17
0,26
0,22
0,25
0,16
0,26
0,31
5552,98
73,82
76,96
80,36
83,91
87,72
9 ',74
95.91
5600,33
5.04
9.93
•4-94
20.35
25,84
3 ',62
37.62
3.14
3,40
3.55
3.81
4,02
4.17
4.42
4.71
4.89
5.01
5-4'
5,49
5.78
6,00
0,26
0,15
0,26
0,21
0,15
0,25
0,2<>
O.lS
0,12
0,40
0,08
0,29
0,22
0,18
Digitized by Google
Über das Bandenspektrum des Bor.
183
Serie D, (Fortsetzung).
Serie D 8 (Fortsetzung).
5636,89
43.16
49,49
56,13
63,00
70,08
77.43
84,99
92,80
5700,84
9,12
17.67
26,45
35.44
44.72
54.24
64,02
74,04
84,34
94,90
5805,75
16,38
28,19
4
6,27
6,33
6,64
6,87
7,08
7,35
7,56
7,81
8,04
8,28
8,55
8,78
8,99
9,28
9,52
9,78
10,02
10,30
10,56
10,85
11,08
11,36
0,31
0,06
0,31
0,23
0,21
0,27
0,21
0,25
0,23
0,24
0,27
0,23
0,21
0,29
0,24
0,26
0,24
0,28
0,26
0,29
0,23
0,28
5637,62
43.8o
50,22
56.97
63,76
70,88
78,24
85,81
93,65
5"oi,7o
10,01
18,51
27.34
36,32
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85,26
95,8i
5806,60
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6,18
6,42
6,75
6.79
7,12
7.36
7-57
7.84
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8,3'
8,50
8,83
8,98
9.27
9,5'
9,82
10,02
10,32
IO >55
10,79
11,10
0,18
0,24
o,33
0,04
o,33
0,24
0,21
0,27
0,21
0,26
0,19
o.33
0.15
0,29
0,24
0,31
0,20
0,30
0,23
0,24
o,3'
5000 5100 5200 5300 5400 5500 5600 5700 5800
Wie man sieht, kann man unter Berücksichtigung der Messungs-
fehler und der noch nicht genügenden Dispersion, gehören doch
manche Linien zwei Serien an, die zweiten Differenzen als konstant
annehmen, abgesehen von einem mit zunehmender Wellenlänge
eintretenden Zuwachs. Ein weiteres Verfolgen der Serien wurde
durch die Liniengewirre unmöglich gemacht, die durch das Über-
einandergreifen mehrerer Serien besonders in der Nähe der Köpfe
entstehen. Wie die Serien B, und B a , sowie Dj und D 8 nach den-
184
Kühne. Über das Bandenspektrum des Bor.
selben Kanten laufen, so scheinen übrigens auch die Linien der
Serien A und B von schwächeren Linien begleitet zu sein, die sich
streckenweise verfolgen ließen.
Deutet schon die Gleichheit der zweiten Differenzen auf die
Homologität der Serien hin, so wird das noch deutlicher, wenn man
in einem rechtwinkligen Achsenkreuz die Wellenlängen der einzelnen
Serienglieder als Abszissen und ein Vielfaches der ersten Differenzen
als Ordinaten einträgt. Dabei fallen die Kurven der Doppelserien
zusammen und man erhält ungefähr vorstehendes Bild.
Die — i Linien sind Kurven von Doppelserien, die
punktierten Teile sind hypothetisch.
Das Bandenspektrum des Bor, und zwar das im Bogen wie in
der Flamme enthaltene, besteht also aus nach Rot aufgelösten ein-
fachen und Doppelserien, die sich durch das ganze Spektrum zu
erstrecken scheinen und deren Kanten je zu zweien benachbart sind.
Doch bilden die hier angegebenen Serien nur das Gerippe, zwischen
dem noch eine Anzahl anderer gleichgerichteter Serien liegt, worauf
die Linien hindeuten, die keiner Serie zugeordnet werden konnten.
Anmerkungen.
1) J. V. W. Herschel, Trans. Roy. Soc. Edinb. 9. II. p. 435fr. 1823.
2) W. A. Miller, Phil. Mag. (3) 27. p. 81 ff. 1845. (Mit Zeichnung.)
3) Sin» ler, Beiträge zur chemischen Analyse durch Spektralbeohachtungen.
Pogg. Ann. 115. p. 242 fr. 1862.
4) Böttger, Zur Spektralanalyse. J. f. prakt Chemie 85. p. 392 ff. 1862.
5) Mitscherlich, Über die Spektra der Verbindungen und der einfachen
Körper. Pogg. Ann. 121. p. 459 ff. »864.
6) Piazzi Smyth, Edinb Astr. Obscrv. 13. R. p. 1871.
7) Lecoq de Boisbaudran, Sur le spectre de l'acide borique. C. R. 76.
p. 833 ff. 1873.
8) Salet, Traite de Spektroskopie I. p. 179. 1888.
9) Eder u. Valenta, Dkschr. Wien. Akad. 60. p. 467. 1893. M. Photographie.
10) Hagenbach und Konen, Atlas der Emissionsspektren, p. 22. 1905.
Mit Photographien.
11) Mitscherlich, a.a.O.
12) Troost und Hautefeuille, C. R. 78. p. 62off. 1871.
13) Ciamician, Spektroskop. Untersuchen. Wien. Ber. 82. II. p. 425. 1880.
14) Eder und Valenta, Denkschr. Wien. Akad. 60. p. 307fr. 1893.
15) Hagenbach und Konen, a. a. O.
Bonn, Phys. Institut.
( Eingegangen am 1. Juli 1906.)
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Herpertz. Die Spektra von Arsen u. das Geißlerrohrspektrum von Antimon. 185
Die Spektra von Arsen und das Geißlerrohrspektrum von Antimon.
Von Jos. Herpertz.
Bis vor kurzem gab es kaum genauere Angaben und Messungen
über die Spektra der Metalloide. Dies rührt zum großen Teil da-
her, daß sozusagen alle Linien der Spektra der Gestirne den Me-
tallen zugeschrieben werden mußten und so diese hauptsächlich im
Vordergrunde des Interesses standen. Wenn nun aber auch viele
Metalloide in der Photosphäre der Himmelskörper bisher nicht ge-
funden wurden, so sind sie doch auf Erden sehr verbreitete Körper
und ihre Spektra so interessant, daß man sie nicht länger vernach-
lässigen durfte.
Von Arsen lagen bisher nur genaue Messungen des Bogen-
spektrums von Kayser und Runge und ebenso von Exner und
Hascheck vor.
Das Funkenspektrum war von Exner und Hascheck bis zur
Wellenlänge 4700 ausgemessen worden; die sonstigen Messungen
aus früherer Zeit waren größtenteils mit dem Spektroskop gemacht
und genügten in keiner Weise der heute verlangten Genauigkeit.
Das Antimonspektrum war genauer untersucht, es fehlte eigent-
lich nur das Geißlerrohrspektrum.
Dieses spezielle Spektrum von Antimon und die Spektra von
Arsen im allgemeinen zu untersuchen, war der Zweck vorliegender
Arbeit.
Die Aufnahmen wurden mit einem kleinen Rowlandschen
Konkavgitter mit 20 0OO Linien pro Inch und I m Krümmungs-
radius gemacht. Dasselbe besitzt eine feste Aufstellung in einem
massiven Messinggehäuse, die zwar den Nachteil hat, daß man nur
die erste Ordnung von 2300 A.E. bis zur Wellenlänge 5900 be-
nutzen kann, aber durch die feste Justierung diese Mängel wieder
reichlich aufwiegt Wegen des kleinen Krümmungsradius des
Gitters wurden an Stelle von Glasplatten Films zu den Aufnahmen
gebraucht.
Als Vergleichsspektrum wurde das Bogenspektrum des Eisens
benutzt, und zwar in der Weise, daß nach erfolgter Aufnahme die
obere oder untere Hälfte des Spaltes oder auch der mittlere Teil
des Spaltes abgeblendet wurde und dann das Eisenspektrum auf-
genommen wurde.
186
Ilerpettz.
Die Linien wurden dann nach einer im hiesigen Institut all-
gemein üblichen Methode gemessen, die in der Arbeit von M.
Bertram, 1 ) „Die Bogenspektra von Neodym und Praseodym",
näher beschrieben ist.
Im allgemeinen betrug der mittlere Fehler nicht mehr als
0,03 A.E., so daß man wohl anzunehmen berechtigt ist, daß die
angegebenen Werte bis auf 0,05 A.E. richtig sind.
Als Beleg hierfür habe ich von Arsen, die in erster und zweiter
Ordnung gemessenen, keineswegs immer sehr scharfen Linien zu-
sammengestellt, während ich von Antimon willkürlich einen Teil
der Messung herausgegriffen habe.
Arsen.
Erste Ordnung.
Intensität
6
2830,49
S 2
47
2830,49
6
2831,24
30
25
2831,26
\
2860,55
58
57
2860,^7
2884,55
58
49
2884.54
X
2890,25
29
18
2890,24
2898,83
84
82
2898,83
4
291".
26
29
2917,27
6
2926,32
30
33
2926,32
Zweite Ordnung.
1
Intensität
1 unscharf
5660,97
96
5660,97
2830,48
1 unscharf
5662,40
37
4i
5662,40
2831,20
4
5721,
08
08
5721.08
2S60Ö4
5
5 769,
02
08
5769,05
2884.53
5780,
4«
t\
5780.43
28MO,22
5797,
65
57<»7.63
2898,82
4 unscharf
5 8 34.4i
37
45
5834,4»
2«» 17,21
2.)26,2S
5
5852,
57
54
5852.56
Antimon.
Intensität
1
35°4,44
40
35 0 4.42
1
355 l ',3«J
32
355'.t.34
5
35'.i7.26
28
3507,27
2
3«>03.3 0
25
3003,27
3
3630,22
22
3630.22
4
3638,12
«3
3638.12
I
3t>3V,<>2
92
3639.92
1) Diese Zeitschr. IV. 16, 1906.
Digitized by Google
DU Sptktra von Arsen und das Geißlerrohrspektrum von Antimon. 1 87
Spektra des Arsens.
Das Bogenspektrum des Arsens ist, wie schon anfangs erwähnt
wurde, von Kayser und Runge vermittest eines Gitters von großer
Dispersion untersucht und ausgemessen worden. Alle Linien des-
selben kommen sowohl im Funken- als auch im Geißlerrohrspektrum
vor , oberhalb der Wellenlänge 3 1 20 gibt es keine Linien mehr.
Merkwürdig ist, daß sich, wie Kayser und Runge fanden, von den
38 Linien 20 in drei Reihen, die sich um konstante Schwingungs-
differenzen unterscheiden, anordnen lassen.
Das Funkenspektrum des Arsens tritt auf, wenn man den Funken
eines Induktionsstroms zwischen zwei Arsenelektroden überspringen
läßt. Ich benutzte sowohl bei den Aufnahmen des Funkenspektrums
als auch bei denen des Geißlerrohrspektrums ein Induktorium von
25 cm Schlagweite. Dazu hatte ich bei den Aufnahmen des Funken-
spektrums noch vier Leidener Flaschen eingeschaltet. Bei der
großen Lichtstärke des Gitters hatte ich so nicht mehr als 10 bis
13 Minuten zu einer Aufnahme nötig.
Das Funkenspektrum ist im großen und ganzen identisch mit
dem Geißlerrohrspektrum, nur treten bedeutend weniger Linien auf,
nämlich nur die stärksten des Geißlerrohrspektrums. Außerdem
besitzt es diesem Spektrum gegenüber noch den Nachteil, besonders
im blauen Teile sehr verschwommen zu sein und überhaupt sehr
stark verbreiterte Linien zu besitzen. Es eignet sich aus diesem
Grunde, zumal bei der geringen Dispersion des Gitters, äußerst
schlecht zum Messen. Ich konstatiere deshalb, nachdem ich die
Luftlinien eliminiert hatte, auch nur die Identität der übrigbleibenden
Linien mit den weit besser zu messenden des Geißlerrohrspektrums.
Im allgemeinen stimmen die von mir gefundenen Linien mit
den von Exner und Hascheck gemessenen überein; wenn hier
und dort einige andere auftreten, so liegt es wohl daran, daß
Exner und Hase heck als Elektroden eine Legierung brauchten,
während ich reines Arsen nahm.
Das Geißlerrohrspektrum hatten schon Hagenbach und
Konen durch Erhitzen von Arsenik in der Geißlerröhre photo-
graphiert. Ich versuchte deshalb mit diesem Material vollkommenere
Photographien zu bekommen.
Ich benutzte dazu das vorhererwähnte Induktorium unter Ein-
schaltung einer Funkenstrecke und einer oder mehrerer Leidener
Flaschen.
ISS
Herpertz.
Vor Beginn der Aufnahme wurden die Röhren mit As,O s ge-
füllt, durch starkes Erhitzen und Durchführen des Stromes möglichst
alles absorbierte Gas ausgetrieben und ausgepumpt und dann die
Röhre abgeschmolzen. Bei mäßigem Erhitzen und nicht zu starkem
Strom leuchtete die Röhre in grüner Farbe, und ich erhielt bei
zweistündiger Expositionszeit gute Photographien mit etwa 60 Linien.
Durch Verlängerung der Expositionszeit auf etwa fünf Stunden
stieg die Zahl der Linien nur auf ca. 100. Ich steigerte deshalb
die Stromstärke und erhitzte vor allem stärker. Dadurch wurde
der Druck in der Röhre so gesteigert, daß das Licht nur noch als
blendend weißer Faden durchging. Die Folge davon war, daß ich
zwar mehr Linien (etwa 200 — 300) auf die Platte bekam, aber so
stark verbreitert, daß diese Platten nicht zum Messen sehr geeignet
erschienen. Durch diese Erscheinung ist somit auch die Angabe
Ciamicians, bei Arsen trete keine Verbreiterung der Linien auf,
genügend widerlegt.
Ich ging nun dazu über, das Spektrum mittels metallischen
Arsens zu erzeugen, zumal da es Herrn Gerhadt in Bonn gelungen
war, Röhren aus böhmischem Glas herzustellen. Dieses Glas hält
bei einiger Vorsicht ein Erhitzen auf 400— 500 0 Celsius, wo Arsen
sublimiert, ganz gut aus und hat dazu noch den Vorteil, das Licht
bis zur Wellenlänge 2780 durchzulassen. Die Platinclektroden, die
bei Arsenik völlig genügt hatten, versagten bei Arsen, indem sie
schon nach kurzer Zeit ganz zerfressen waren und so die Röhre
undicht wurde. Ich versuchte es daher mit Aluminiumelektroden
und hatte auch hiermit gute Erfolge. Das immer wieder auf-
tretende Kohlenoxyd zwang mich sodann, die Röhre während der
Aufnahme an der Pumpe zu lassen. Ich konnte auf diese Weise
die Röhre so weit evakuiert erhalten, daß der Strom des Induk-
toriums durch die nicht erhitzte Röhre nicht mehr durchging. Die
Photographien, die ich unter diesen Bedingungen nach zwei- bis
zweieinhalbstündiger Expositionszeit gewann, entsprachen in jeder
Beziehung den Erwartungen.
Um auch die unter 2800 liegenden Linien zu bekommen, be-
nutzte ich Röhren mit Quarzfenster. Aber trotzdem ich den Ansatz
über 20 cm lang nahm, beschlug sich die Quarzplatte doch immer
wieder mit einem äußerst feinen Arsenspiegel, der so gut wie gar
kein Licht durchließ. Ich erhielt zwar die Hauptlinien nach äußerst
muhevollen Aufnahmen, indem ich mehrere Male auspumpen mußte,
um die Quarzplatte wieder zu reinigen. Deshalb kehrte ich schließlich
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Die Spektra von Arsen und das Geißierrohrspektrutn von Antimon. 189
wieder zu Arsenik zurück und hatte, trotzdem dasselbe schon bei
etwa 200 0 sublimiert, unter Anwendung aller Vorsichtsmaßregeln
bedeutend bessere Erfolge.
Das Spektrum von Arsen besitzt die stärksten und charakte-
ristischsten Linien im roten, grünen und ultravioletten Teil, dagegen
liegen bei weitem die meisten Linien von mittlerer Stärke im blauen
Teile. Die Struktur des Spektrums ist sehr markant und die
Gruppierung vieler Linien scheint gesetzmäßig zu sein. Die von
Kayser und Runge im Ultravioletten gefundenen Serien setzen
sich nicht in den sichtbaren Teil des Spektrums fort.
Wie schon Ciamician fand, tritt ohne Einschaltung einer
Kapazität oder Funkenstrecke, auch ein Bandenspektrum des Arsens
auf, aber bedeutend schwieriger als das Linienspektrum. Vor allem
muß die Röhre äußerst gut evakuiert sein, und dann ist es auch
noch immer sehr lichtschwach. Ich versuchte alles mögliche, um
die Lichtstärke zu erhöhen, indem ich die Stromstärke variierte und
die Formen der Röhre änderte, weite und enge Kapillaren oder
kugelförmige Röhren nahm, aber alles ohne Erfolg; als ich trotz-
dem eine Aufnahme machte, war nach vierstündiger Expositionszeit
die Platte kaum geschwärzt, außerdem sprangen die Röhren sehr
leicht, so daß ich zu dieser Aufnahme allein fünf Röhren gebrauchte.
Mit dem Spektroskop konnte ich drei schwache Banden im
Roten und Grünen auf kontinuierlichem Grund beobachten.
Bessere Resultate in bezug auf das Bandenspektrum hoffte ich
durch Absorption zu erhalten, zumal Lockyer schon früher ein
kanneliertes Absorptionsspektrum gesehen zu haben glaubte. Ich
ließ mir deshalb Kugeln aus böhmischem Glas blasen, dessen
Schmelzpunkt bei 900 0 liegt, während Arsen schon bei 450 0 unter
Atmosphärendruck sublimiert. Trotzdem ich nun diese vorher eva-
kuierte Kugel vermittelst eines Gebläses von oben und eines Bunsen-
brenners von unten erhitzte, scheint die erzeugte Dampfdichte nicht
genügend gewesen zu sein, denn weder im Spektroskop noch auf
der Photographie konnte ich irgend eine Absorption wahrnehmen.
Ein Flammenspektrum von Arsen scheint nicht zu existieren.
Zunächst verbrannte ich Arsen im Bunsenbrenner; das Spektrum,
welches dabei auftrat, war kontinuierlich. Dann versuchte ich es
mit der Knallgasflamme. Die Flamme hatte wie immer die charakte-
ristische fahlblaue Färbung und war so hell, daß ich sie sehr gut
photographieren konnte. Eine Aufnahme von 20 Minuten, und
noch mehr eine solche von anderthalbstündiger Dauer zeigten nur
Zeitachr. f. wUt. Phot. 4. l 4
Herpertz.
ein kontinuierliches Spektrum. Ich glaubte anfangs, der Grund für
dieses negative Verhalten liege darin, daß Arsen schon bei 200°
oxydiert wird, während erst bei 450 0 Arsendampf bestehen kann,
und so in der Flamme nicht das Arsen, sondern Arsentrioxyd
leuchte.
Um dieses zu untersuchen, stellte ich Arsenwasserstoff dar, der
ja schon bei einigermaßen hoher Temperatur in seine Bestandteile
zerfällt. Daß auch wirklich Arsendampf vorhanden ist, kann man
leicht daran ersehen, daß, wenn man einen kalten Gegenstand in
die Flamme von Arsenwasserstoff hält, dieser sich sofort mit Arsen
beschlägt.
Ich stellte zuerst Arsenwasserstoff im Marshschen Apparat
her; da aber die Flamme nicht hell und sehr inkonstant war, ließ
ich Wasserstoff über erhitztes metallisches Arsen strömen und ver-
brannte diesen in einem Gebläse. Auf diese Weise bekam ich ein
helles Licht, dessen Spektrum aber wieder kontinuierlich war.
Zuletzt machte ich noch den Versuch, gepulvertes metallisches
Arsen in Chlor zu verbrennen. Die Beobachtung war ziemlich
schwierig, da das Leuchten nur kurze Zeit andauerte, aber soviel
ich beurteilen konnte, war das Spektrum auch hier kontinuierlich.
Antimonspektrum.
Das Geißlerrohrspektrum des Antimons war wohl bis heute
noch nicht erzeugt worden, weil die Verdampfungstemperaturen der
Antimonverbindungen so hoch liegen. Nachdem mir die Hartglas-
röhren zur Verfügung standen, konnte ich dies eher versuchen.
Ich nahm der niedrigen Verdampfungstemperatur wegen Antimon-
trioxyd zur Füllung der Röhre. Aber trotzdem konnte ich mit
Hilfe zweier starker Bunsenbrenner gerade noch die Temperatur
zur Erzeugung des Spektrums im Vorderteile der Kapillare erzielen.
Dabei schlug sich das Antimontrioxyd sogleich an der Elektrode
nieder, so daß diese nach etwa 40 Minuten so weit herunter-
gewachsen war, daß die Kapillare verdeckt wurde. Das Licht der
Röhre war während der Aufnahme recht hell und besaß eine röt-
liche Farbe. Die Bedingungen waren dieselben wie bei den Arsen-
aufnahmen (zwei Leidener Flaschen und Funkenstrecke).
Die Aufnahme zeigte äußerst feine, scharfe Linien, und als
Verunreinigung eine Kohlenoxydbande, was wahrscheinlich daher
rührt, daß ich nur den vorderen Teil der Kapillare heiß genug
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Die Spektra von Arsen und das Geißlerrohrspektrum von Antimon. 191
halten konnte. Die von mir gefundenen Linien sind zum Teil von
Kayser und Runge im Bogen und von Exner und Hascheck
im Bogen und Funken gefunden worden; wenn noch einige bei mir
fehlen, so liegt dies wohl an der kurzen Expositionszeit.
Tabelle der Arsenlinien.
K = Kayser und Runge (Bogenspektrum), E m Exncr und Hascheck,
(B) m Bogen, (F) ■ Funken.
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4714.00
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22,62
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38-5'
2
24.5 1
3
59,82
2
26,12
3
63,62
8
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6
85.55
1
35.46
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08,20
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38.92
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87.27
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53-95
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1
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2
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3
2 doppelt
41.76
3
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3
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1
78,96
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1
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1
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2
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2
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1
57.23
2
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7
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1
76,67
1 doppelt
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7
82,32
3
81,58
1
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7
1
84.97
6
5205,43
5
1
85.70
5
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2 doppelt
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23.29
6
1
5731.9»
1
24.44
5
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3 ».53
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38,1.9
5
5820,05
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6
38.18
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2
75.56
1
94.42
I
85.67
2
5302.94
1
5903,6
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I g6 Herperts. DU Spektra von Arsen u. das Geißlcrrohrspektrum von Antimon.
Tabelle der Antimonlinien.
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Bemerkungen
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4
45.08
97.73
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Schaum und Schlotmann. Versuche mü Bromsilberkiestlgallerte. 197
/
I Bemerkungen
/
Bemerkungen
4
5558,00
68,22
S608,Q1
39.87
K.
5 6 44.54
0
1
4
1
1 unscharf
5701,53
Literatur.
Ditte, C. R. 78. p. 738—742- »87«.
Lockyer, Phil. Mag. (4) 49. p. 320—326. 1875.
Plücker und Hittorf, Phil. Trans. R. Soc. London 155. p. 1—29. t86s.
Volpicelli, C. R. 57. p. 571—574. 1863.
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Hartley, Trans. Dubl. Soc. (2) 7. p. 339 — 352. 1901; 1. p. 23t — 238. 1882.
— Phil. Trans. R. Soc. London I. p. 65— 75, 325— 342. 1884; 186. p. 161—212. 1894.
Kayser und Runge, Wieden». Ann. 52. p. 93 — 113. 1894.
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Exner u. Hascheck, Wellenlängentabellen der Dogenspektren I u. II. 1904.
Exncr u. Hascheck, Wellenlängen tabcllen der Funkenspektren I. u. II. 1902
Versuche mit Bromsilberkieselgallerte.
Von Karl Schaum und Eduard Schloemann.
Zu den am meisten umstrittenen Problemen der wissenschaft-
lichen Photographie gehören die Fragen nach der Natur des latenten
Bildes und nach dem Wesen der Solarisation. Während man früher
diese Erscheinungen meist an Gelatine-, bzw. Kollodiumemulsionen
studiert hat, sind neuerdings 1 ) auf Grund der Überlegung, daß die
organischen Bindemittel die Erscheinungen wesentlich komplizieren
können, Untersuchungen an bindemittelfreien Schichten angestellt
worden. Diese Versuche haben u. a. zu der wichtigen Erkenntnis
geführt, daß die Solarisation keineswegs, wie von mehreren Forschern
angenommen worden ist, auf Gerbung der Gelatine beruht, sondern
in einer eigenartigen Veränderung des Bromsilbers selbst ihre Ur-
sache hat. Ob hierbei (wie auch vielleicht bei gewissen Erscheinungen
am latenten Bild) die Zusammensetzung der umgebenden Gas-
( Kinjjejpitigcii
3. Juli 1906.)
198
Schaum und Schlocmann.
atmosphäre eine Rolle spielt, soll durch weitere Versuche ent-
schieden werden.
Bekanntlich läßt sich eine primär (d. h. gleich nach der Be-
lichtung) ausfixierte Platte durch silbersalzhaltigen Entwickler hervor-
rufen, und zwar ist das nach der Fixierung hinterbleibende latente
Bild nur unvollkommen oder nur sehr schwer durch Salpetersäure
zerstörbar. Es war öfter 8 ) die Vermutung ausgesprochen worden,
daß diese sehr beständige Substanz des latenten Bildes aus einer
organischen Silberverbindung bestehen könne. Um diese Annahme
zu prüfen, haben wir es unternommen, eine Bromsilberemulsion in
einem indifferenten anorganischen Bindemittel herzustellen und ent-
sprechenden Versuchen zugrunde zu legen. An bindemittelfreien
Schichten läßt sich natürlich diese Frage nicht entscheiden.
Angeregt durch eine Untersuchung vonC. A. Lobry de Bruyn, 5 )
haben wir die Versuche mit Bromsilberkieselsäureemulsion aus-
geführt. Dieser Forscher hat bei seinen Untersuchungen über den
physikalischen Zustand in Wasser unlöslicher Substanzen, die in
einer gelatinösen Masse gebildet werden, unter anderem eine Brom-
silberkieselgallerte auf folgende Weise hergestellt. Zwei Kolben
wurden mit je IO cem Natriumsilikat (d 1,09) + 10 cem Salpeter-
säure (d = 1,08) beschickt; die eine Mischung wurde mit 5 cem
1 / 10 « Silbernitratlösung und die andere mit 5 cem Vio** Kalium-
bromidlösung versetzt. Nach dem Mischen beider Teile erhielt
Lobry de Bruyn eine weiße milchige Emulsion, die in 2 — 3 Mi-
nuten gelatinierte; ihre Empfindlichkeit soll diejenige einer gereiften
Bromsilbergelatine übertroffen haben. Unsere Wiederholung dieses
Verfahrens ergab das Resultat, daß in den meisten Fällen die Er-
starrung der Kieselsäure früher eintritt, als erwünscht ist, so daß
auch bei sehr schnellem Arbeiten die Silberlösung nicht rechtzeitig
in die Bromierungsflüssigkeit eingetragen werden kann. Mehrere
Platten mit derselben Emulsion hintereinander zu gießen gelang
selten. Eine Abänderung des Verfahrens erschien uns um so
wünschenswerter, da die nach der Lobry de Bruynschen Angabe
hergestellte Emulsion große Mengen von Natriumnitrat enthält, die
sich nur schwer entfernen lassen, die Versuchsergebnisse aber
modifizieren können.
Herstellung der Bromsilberkieselgallerte. Wir haben es des-
halb vorgezogen, die Herstellung der Emulsion mit kolloidaler,
durch Dialyse möglichst gut gereinigter Kieselsäurelösung vor-
zunehmen. Wir stellten uns, da die möglichst von Elektrolyten
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Versuche mit Bromsilberkieselgallerte.
199
befreite Lösung sehr schnell erstarrt, zunächst eine nur annähernd
gereinigte Solution als Vorratslösung auf folgendem Wege her.
30 ccm Natriumsilikatlösung {d = 1,30) und 30 ccm reine konzen-
trierte Salzsäure wurden je für sich mit 120 ccm destilliertem Wasser
verdünnt und die Salzsäure unter Rühren in die Wasserglaslösung
gegossen. Das Gemisch wurde in zwei Portionen drei Tage lang
der Dialyse in fließendem Wasser unterworfen. Als Dialysator
diente ein Becherglas mit abgesprengtem Boden, das durch eine
mit Alkohol gereinigte Schweinsblase verschlossen war.
Wird die Dialyse nur so lange fortgesetzt, daß beim Zusatz
von Silbernitrat zum Kieselsäuresol noch eine schwache Opaleszenz
auftritt, so kann die Lösung mehrere Tage aufbewahrt werden,
ohne zu gelatinieren. Zur Herstellung der Bromsilberkieselgallerte
wurde ein Teil dieser Vorratslösung einer weiteren Dialyse unter-
worfen, bis Silbernitrat keine Opaleszenz mehr hervorruft. Eine derart
gereinigte Lösung ist jedoch noch keineswegs frei von Elektrolyten;
zwar hatte Graham 4 ) bei seinen klassischen Untersuchungen über
Diffusion, Kristalloide und Kolloide angenommen, daß durch Dialyse
ein völlig reines Kieselsäuresol erhalten werden könne; E. Jordis 5 )
zeigte jedoch, daß eine quantitative Reinigung des Kieselsäuresols
sowie des Gels kaum zu erreichen ist und spricht die Ansicht aus,
daß ohne Anwesenheit der „Solbildner" (der zur Herstellung ver-
wendeten Elektrolyte) überhaupt kein Solzustand möglich sei. Die
Schutzwirkung von Elektrolyten für den Solzustand war auch Graham
schon bekannt; in welcher Weise die von der Kieselsäure hart-
näckig festgehaltenen Elektrolytmengen gebunden sind, ist eine viel
besprochene Frage; während man früher meist an Absorption bzw.
Adsorption dachte, nimmt Jordis an, daß die Kieselsäure ent-
sprechend ihrem „amphoteren" Charakter (gleichzeitige Bildung von
H*-Ionen und von OH'-Ionen) sowohl Natrium wie auch Chlor gleich-
zeitig chemisch zu binden vermag.
Die Bereitung der Bromsilberemulsion mit Hilfe des möglichst
gereinigten Kieselsäuresols geschah nach folgendem Verfahren:
I II
35 ccm Kieselsäuresol 35 ccm Kieselsäuresol
5 ccm Bromkalium I : 10 2,5 ccm Silbernitrat 1 : 10
Lösung II wird aus einem Tropftrichter unter beständigem
Bewegen in Lösung I eingetragen. Es bildet sich eine äußerst
feinkörnige Emulsion, die >/i Stunde im Dunkeln stehen ge-
200
Schaum und Schlotmann.
lassen, durch Flanell filtriert und dann direkt auf Glasscheiben
gegossen wurde. Auf eine Platte 9 : 12 cm wurden 10 ccm der
Emulsion verwendet. Das vorhergehende Filtrieren ist notwendig,
um grobkörniges (nichtkolloidales) Bromsilber zurückzuhalten, welches
sonst bei der Entwicklung Schleier veranlaßt, da ihm ein genügend
starker schützender Überzug von Gel fehlt
Die zu präparierenden Platten befanden sich in lichtdicht ver-
schließbaren Pappschachteln, damit die langsam erstarrende Gallerte
in ihnen, ohne transportiert zu werden, gelatinieren kann. Längere
Zeit aufbewahrte fast reine Kieselsole gelatinieren nach der Brom-
silberfallung meist rasch; frisch bereitete bedürfen, besonders bei
tieferer Temperatur des Arbeitsraums. desAnimpfens mit Ammonium-
karbonat Die Erstarrung ist durchschnittlich in 4—6 Stunden be-
endigt; die Platten werden hierauf zur Entfernung des Kalium-
bromidüberschusses so lange gewässert, bis das Waschwasser sich
auf Zusatz von Silbernitrat nicht mehr trübt.
Beim Eintrocknen löst sich die Schicht unter teilweisem Briichig-
werden vom Glase ab; ein Überguß von Gelatine hindert nicht das
Zerspringen der Schicht Aus den leider nur sehr knappen An-
gaben Lobry de Bruyns muß man schließen, daß es diesem
Forscher gelungen ist, mit trockener Bromsilberkieselgallerte zu
arbeiten. So wünschenswert uns auch die Untersuchung der Empfind-
lichkeit trockener Schichten erschien, zumal in Hinsicht auf Lobry
de Bruyns Angabe, daß seine Bromsilberkieselgallerte eine höhere
Empfindlichkeit besessen habe, als gereifte Bromsilbergelatine, so
mußten wir doch angesichts zahlreicher ergebnisloser Versuche zur
Herstellung trockener Schichten darauf verzichten.
Wir entschlossen uns, mit den gelatinierten ausgewaschenen
und noch feuchten Schichten zu arbeiten, was zur Diskussion der
Frage nach der Natur des latenten Bildes und der Solarisation
ausreicht
Die Opazität der ausgewaschenen Platten ist geringer wie die-
jenige feuchter Gelatineplatten niedriger Empfindlichkeit. In durch-
fallendem Tageslicht betrachtet, zeigen die Schichten im allgemeinen
eine bläulichweiße Durchlaßfarbe. Durch andauernde Belichtung
mit Tageslicht erhalten sie eine grauschwarze Färbung.
Setzt man die Bromsilberkieselgallerte nach Art der Silberoxyd-
ammoniakmethode an, so wird die Emulsion im Tageslicht sehr
schnell schwarzviolett Weitere Untersuchungen mit derartiger
Emulsion haben wir nicht ausgeführt, weil die Anwesenheit des
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Versuche mit Bromsilöerküselgallerte.
201
Ammoniaks bei unseren Versuchen unerwünscht war, ferner aber
auch in unberechenbarer Weise befördernd auf die Erstarrungs-
geschwindigkeit des Sols einwirkt.
Sensi tarne tri e der feuchten Bromsilberkieselgallerte. Die Be-
lichtung der noch feuchten Platten geschah in einem Röhrensensito-
meter. Da es für sehr viele Versuche wünschenswert war, zwei
Platten völlig gleiche Expositionen zu erteilen, haben wir uns ein
Doppelröhrensensitometer angefertigt. Zwei Zinkblechdeckel wurden
mit je 16 kreisrunden, mit der Bohrmaschine hergestellten Öffnungen
versehen. Die Größe der Öffnungen wuchs von Feld zu Feld im
Verhältnis i : ]/2, betrug demnach (in absteigender Reihenfolge)
für die 16 Felder in Quadratmillimetern :
Die Durchmesser der einzelnen Löcher konnten auf ± 0,05 mm
genau ausgebohrt werden. Daß korrespondierende Öffnungen
höchstens eine Abweichung von ±0,025 mm besitzen, wurde bei
den größeren Löchern durch Innentaster, bei den kleineren durch
extra hergestellte Kaliberbolzen aus Messing kontrolliert. An der
Innenseite jedes der Deckel waren den 16 Öffnungen entsprechend
16 Röhren aus mattschwarzem Papier befestigt; diese wurden an
ihren unteren Enden durch eine dünne Zinkscheibe, welche 16 gleich
große Öffnungen trug, im richtigen Abstand gehalten. Diese be-
schriebene Vorrichtung läßt sich leicht mit einem lichtdichten Metall-
kasten und mit dem den Diaphragmen gegenüberliegenden Platten-
träger vereinigen.
Zunächst wurde eine Kieselsäureplatte gleichzeitig neben einer
V 2 Stunde in Wasser gequollenen Hauff-Diapositivplatte in unserem
Doppelsensitometer exponiert. Belichtet wurde im Abstand 1 m
von einem mit mehrfacher Lage Seidenpapier überzogenen Fenster.
Bei 3 Sekunden Belichtungsdauer waren nach völlig gleicher Ent-
wicklung beider Schichten das Feld 14 der Gelatineplatte und
Feld 3 der Kieselsäureplatte bis zum Schwellenwert belichtet. Die
Platten sind in der Weise untersucht worden, daß sie mit der Rück-
seite auf weißes Papier gelegt und in möglichst senkrechter Richtung
betrachtet wurden. Da die Blende des 3. Feldes 45 mal größer wie
diejenige des Feldes 14 ist, können wir also sagen, daß die feuchte
181
45.3
2,8
128
32.0
8,0
2,0
90,5
22,6
5-7
'.4
64,0
16,0
4,0
1.0
202
Schaum und Sckloemann.
Hauff-Diapositivplatte 45 mal empfindlicher ist als die feuchte Kiesel-
säureschicht.
Zur Hervorrufung benutzten wir den von J. M. Eder*) an-
gegebenen Normal-Eisen-Oxalat-Entwickler. Bei längerer Entwick-
lung neigt die Kieselsäureplatte zum Schleiern, besonders der an-
getrocknete Rand. Da Lobry de Bruyn keine Angaben gemacht
hat, in welcher Weise er seine Kieselsäureemulsion belichtete, scheint
es uns nicht ausgeschlossen, daß die von ihm gefundene auffallend
hohe Empfindlichkeit auf die Neigung der trockenen Schichten zur
Schleierbildung zurückzuführen ist.
Bei mikroskopischer Betrachtung erweist sich sowohl das Brom-
silber wie auch das Silberkorn im Kieselsäuregel als ein äußerst feines.
Versuche über Solarisation. Die Platten wurden I Stunde im
Abstand 1 m von dem mit Seidenpapier überzogenen Fenster im
Sensitometer belichtet; Feld 1 — 4 wurden bei dieser Exposition
direkt geschwärzt. Nach 8 Minuten langer Behandlung mit dem
Eisenentwickler wurde die Hervorrufung wegen Beginns der Schleier-
bildung unterbrochen. Nach dem Fixieren zeigten Feld 1—4 deut-
liche Umkehrung gegen den infolge Lichthofbildung etwas ge-
schwärzten Hintergrund; Feld 5—6 erschienen neutral, 7 — 12 über-
exponiert und 13 — 14 normal belichtet; Feld 16 war nicht sichtbar.
Diese Ergebnisse bilden einen neuen Beweis dafür, daß die Solari-
sation nicht auf Gerbung des Bindemittels (eine solche ist bei
Kieselgallerte ausgeschlossen), sondern auf eine Veränderung des
Bromsilbers selbst zurückzuführen ist Wir haben ferner festgestellt,
daß die Solarisation bei Kieselgallerte in gleicher Weise wie bei
Gelatine durch vorhergehende Behandlung mit Oxydationsmitteln, 7 )
z. B. mit Salpetersäure (d = 1,3) teilweise oder völlig — je nach
Einwirkungsdauer — aufgehoben wird, so daß man auf diesem
Wege aus Platten, die weit ins Gebiet der direkten Schwärzung
hinein belichtet waren, normale Negative erhalten kann.
Versuche über sekundäre Entwicklung und über die Natur des
latenten Bildes. Die im Röhrensensitometer 1 Stunde in 1 m Abstand
vom Fenster belichteten Platten wurden sofort nach der Exposition in
Natriumthiosulfat 1 : 5 fixiert; das gebildete Photobromid verschwand
völlig; die Platten wurden alsdann nach »/, stündigem Wässern in
Silbernitrat-Metol-Entwickler hervorgerufen. Nach Vi - */* Stunden
zeigten sich die ersten Bildspuren, nach 2 Stunden war die Ent-
wicklung beendet; die Felder 1 — 12 waren geschwärzt, darunter die
ersten 4 recht kräftig.
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Versuche mit Bromsübertieselgallerte.
203
Nunmehr wurden von gleichzeitig exponierten Plattenpaaren
je eine Platte nach primärer Fixierung direkt, die andere nach vor-
hergehender Behandlung mit Salpetersaure verschiedener Konzen-
tration sekundär entwickelt. Vor dem Salpetersäurebad müssen die
Platten gründlich 2 — 3 Stunden ausgewaschen werden, weil etwa
zurückbleibendes Thiosulfat sonst beim Säurezusatz Schwefel in der
Schicht abscheidet. Nach 2 stündiger sekundärer Entwicklung zeigten
die ohne Säurebad behandelten Platten im Mittel 1 1 Felder,
die 1 Stde. mitHNO,(^ = 1,2) „ „ „ „ 9 „
„ 1 „ „ HNO,(rf= 1,3) „ „ „ „ 6 „
Die Schwärzung war bei den in Salpetersäure gebadeten
Platten erheblich geringer, als bei den anderen.
J. M. Eder 8 ) ist bei seiner ausführlichen Untersuchung über
die „Natur des latenten Lichtbildes" zu der Ansicht gelangt, daß die
latente Bildsubstanz zum Teil aus Subbromiden von verschiedener
Beständigkeit gegen Thiosulfat und gegen Salpetersäure bestehe.
Wie schon oben angedeutet wurde, hat man den gegen HNO,
widerstandsfähigen Teil des nach primärer Fixierung hinterbleiben-
den entwicklungsfähigen Bildes öfter durch die Entstehung einer
organischen Silberverbindung erklären wollen. Nun erscheint bei
unseren Versuchen die Bildung einer Verbindung zwischen Silber
und Bindemittel (Kieselsäuregel) ausgeschlossen, 9 ) so daß für die
Bromsilberkieselgallerte die Ed ersehe Erklärung ohne Frage zutrifft;
nach diesem Befund liegt aber keine Veranlassung mehr vor, bei
Gelatine- oder Kollodiumemulsionen eine andere Interpretation der
Beständigkeit eines Teils des latenten Bildes zu geben.
Anmerkungen.
1) Karl Schaum, Bericht über den V. Internationalen Kongreß für angewandte
Chemie zu Berlin, Juni 1903. Bd. IT. S. 344—346. — Karl Schaum und
Wilhelm Braun, diese Zeitschr. I. 377—383. 1903. — Hermann Weiß,
Zcitschr. f. physika]. Chem. 54. 305 — 352. 1905.
2) Zuerst wohl von Hardwich; vgl. J. Stcrry, Eders Jahrb. 1899. 289.
3) Ree. trav. chim. Pays-Bas et Belgique 19. 236. 1900.
4) Lieb. Ann. 121. 1 — 77. 1862.
5) Zeitschr. f. Elektrochem. 11. 288; 835. 1905.
6) Vgl. Handbuch der Photographie, in. Teil. (5. Aufl.) 1903. S. 213.
7) Vgl. J. M. Eder, Handb. d. Photogr., III. Teil. (5. Aufl.) 1.(03. S. 827.
204
Uwe.
8) Sitzungsber. k. Akad. Wien. 114. IIa. Juli 1905; diese Zeitschr. HL 329
b » 353- »905.
9) Karl Schaum hatte (Phys. ZeiUchr. II. 552. 1901) die Möglichkeit in
Betracht gezogen, daß das Bindemittel an denjenigen Stellen, an denen das belichtete
Bromsilber sich befunden hat, durch Einwirkung von Halogen, von Zersetzungs-
produkten des Entwicklers bzw. des Thiosulfat* derart verändert werden könne, daß
es dort die Silberabscheidung aus dem Entwickler zu begünstigen vermöge. Diese
Interpretation erscheint bei den Kieselsäureschichten ebenfalls sehr wenig wahrscheinlich.
Marburg a. L., Physikalisches Institut.
(Eingegangen am 29. Juli 1906.)
Ein Meßmikroskop für Negative.
Von F. Löwe.
Mitteilung aus Carl ZeiÖ' optischer Werkstätte, Jena.
(Mit 2 Figuren.)
Bei der Ausmessung von Photographien physikalischer Er-
scheinungen, wie Spektren, Interferenzfiguren, ist häutig die Genauig-
keit von 1 — 2 f.i, die der Abbesche Komparator liefert, nicht
erforderlich oder infolge der Beschaffenheit des Negativs nicht
erreichbar. Andererseits ist durch Auflegen der Platte auf eine
Glasteilung und Schätzen der Zehntelintervalle eine bis auf 0,01 mm
genaue Messung selbst mit einer Lupe schwierig. Hier soll das
' Meßmikroskop für Negative (Fig. 1) eintreten. Es ist zur Messung
von Längen bis zu 20 mm mit einer Genauigkeit von 0,01 mm be-
stimmt und zunächst für Platten 6x9 cm oder 6 1 /, X 9 cm ein-
gerichtet; es kann aber auch für andere Formate verwendbar
gemacht werden.
Die Messung gründet sich auf die Verschiebung eines schwachen
Mikroskops, das nacheinander auf die Enden der zu messenden
Strecke eingestellt wird, in einer Schlittenfuhrung mittels einer
Schraube von genau 1 mm Steigung. Die Schraube wird durch
ein Handrädchen R gedreht, mit dem eine in roo Teile geteilte
Trommel T fest verbunden ist; ein Intervall der Trommelteilung ent-
spricht also einer Verschiebung des Mikroskopes um 0,01 mm. Die
ganzen Umdrehungen der Schraube, also die ganzen Millimeter,
werden an einer auf einem Backen der Schlittenführung befestigten
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205
Millimeterteilung S abgelesen. Dieses Oberteil des Mikroskops ist
mittels eines Zapfens Z in einer massiven Hülle H befestigt.
Der Unterbau des Mikroskops trägt einen festen Tisch Q, der
ein zentrales Loch von etwa 3 cm Durchmesser hat. Unter diesem
ist der bewegliche Beleuchtungsspiegel angebracht. Der Tisch ist
an seiner rechten und linken Seitenfläche so bearbeitet, daß diese
einem metallenen auf der Tischfläche gleitenden Rahmen P P als
3
Fig. 1. Flp. 2.
Führung dienen. Auf dem Rahmen wird die zu messende Platte
mit zwei Federn festgehalten, nachdem sie an die als Anlage
dienende Millimeterteilung 0 angeschoben ist. Der Rahmen kann
so senkrecht zur Schlittenführung verschoben werden und wird
mittels der Schraube N festgeklemmt Durch diese Verschiebung
des Rahmens wird z. B. der Vergleich gleicher Bezirke in über-
einander liegenden Spektren wesentlich erleichtert. Außer dieser
Millimeterteilung ist noch eine zweite {AI) dazu senkrecht auf der
Zeiucbr. f. wiu. Phot. 4. 'S
206
Referate.
Tischfläche selbst angebracht, die durch ein in den Rahmen ein-
gebrochenes Fenster mit Index abgelesen wird. Beide Teilungen
zusammen dienen als Koordinaten für das Wiederauffinden einer
Stelle auf der Platte.
Das soeben beschriebene Oberteil kann nach Losen der Schraube
K aus der Hülse H herausgezogen werden. Diese Einrichtung ist
getroffen worden, damit man das Mikroskopoberteil nach Bedarf an
einem Laboratoriumsstativ (s. Fig. 2) anbringen oder mit seinem
Zapfen in einen Reiter unserer optischen Bank stecken kann,
kurz, damit man es im Laboratorium für allgemeinere Zwecke ver-
wenden kann.
(Eingegangen am 3'- J^» «9<>6.)
H. A. Lorentz. Lehrbuch der Physik. Zum Gebrauche bei aka-
demischen Vorlesungen. Aus dem Holländischen übersetzt von
G. Siebert. Erster Band. Leipzig 1906. Joh. Ambr. Barth.
Die Übersetzung des Lehrbuchs der Physik des berühmten holländi-
schen Physikers H. A. Lorentz, die von G. Siebert vorgenommen ist,
wird in Deutschland allseitig mit Dank und Freude begrüßt werden.
Wie jede Arbeit von H. A. Lorentz, so ist auch diese Darstellung der
Elementarphysik, wenn in ihr auch nur Bekanntes gegeben wird, im
hohen Grade originell und interessant.
Nach dem Vorwort ist dieses Lehrbuch den Bedürfnissen der
Studierenden der Medizin angepaßt; was darüber hinausgeht, ist durch
kleineren Druck von dem übrigen unterschieden. Bei Durchsicht des
Buches wird man überrascht sein von der Fülle der Kenntnisse in
Physik, die hier von den Medizinern verlangt werden und wohl über
das hinausgehen, was in Deutschland von einem Mediziner erwartet
wird. Auch die Einteilung des Stoffes ist von der in ähnlichen Lehr-
büchern üblichen eine wesentlich abweichende. In dem vorliegenden
ersten Bande wird zunächst eine verhältnismäßig recht umfangreiche
mathematische Einleitung gegeben (62 Seiten), wobei auch kurz eine
Erklärung des Begrifls und der Berechnung sowie der Anwendung von
Differentialquotient und Integral geboten wird (nicht in kleinerem Druck!).
Die folgenden acht Kapitel enthalten dann ungefähr dasjenige, was
in andern Lehrbüchern als Mechanik und Wärme bezeichnet wird. Es
ist charakteristisch, daß diese Unterscheidung in diesem Buche keines-
wegs streng durchgeführt wird. So enthält z. B. schon das zweite
Kapitel mit der Überschrift „Arbeit und Energie" bereits die Ausdehnung
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Referate.
207
des Prinzips der Erhaltung der Energie auf die Wärme als Energieform,
wobei natürlich Begriffe wie Temperatur, Wärmemenge, spezifische
Wärme u. ä. schon eingehend erörtert werden, die man sonst erst beim
Kapitel „Wärme" zu finden gewohnt ist. Das dritte Kapitel bringt
dann erst die Mechanik starrer Körper, wobei aber am Schlüsse schon
Beispiele aus der Lehre vom Magnetismus gebracht werden, z. B. das
Coulomb sehe Gesetz und das erdmagnetische Feld.
Namentlich in den drei letzten Abschnitten, die im wesentlichen
der Wärmelehre gewidmet sind, wird erheblich mehr gebracht als in
den üblichen Lehrbüchern. Nicht nur, daß der Carnotsche Kreis-
prozeß und die zu seinem Verständnis nötigen Begriffe eingehend be-
sprochen werden, es wird besonders auch der Begriff der „freien Energie"
eingeführt und an zahlreichen Beispielen erläutert (und zwar im Haupt-
text, nicht etwa nur in dem kleingedruckten Nebentext).
Die eigenartige Anordnung des Stoffes tritt sehr deutlich in diesen
letzten Kapiteln entgegen. So werden im siebenten Kapitel, „Eigen-
schaften fester Körper", die elastischen Eigenschaften und gleich darauf
die thermische Ausdehnung besprochen; im achten Kapitel ebenso bei
Flüssigkeiten.
Das letzte Kapitel bringt vieles, was in Deutschland wohl selten
von einem Mediziner verlangt werden dürfte, z. B. die Formel
d ~i — I. r—— \ t »freie Energie der Grenzfläche zwischen einer Flüssig-
keit und einem festen Körper", Einfluß der Krümmung einer Flüssig-
keitsoberfläche auf die Dampfspannung.
Die Darstellung ist stets klar und äußerst originell und interessant,
so daß auch der Fachmann das Buch mit Interesse lesen wird. Es ist
wohl vergleichbar mit den Vorlesungen von Helmholtz, in denen ja
auch bereits bekanntes oft von einem ganz eigenartigen originellen
Standpunkt, mit Ausblicken auf andere Gebiete, Andeutungen auf Ver-
allgemeinerungen usw. gebracht wird. Man darf mit Spannung dem
Erscheinen des zweiten Bandes entgegensehen. F. A. Schulze.
Konfrom« and AuNNtelliinjcen.
The Royal Photographic Society ofGreatBritain.
51. Jahresausstellung unter dem Patronat des Königs und der Königin.
20. September bis 27. Oktober 1906,
New Gallery, 1 2 1 Regent Street, London W.
Prospekte über die Ausstellung, welche u. a. auch die wissenschaftliche
Photographie umfaßt, sowie Anmeldeformulare können von der Redaktion
dieser Zeitschrift bezogen werden.
2 e Exposition des Arts et Industries de la Photographie
en 1907 sous les auspices de la Chambre Svndicale des Fabricants et
Negociants de la Photographie. President: Vallois. Adr.: 54, nie
Etienne Marcel, Paris.
15'
208
Referate.
Die „Allgemeine Photographische Ausstellung Berlin 1906"
ist im Preußischen Abgeordnetenhaus am 1 5. Juli eröffnet worden. Die
Ausstellung wird veranstaltet von dem „Verein zur Förderung der Photo-
graphie E.V." (begründet 1869 von H.W.Vogel). Vorsitzender: Ritt-
meister a. D. Kiesling.
HlttelluBgen aas der Teehalk.
A. und L. Lumiere, Lyon. Prospekt über neue Auskopier- und
Entwicklungspapiere „Takis".
Arno Haak, Glastechnische Werkstätte, Jena. Illustrierte Preisliste.
Louis Müller-Unkel, Braunschweig. Illustrierte Liste über
Geißler-, Braun- und Röntgenröhren, lichtelektrische Apparate etc.
E. Mauck & Co., Berlin SW 47. Prospekt über Ernemann- und
Goerzapparate.
The Foote Mineral Company. 13 17 Arch St Philadelphia, Pa.,
U.S.A. Katalog über Mineralien.
Leppin & Masche, Berlin SO. Prospekt über physikalische und
chemische Schulapparate. — Berichte über Apparate und Anlagen.
Spinder & Hoyer, Göttingen. Preisliste XIII über Mikroskope.
Dr. Siebert & Kühn, Cassel. Preisverzeichnis über Thermo-
meter, thermelektrische und optische Pyrometer etc.
Gebr. Muencke, Berlin NW 6. Nachträge zum Hauptkatalog
über chemische Apparate u. a.
Dr. R. Krügener, Frankfurt a. M. Mitteilung über Sektoren-
verschlüsse. — Prospekt und Katalog über die Minimum-Delta-Kameras.
Am 5. Juli verschied zu Berlin ganz unerwartet
Paul Drude.
Mit ihm ist ein Mensch von edelstem Charakter und ein
Forscher von höchster Begabung dahingegangen, der
durch seine Arbeiten die theoretische wie die experi-
mentelle Physik aufs erfolgreichste gefördert hat und durch
seine Werke unser aller Lehrmeister geworden ist. Seiner
Mitarbeit durfte sich auch unsere Zeitschrift erfreuen.
Ehre sei seinem Andenken!
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
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Zelffdirift für wiüenichciMiche Photographie,
PhotophyHk und Photodiemie
IV. Band. 1906. Heft 7.
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
Von Christian Keller.
(Mit 3 Figuren.)
L GeBchichtlicher Bückblick.
Die Astrophysik setzt bei der Bestimmung der Geschwindigkeit
der Fixsterne voraus, daß die Spcktrallinien konstante Wellenlänge
haben. Da diese Bestimmungen keinen Wert haben, wenn sich die
Voraussetzung als irrig erweist, ist es immer das Bestreben der
Spektroskopiker gewesen, über die Frage, ob Verschiebungen der
Spektrallinien vorkommen, Klarheit zu schaffen. Dabei hat sich
ergeben, daß die Bogenlinien konstant sind, wenn der Bogen unter
Atmosphärendruck erzeugt wird, und daß sie nur dann verschoben
sind, wenn der Bogen unter mehreren Atmosphären brennt. Während
also in bezug auf die Bogenlinien die Forschung zu einem ab-
schließenden Resultate gelangt ist, ist die Frage, ob die Funken-
linien dasselbe Verhalten zeigen, bis heute noch nicht entschieden.
Immer wieder ist die Behauptung aufgestellt worden, die Wellen-
längen der Funkenlinien seien variabel, freilich nicht, ohne daß
dieser Behauptung auch widersprochen worden wäre.
Die ersten, welche die Veränderlichkeit der Wellenlängen der
Linien im Funkenspektrum behaupten, sind Kxner und Haschek; ')
sie glauben des öftern die Erfahrung gemacht zu haben, daß die-
selben verschoben seien. Sie nehmen an, daß diese Verschiebung
analog sei der durch Druck im Bogen hervorgerufenen, und glauben
aus den Verschiebungen den Druck, der im Funken herrsche, be-
rechnen zu können. So finden sie, daß der Druck in der Funken-
bahn etwa 14 Atmosphären betrage.
Eder und Valenta wenden sich in einer Abhandlung: 3 ) „Über
das Funkenspektrum des Ca und Li, seine Verbreiterungs- und
Umkehrungserscheinungen" gegen die Behauptung von Exner und
Haschek, daß die umgekehrten Linien des Funkens mit denselben,
Z*iuehr. f. wiu. Phot. «. l6
2IO
Keller.
aber nicht umgekehrten Linien des Funkens nicht koinzidierten.
Die Autoren besprechen eingehend die Verbreitern ngs- und Um-
kehrungserscheinungen und zeigen an der Hand ausgezeichneter
Photographien, 3 ) auf denen die umgekehrten und nicht umgekehrten
Ca-Linien unmittelbar übereinander stehen, daß die von Exner
und Haschek behauptete Linienverschiebung nur in einer falschen
Deutung der einseitigen Verbreiterung der Linien bestehe.
Mittlerweile hatten Haschek und Mache*) den Versuch ge-
macht, den Druck im Funken experimentell zu bestimmen. Die
Werte, die sie gefunden hatten, stimmten mit den früher berechneten
nicht iiberein, waren vielmehr beträchtlich größer. Hieraus zog
Haschek den Schluß, 5 ) daß der Druck die Spektrallinien im Funken
anders beeinflusse wie im Bogen. Um diesen Schluß zu prüfen,
schlägt Haschek ein Verfahren ein, das höchst „bedenklich" er-
scheint.") Er vergleicht die von ihm und Exner bestimmten
Wellenlängen einer Reihe von Funkenlinien verschiedener Elemente
mit den Wellenlängen, welche Rowland für dieselben Linien im
Bogen gefunden hatte. Dabei ergeben sich für die Funkcnlinien
im allgemeinen größere Werte, also eine Verschiebung nach Rot.
Wäre die Verschiebung durch Druck hervorgebracht — und das
nimmt Haschek an — und die Wirkung des Druckes im Funken
analog der im Bogen, so hätten, da die Spektra nahezu unter
gleichen Bedingungen erzeugt waren, wenigstens für dasselbe Ele-
ment die berechneten Drucke gleich sein müssen. Das war nun
aber keineswegs der Fall, und außerdem ergab sich, daß Linien,
die unter demselben Druck im Bogen gleiche Verschiebungen
haben, Verschiebungen im Funken zeigen, die sich verhalten wie
i : 2 und umgekehrt. Haschek sieht in allem eine Bestätigung
seiner Vermutung und will nun nach Bedingungen suchen, die eine
Verschiebung der Funkenlinien hervorbringen. So stellt er zunächst
Untersuchungen an, ob die Dichte des vorhandenen Dampfes eine
Verschiebung hervorbringen könne, und in der Tat, Haschek
findet, «laß der Partialdruck einen Einfluß auf die Wellenlänge hat,
daß mit wachsender Dichte ein Wachsen der Verschiebung statt-
findet; und zwar konstatiert Haschek das nicht bloß beim Funken,
sondern auch beim liogen. Nun ist aber durch Kayser 7 ) und
Humphreys und Möhler 8 ) experimentell zweifellos festgestellt,
daß durch die Dichte des leuchtenden Dampfes im Bogen eine
Verschiebung nicht hervorgerufen wird. Schon deshalb kann man
Hascheks Beobachtungen nicht gerade mit großem Vertrauen auf-
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Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien. 2 1 1
nehmen, wenn man sie nicht überhaupt als Selbsttäuschung an-
sehen muß.
Aus den experimentellen Untersuchungen von Haschek und
Mache 0 ) hatte sich ergeben, daß der Druck in der Funkenbahn
sich änderte, je nach der Beschaffenheit der Elektroden, je nach
Natur und Druck des umgebenden Gases und der eingeschalteten
Kapazität. Alle diese Bedingungen müssen, so schließt Haschek,
nun auch eine Änderung der Wellenlänge hervorbringen.
Möhler will gefunden haben, 10 ) daß bei einem durch einen
Induktionsapparat erzeugten Funken die Verschiebungen kleiner
seien, als bei einem durch Hochspannungstransformator erzeugten.
Daraus sollte sich dann ergeben, daß die Verschiebung abhängig
sei von der bei der Erzeugung des Funkens verwandten Energie.
Haschek findet, daß bei einem Induktorium mit Hammerunter-
brecher die Verschiebungen größer seien, als bei einem solchen mit
Wehnelt-Unterbrecher, und daß bei ersterem die Verschiebungen
nahezu die gleichen seien wie beim Hochspannungstransformator.
Da man sich bei Haschek nirgends des Verdachtes entschlagen
kann, daß er unsymmetrische Verbreiterung als Verschiebung mißt
und die Messungen Möhlers auch keineswegs einwandfrei sind, 11 )
so können alle diese Resultate nicht überzeugen.
Bei einer späteren Untersuchung ,!S ) glaubt Haschek gefunden
zu haben, daß die Zn-Linien X = 3282, 3302, 4680, 4722 im
Funken um 0,03 bis 0,16 A. E. gegen die entsprechenden Bogen-
linien verschoben seien.
Gegen diese Beobachtung wenden sich nun wieder Ed er und
Valenta. 13 ) Sie erzeugen die Funken durch ein Induktorium mit
Hammerunterbrecher und suchen die Expositionsdauer auf das
Minimum zu beschränken, damit die Intensitätsmaxima bei den
Spcktrallinien deutlich hervortreten sollten. Die Autoren nehmen
Legierungen von Zn und Pb von verschiedenprozentiger Zusammen-
setzung und studierten wieder den Einfluß des l'artialdruckes auf
die Linien. Sie weisen darauf hin, daß bei einer Legierung mit
geringem Zn-Gehalt die Funkenlinien scharf erscheinen; wenn der
Zn-Gehalt größer wird, werden die Linien immer mehr verbreitert,
und es sei, so heißt es, selbstverständlich, daß, wenn man jedes-
mal die Mitte der verbreiterten Linie messen würde, man Ver-
schiebungen bekomme, die mit wachsendem Zn-Gehalt, also mit
wachsendem Partialdruck, größer würden. Sie finden nicht bloß bei
allen Legierungen, sondern auch bei reinem Zn völlige Koinzidenz
16«
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212
Keller.
der Bogen- und Funkcnlinien. Diese Arbeit zeigt von neuem, daß
Haschek einseitige Verbreiterung als Verschiebung mißt.
Inzwischen waren nun an der Verkes- Stern warte die Resultate
Hascheks geprüft worden von John und Kent. 14 ) Man hatte
Bogen- und Funkenlinien auf dieselbe Platte photographiert und
gefunden, daß Verschiebungen der Funkenlinien tatsächlich vor-
handen seien, daß sie aber für Ti — man wählte dieses Metall zur
Untersuchung, weil Haschek für eine große Anzahl von Ti-Linien
Verschiebungen angegeben hatte bis zu 0,1 A.E. — bedeutend kleiner
seien, als Haschek behauptet hatte, und 0,036 A.E. nicht überstiegen.
Kent widmet dem Gegenstand weitere Aufmerksamkeit und
stellt eine größere Untersuchung 15 ) an über die Bedingungen, welche
die Verschiebungen herbeiführen und ändern sollen. Kr arbeitet
mit einem Rowlandschen Konkavgitter von 10 Fuß Krümmungs-
radius und 15000 Linien per inch. Die Funken werden durch
Hochspannungsstrom erzeugt und gehen über zwischen Stücken von
„Titancarbid" (tS5'7„ Ti, 15% Q* Das Ergebnis seiner Untersuchungen
glaubt Kent dahin zusammenfassen zu können: Daß es Ver-
schicbungen gebe — sie betrugen im Maximum ungefähr 0,06 A.E. — ,
sei über jeden Zweifel bewiesen; bei wachsender Kapazität, Ein-
schaltung einer zweiten Funkenstrecke oder eines Widerstandes in
den primären Stromkreis nehme die Verschiebung zu — freilich
nicht unbegrenzt — , Selbstinduktion und Widerstaud im sekundären
Stromkreis könnten die Verschiebung aufheben. Außerdem werde
dieselbe eine andere, je nach der Stelle der Funkenstrecke, welche
das Gitter belichtet; ein auf die Funkenstrecke gerichteter starker
Luftstrom soll sie vergrößern.
Im Gegensatz zu Kent findet dann Middlekauf, 1<J ) daß Ka-
pazität und Selbstinduktion nicht die von Kent behauptete Wirkung
hervorbrächten. Middlekauf arbeitet mit einem Gitter von
2i 1 / 2 Fuß Krümmungsradius und 20000 Linien per inch.; auch er
erzeugt die Funken durch Hochspannun<;stransformator, photo-
graphiert Bogen und Funken bei Einschaltung von großer Kapazität
und den Funken für sich mit und ohne Zwischenschaltung von
Selbstinduktion auf dieselbe Platte und findet weder in dem einen
noch im andern Falle eine Verschiebung. Der Autor betont, daß
er nur Platten gemessen, die kurze Zeit exponiert waren und das
Maximum der Intensität deutlich erkennen ließen. Hauptsächlich
hat er sich mit Fe beschäftigt, aber auch die Versuche Kents mit
Ti wiederholt und auch hier keine Verschiebung gefunden.
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Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien .
Kent hatte schon eine neue Untersuchung aufgenommen, 17 )
um zu genauen und abschließenden Resultaten zu kommen. Hier-
bei steht ihm ein Gitter von 21 Fuß Krümmungsradius und
15000 Linien per inch. zur Verfügung, er benutzt dieses Mal nur
die zweite Ordnung — bei der ersten Untersuchung hatte er in
der ersten Ordnung photographiert. Die Erzeugungsweise des
Funkens ist dieselbe wie früher. Die Stromquelle für den Bogen
bildet Wechselstrom von 12 Ampere. Gestützt auf eine Reihe von
Versuchen, die unter Aufwand enormer Mittel ausgeführt wurden,
findet Kent die Resultate seiner früheren Arbeit „qualitativ und
bis zu gewissem Grade auch quantitativ" bestätigt. Er faßt die
Ergebnisse dieser Untersuchung in folgende Sätze zusammen: Unter
gewissen Bedingungen, nämlich wenn in den sekundären Stromkreis
keine Selbstinduktion und kein Widerstand eingeschaltet ist, große
Kapazität oder eine lange zweite Funkenstrecke zwischengeschaltet
ist, die Elektroden einen großen Prozentgehalt von Metall enthalten,
der Teil des Funkens, der nahe den Elektroden liegt, das Spektrum
liefert, so sind die Wellenlängen entsprechender Linien im Funken
größer als im Bogen. Wenn die zur Erzeugung des Funkens ver-
wandte Energie wächst, werden die Unterschiede größer; die Wirkung
des Luftstromes auf die Funkenstrecke ist dieselbe wie früher. Den
Einfluß der einzelnen Bedingungen hat Kent an den Ti-Linien
* = 39 1 3 und 39°° studiert; er stellt bei denselben Verschiebungen
fest bis zu 0,038 A. E., bei Zn bis zu 0,102 A. E., bei Eisen er-
geben sich weit geringere Verschiebungen, „but they are neverthe-
less present". Das reiche Beobachtungs- und Zahlenmaterial, welches
Kent anführt, wirkt bestechend; aber bei genauerer Prüfung erweisen
sich auch seine Beobachtungen nicht als einwandsfrei 18 ) und ver-
mögen, wie wir später sehen werden, von der Existenz der Linien-
verschiebungen nicht zu überzeugen. Wegen der Wichtigkeit des
Gegenstandes erschien es wünschenswert, daß die Versuche wieder-
holt würden. Dieser Arbeit habe ich mich denn auf eine Anregung
von Herrn Prof. Kayser hin unterzogen.
Meine Aufgabe war es also zunächst, Funken- und Bogen-
Spektrum bei den Elementen miteinander zu vergleichen, bei welchen
Kent Verschiebungen gefunden hat: Titan, Eisen, Zink. Ich wandte
naturgemäß den Linien meine besondere Aufmerksamkeit zu, für
welche nach Kent die Verschiebungen am größten sein sollen.
Dabei konnte ich dann gleichzeitig die Resultate von Eder und
Valenta und Middlekauf prüfen. Ferner habe ich noch einige
r
213
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214
andere Elemente in den Kreis meiner Untersuchung gezogen: Blei,
Zinn, Kadmium, Aluminium — Kiemente, von denen feststeht, daß
ihre Spcktrallinien bei größerem Druck im Bogen sich leicht ver-
schieben — , weil eben die Ansicht nahe liegt, daß ihre Funken-
linien auch leichter zu einer Verschiebung hinneigen.
II. Experimentelle Ausführung.
Wenn es sich wie im vorliegenden Falle um die Konstatierung
kleiner Verschiebungen handelt von einigen Tausendstel einer Ang-
ström-Einheit, so sind für die experimentelle Ausführung drei Um-
stände besonders zu beachten.
1. Um mechanische Verschiebungen zu vermeiden, müssen die
zu vergleichenden Spektra gleichzeitig photographiert werden. Da
der Bogen kürzere Expositionszeit erfordert, wird seine Aufnahme
während der Aufnahme des Funkens, in der Mitte derselben, zu
erfolgen haben.
2. Die Linien müssen, namentlich bei unscharfen oder einseitig
verbreiterten Linien, in möglichst scharfe Spitzen auslaufen, da diese
dem Intensitätsmaximum entsprechen. Die Spitzen müssen sich zu-
gekehrt sein und möglichst nahe aneinander kommen. Diese Be-
dingungen lassen sich durch die Eigenschaft des Konkavgitters,
astigmatische Bilder zu liefern, leicht erfüllen. Blendet man bei der
Belichtung etwa die Hälfte des Spaltes ab, so erstreckt sich auf der
Photographie die Linie auch auf den der abgeblendeten Hälfte ent-
sprechenden Teil und verläuft mit abnehmender Intensität in eine
feine Spitze. Das habe ich in folgender Weise benutzt. Der Funken
wurde dicht vor dem Spalt erzeugt, und zwar meist am untern
Rande des Spaltes, so daß die Elektroden horizontal einander
gegenüberstanden. Wegen des Astigmatismus liefert er nicht punkt-
förmige Spektrallinien, sondern solche, die in eine Spitze auslaufen.
Dicht hinter dem Funken wurde eine Blende angebracht, welche
das von dem weiter entfernt aufgestellten Bogen kommende, mit
einer Linse auf den Spalt projizierte Licht zum Teil abblendete.
Durch höhere oder tiefere Einstellung der Blende ließ es sich
erreichen, daß die Spektrallinien in der gewünschten Weise über-
einanderfielen. Dabei machte sich manchmal ein Umstand störend
bemerkbar: Ich wählte mit Absicht keine gar zu spitz auslaufenden
Elektroden beim Funken; da nun bei solchen die Funkenbahn
nicht dieselbe bleibt, der Funken an verschiedenen Stellen uber-
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Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien. 2 I 5
geht, so fielen hier und da die Spitzen der Spektrallinien eben auf-
einander. Wenn dann die Blende nur ein wenig höher eingestellt
wurde — bei unveränderter Stellung der Elektroden — , so fielen
die Spitzen wieder zu weit auseinander, um einen Vergleich der
Stellung der Spektrallinien noch zu ermöglichen. Wo solche Linien,
die sich mit den äußersten Spitzen deckten, gemessen wurden, habe
ich mit besonderer Sorgfalt darauf geachtet, daß nicht der gemein-
same Teil bei der Messung berücksichtigt wurde. Bei der so ge-
gebenen Anordnung ließ sich auch am besten die unter 1 auf-
gestellte Forderung erfüllen, ohne daß an der ganzen Aufstellung
auch nur etwas geändert zu werden brauchte. Vielleicht ein Um-
stand aber könnte sie als zur Nachprüfung der von Kent ge-
wonnenen Resultate ungeeignet erscheinen lassen. Nach ihm sollten
die Verschiebungen dann am größten sein, wenn der den Elek-
troden zunächst liegende Teil das Gitter belichtet. Projiziert man
nun den Funken mit einer Linse auf den Spalt, so läßt sich diese
Bedingung mit größerer Genauigkeit oder doch wenigstens bequemer
erreichen, als wenn der Funken unmittelbar vor dem Spalt über-
geht, zumal wenn die Funkenstrecke sehr kurz ist. Wenn man
dann aber den Spalt selbst durch eine Glas- bezw. Quarzplatte
schützt — ich habe nur solche Aufnahmen bei der Messung be-
rücksichtigt, bei welchen diese Anordnung getroffen war — , so
kann man mit der Funkenstrecke beliebig nahe an die Glasplatte
herangehen und auch jetzt das Gitter durch bestimmte Teile der
Funkenstrecke belichten. Ich suchte es dann natürlich so ein-
zurichten, daß Licht von den Elektroden auf das Gitter fiel. Zudem
zeigte sich schon bald, daß bei der für den Funken angewandten
Expositionszeit nur die Linien stärkster Intensität auf der Platte zu
sehen waren, wenn die Mitte der Funkenstrecke gerade vor dem
Spalte stand. Sobald ich also auch Linien geringerer Intensität auf
der Platte hatte, konnte ich gewiß sein, daß Licht von dem an
einer Elektrode gelegenen Teil der Funkenstrecke auf das Gitter
gefallen war.
3. Als dritter und vielleicht wichtigster Punkt kommt die ab-
solute Parallelität des Spaltes und der Gitterfurchen in Betracht.
Da jeder Punkt des Spaltes durch das Gitter als Linie dargestellt
wird, ist jede Spektrallinie durch die Übereinanderlagerung aller
dieser Einzellinien gebildet. In Figur 1 ist eine Spektrallinie dar-
gestellt, die in dieser Weise entstanden ist, für den Fall, daß
Furchen und Spalt nicht parallel stehen. Dreht man den Spalt in
2l6
der Richtung des Pfeils, so dreht sich jede Fartiallinie um ihren
Mittelpunkt, und schließlich, wenn Spalt und Gitter furchen parallel
stehen, fallen sie in eine Richtung, etwa AB, zusammen. Dabei zeigt
sich, da Ii die Spitzen der Linie bei schlechter Justierung nicht den
Spitzen bei vollkommener Parallelität von Furchen und Spalt ent-
spricht Wenn man nun bei schlechter Justierung zwei Linien
entwirft durch die obere und untere Hälfte, indem man die Mitte
das Spaltes verdeckt, so erhält man etwa das Bild 2. Drehen wir
jetzt den Spalt nach der entgegengesetzten Seite über die richtige
Stellung hinaus, so ergibt sich etwa Bild 3. In beiden Fällen sind
Figur I.
Figur
Figur 3.
In den Figuren ist <lie Wirkung, einer besseren Anschauung halber,
stark übertrieben gezeichnet.
also die einander zugekehrten Spitzen gegeneinander verschoben,
und zwar für die beiden Stellungen des Spaltes nach entgegen-
gesetzten Seiten. Nehmen wir nun an, in Figur 2 sei die obere
Linie eine solche des Funkens, die untere eine solche des Bogens,
links liege Rot, rechts Violett, so erschiene die Funkenlinie gegen
die Bogenlinie nach rechts, also nach Violett verschoben. Erzeugt
man jetzt die Funkenlinie unten, die Bogenlinie oben, so scheint
erstere nach Rot verschoben zu sein. Aus diesen F>örterungen
geht hervor, wie wichtig es ist, genau darauf zu achten, datf Furchen
und Spalt genau parallel stehen, wenn man wirkliche Verschiebungen
konstatieren will. Wenn nun der Spalt nur mehr wenig von der
parallelen Lage abweicht, so kann man das an den Spektrallinien
j by Google^
Über die angebliche Verschielumg der Funkenlinien. 21 7
selbst nur schwer oder garnicht erkennen, besonders wenn die
Linien an sich unscharf oder einseitig verbreitert sind. Dann kann
man sich von dem Vorhandensein von Torsion nur so überzeugen,
daß man die Mitte des Spaltes verdeckt und nun durch dieselbe
Lichtquelle zwei Linien übereinander erzeugt. Fallen die Spitzen
genau übereinander, so ist die richtige Stellung erreicht; wenn
nicht, muß man den Spalt in entsprechender Richtung drehen, bis
die Spitzen übereinander liegen. So also hatte man eine Methode, *•)
den Spalt genau den Furchen parallel zu justieren. In den meisten
Fällen wird man ja damit rechnen können, daß die richtige Ein-
stellung erreicht ist, wenn die Bogenlinien auf den Platten recht
scharf aussehen; daß man sich dabei aber täuschen, daß auch dann
noch Torsion vorhanden sein kann, wenn die Linien schon recht
scharf erscheinen, werde ich unten an einem Beispiel zeigen.
Bei allen meinen Aufnahmen habe ich mich eines Rowland-
schen Konkavgitters von 6,6 m Krümmungsradius und 16000 Linien
per inch. bedient, und zwar habe ich wie Kent in II. Ordnung
photographiert. Die Aufstellung des Gitters 80 ) ist so stabil, daß
eine Erschütterung durch vorüberrasselnde Wagen usw. als aus-
geschlossen betrachtet werden darf.
Als Stromquelle diente zur Erzeugung des Bogens der Gleich-
strom einer Akkumulatorenbatterie. Die Stromstärke betrug durch-
schnittlich io Ampere. Beim Funken wurden nur solche Verhält-
nisse gewählt, die für Verschiebungen möglichst günstig sein sollten:
Große Energie, große Kapazität, kleiner Widerstand und keine
Selbstinduktion im sekundären Stromkreis. So diente zur Erzeugung
des Funkens der Sekundarstrom eines von Klingelfuß erbauten
großen Induktionsapparates, der bei einer Stromstärke von 16 Am-
pere im Primärstrom Funken von etwa 90 cm Länge liefert. Um
in der Wirkung einem durch Hochspannungstransformator erzeugten
Funken nahe zu kommen, wurde als Primärstrom Wechselstrom
angewandt, der bei einer Wechselzahl von 33 pro Sek. 5 Ampere
Stromstärke hat. In den sekundären Stromkreis waren 12 Leidener
Flaschen eingeschaltet mit je 0,0027 Mikrofarads, so daß ich also
mit einer Kapazität von 0,030 Mikrof. arbeitete. Die Entladung
wurde dadurch so stark kondensiert, daß bei einem Elektrodenabstand
von etwa I l j 3 mm eben noch Funken übergingen. Der Leitungs-
draht im sekundären Stromkreis ist Kupferdraht von I l /j mm Dicke,
bietet also einen äußerst geringen Widerstand dar. Die Elektroden
bestanden — abgesehen von etwaigen Verunreinigungen — aus
218 Keller
reinem Metall, so daß die Dichte des leuchtenden Dampfes mög-
lichst groß sein mußte. Die Expositionszeiten waren kurz, sie
variierten je nach dem Spektralbezirlc und den einzelnen Metallen
beim Bogen zwischen l f t und iV 2 Minuten, beim Funken zwischen
5 und 15 Minuten. Die benutzten Platten waren die Schleußner-
schen Gelatine-Emulsionsplatten; zum Entwickeln wurde Glycin-Ent-
wickler, zum Fixieren Natriumthiosulfatlösung verwandt.
Mit den mir zu Gebote stehenden Mitteln glaubte ich im Sinne
Hascheks und Kents die Bedingungen für Verschiebungen so
günstig wie möglich gestaltet zu haben und hoffen zu dürfen, bei
den Linien wenigstens Verschiebungen zu finden, für die jene eine
große Veränderlichkeit der Wellenlangen beobachtet haben wollen.
m. Meßmethode
Zur Messung bediente ich mich der nach Angaben von
H. Kayser u ) konstruierten Teilmaschine. Ich brachte die Platte
so auf den Schlitten unter das Mikroskop, daß das Gesichtsfeld zur
Hälfte von den Bogen-, zur Hälfte von den Funkenlinien ausgefüllt
wurde. Dann verdeckte ich die Funkenlinien mit einem Streiten
Papier und suchte die Fäden parallel den Bogenlinien zu stellen;
die Einstellung mußte naturgemäß sehr sorgfältig sein; ich wählte
zur Einstellung immer recht scharfe Bogenlinien und überzeugte
mich jedesmal durch mehrmaliges Hin- und Herbewegen des
Schlittens, das Linien und Fäden genau parallel waren. Dann
stellte ich auf die Linie, die ich gerade messen wollte, abwechselnd
von rechts und links ein, je 4 bis 6 mal, immer die Stellungen des
Mikrometerkopfes markierend. Dann stellte ich auf dieselbe Linie
im Funkenspektrum, abwechselnd von rechts und links kommend,
je 4 bis 6 mal ein, indem ich dabei die Bogenlinie verdeckte. Bei
diesen Einstellungen benutzte ich ein Fadenpaar, wenn beide Linien
einfach waren, einen einzelnen Faden, wenn sie beide umgekehrt
oder die eine umgekehrt, die andere einfach war. Aus den ein-
zelnen Einstellungen wurde ein Mittelwert für die Stellung jeder der
beiden Linien gefunden, die ich also miteinander vergleichen konnte.
Dann veränderte ich die Lage der Platte, und von neuem wurden
dieselben Einstellungen gemacht wie vorhin. Bei jeder Linie habe
ich so durchschnittlich 4 voneinander unabhängige Messungen ge-
macht und jedesmal die Differenz der Einstellungen bestimmt Ver-
schiebungen mußten sich dadurch kundgeben, daß zwischen den
Digitized by Google
219
Einstellungen der Hogenlinien und denen der entsprechenden
Funkenlinien bezw. ihren Mittelwerten Differenzen auftraten, die
oberhalb der Fehlergrenze lagen; sollten die Linien koinzidieren, so
durften die Mittelwerte nur um Größen voneinander abweichen, die
innerhalb der Fehlergrenze lagen. Diese beträgt im vorliegenden
Falle wenige Tausendstel einer Angström-Einheit. In den Tabellen
finden sich unter A X in einer ersten Kolonne die sich ergebenden
Unterschiede der Mittelwerte der Einzeleinstellungen, also die Ver-
schiebungen der Funkenlinien gegen die Bogenlinicn, in einer
zweiten die Mittelwerte dieser Einzelwerte, in einer dritten endlich
sind Messungen Kents angeführt. Dabei sind die Verschiebungen
in Tausendstel A. E. angegeben.
IV. Resultate.
Auf keiner Platte und bei keiner Linie habe ich eine Ver-
schiebung konstatieren können. Wenn ich die Linien durch eine
Lupe betrachte, so scheinen die Spitzen genau übereinander zu
liegen. Die Messung ergibt in keinem Falle eine Verschiebung, die
nicht innerhalb der Fehlergrenze läge. Zudem sind die gemessenen
Differenzen teils positiv, teils negativ, d. h. die scheinbaren Ver-
schiebungen liegen bald nach Rot, bald nach Violett, sind also nur
Messungsfehler. Ich möchte aber betonen, daß ich bei einseitig
verbreiterten Linien, insofern die Spitzen nicht genügend scharf
waren, mit besonderer Sorgfalt auf das Intensitätsmaximum ein-
gestellt habe. Die Linien, für welche Kcnt Verschiebungen angibt,
habe ich alle gemessen, soweit sie bei meinen Aufnahmen im
Bogen und Funken gemeinsam sind. Außerdem habe ich noch
einige Linien verglichen, welche Kent nicht berücksichtigt hat. Bei
den übrigen Elementen habe ich mich mit einer Auswahl von
Linien begnügt und nur solche gemessen, die nicht durch Un-
scharfe ein genaues Einstellen unmöglich machten. Die Wellen-
längen sind angenähert nach den Tabellen von Exner und Haschek
bestimmt.
Bedeutung der Abkürzungen.
e = einfach, u = umgekehrt, s = scharf, z = ziemlich, unsch. =
unscharf, v = verbreitert, v. n. r. (v) unsymmetrisch nach Rot,
(Violett) verbreitert, s. v. symmetrisch verbreitert.
+ bedeutet Verschiebung der Funkenlinie nach Rot, — solche
nach Violett.
I
2 20
Keilet.
i. Titan.
Wellenlänge
i ^
4848,<.J
4844,13
4830,25
Uurakteristik
«Irr
Bogenlinien )r unkenlinicn
4822,1;
4540,79
4544,88
4534.'5
4533.4»
4468,65
c. s.
e, >,
c. s.
f. s.
e. s.
c. s.
e. s.
e. s.
V. s.
C. s.
Hilst Ii.
uns.h.
un>ch.
c. 7. s.
v. n. r.
e. s.
v. n. r.
e. s.
v. n. r.
v. n. v.!
S. V.
— <
- 2
I + 2
I
+ 5
- 7
+ 3
+ 4
4- 2
- 7
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- 3
i>
- 1
o
-h 3
- 1
+ 1
- 4
- 3
o
+ 2
O
- 3
- 4
+ 2
+ 3
- 1
0
0
4- 8
+ 1
o
" 3
- <>
Ja
Eigene Messung
II
+ 2,0
- 5.2
- 5,0
+ 1.2
I
4-
+ 5
- 2
- 1
- 7
- 6
o
- 8
+ 5
Kents
Messung
+ «5
+ «5
+- 3*'
- 2,7 + 20
+ «>,2
- ',7 + 7
- 0,2 + 13
4- «
4-2,0
- ',2
- 2!
Digitized by Google
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien. 221
Wellenlänge
i -
4337,48
43'3-'2
3^92,55
3987.75
3982,63
3958,39
395 f ',5<>
3948,87
3913,58
Charakteristik
der
Rogenlinien I Funkenlinicn
Ji
Eigene Messung ' KenU
I 1 1 Messung
3904.99
3900,68
c. s.
e. s.
11.
e. s.
e. s.
e. s.
c. s.
c. s.
e. s.
e. s.
e. s.
e. s.
c. 8.
e. s.
c. s.
e. s.
u.
e. >.
v. n. r.
e. <-.
v. n. r.
+ 3
+ 5
- 5
+ 3
o
o
o
- 2
+ 7
+ 1
- 3
- 2
o
+ 2
+ 8
o
o
- 1
+ 3
+ 2
o
- 1
- 2
+ 1
- 4
- t
o
o
al - .
O
- 3
- 7
b) o
- 4
- 1
+ 1
o
- 3
- 2
o
&\ - 4
- 4
o
- 3
+ 1.7
+ 0,7
+ ',2
+ 2,5
+ 0.5
" °,5
- 2,7
- 1,0
- 1.2
»7-3^
iy-38
■I
t
1
;
1 •
Digitized by Google
22 2
Kella
Wellenlänge
30OO.6S
3234,68
3235.0
3236.28
3237,5
3236.7 «
3242'5
Charakteristik
der
Bogenlinien Funkenlinien
JA
Ligeue Messung
I 1 II
e. s.
v. n. r.
J_
b)- .
- 1
+ 4
- 2
+ 1
- 2
+ 2
+ 2
+ 1
+ 1
- 1
o
n
(i
+ 2
4- 2
- I
+ 2
- 2
+ >
Keuts
Messung
+ 0,2
+ 1,7
+ ',7
+ 0.3
Als Elektroden benutzte ich Metallstückchcn, die nach Moissan
im Kohlebogen geschmolzen und von Schuchardt in Görlitz ge-
liefert waren. Die Linien X 3900 und 3913 habe ich auf zwei ver-
schiedenen Platten gemessen, bei denen beim Funken die Ex-
positionszeit das eine Mal 12, das andere Mal 7 Minuten betrug.
Die Messungen b beziehen sich auf die kürzer exponierte Platte,
die Messungen a auf die langer exponierte. Die Linien X = 3236,28
und 3236,71 scheinen identisch zu sein mit den Linien X 3236 und
3237, die Kent angenähert angibt.
2. Zink.
Wellenlänge
l ^
47^2, 2(.
Charakteristik
ja
J.-r
Eigen»
- Messung
Bogenlinien Kunkonlinien
T
•I
e. s. v. v. 11. r.
i- '-5
-r l
■f- 3
4- 2
e. «. v. v. n. r.
+ 2
- >
+ 1
+ 2
Kenls
Messung
Digitized by Google
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
223
Wellenlänge
l =
Charakteristik
der
Bogcnlinien 1 Funkenlinien
AI
liigenc Messung
II
Ki- als
Messung
c. s.
3072,19
3035.93
c. s v.
e. s. v.
v. n. r.
v. n. r.
-t- t>,.j
- 0,2
+ o,8
- 2
o
+ 3
+ 3
+ 3
- 3
+ 1
- 2
+ 3
+ 1
o
n
o
Die Linien X = 3075, 3072 und 3035 sind in der dritten
Ordnung gemessen. Alle Linien sind mit Ausnahme von X = 3075
im Funken unsymmetrisch nach rot verbreitert. Bei der Linie
X = 3035 ist auf einer Platte besonders deutlich zu sehen, wie die
Spitze der symmetrisch verbreiterten Bogenlinie auf den Rand der
unsymmetrisch verbreiterten Funkenlinie fallt Es ist also klar,
daß hier der Rand der Funkenlinie der Mitte der Bogenlinie ent-
spricht. Dasselbe tritt bei allen Linien hervor, wenn auch nicht so
deutlich wie bei A 3035. Auf den Platten sind eine Reihe scharfer
Bogenlinien vorhanden, ein Umstand, der mir gerade hier bei der
Messung besonders zustatten kam, indem ich die Parallelität zwischen
Fäden und Linien sehr genau erreichen und entsprechende Resultate
bekommen konnte. Auf die stark verbreiterte Linie X 4722, die
nach Violett hin nicht einen so scharfen Rand hat wie die übrigen
Linien, habe ich mittelst eines weiteren Fadenpaares einstellen
müssen, um das Maximum der Intensität deutlich erkennen zu
können. Die Linie X 4810, für welche Kent Verschiebungen bis
zu 0,102 A. E. gefunden haben will, ist im Funken und im Bogen
umgekehrt. Aber im Funken ist die Umkehr, entsprechend der
unsymmetrischen Verbreiterung, ebenfalls unsymmetrisch; der Rand
nach Violett hin fehlt völlig, an der Stelle, wo wir bei einer ge-
wöhnlichen Umkehrung den hellen Streifen haben, ist hier eine
schwache Schattierung, von der sich der Rand nach Rot hin deut-
lich abhebt. Fallt man diesen Rand als das Intensitätsmaximum
auf einer nach beiden Seiten verbreiterten Linie, so kann man nur
zu leicht die Auffassung einer Verschiebung gewinnen. Messen läßt
224
Kaller.
sich an solchen Linien aber nichts, weil eben die Einstellung auf
die Funkenlinie eine willkürliche werden müßte. Da aber, unter
der Lupe gesehen, die Mitte der symmetrisch umgekehrten Bogen-
linie mit dem der wirklichen Wellenlänge entsprechenden, schwach
schattierten Teil der Funkenlinie zusammenfällt, kann auch hier von
einer Verschiebung nicht die Rede sein.
3. Eisen.
Wellenlänge
i =
Charakteristik
der
Bogenlinien 1 Funkenlinien
Eigene Messung
I II
Kents
3899,89
u.
u.
*
- 4
0
- 2
+ 1
1
- 1.2
•
>
3898,16
u.
u.
- 2
0
- I
+ 2
— 0,2
3841,19
u.
e. s.
0
0
— 1
+ 4
+ 0,1
+ 8
384<>,58
u.
e. s.
0
-*
— 2
0
0
- 0.5
3834.37
«.
e. s.
+ 5
- 1
0
- 2 .
+ 0,7
+ 1
3827.9t>
u.
e. s.
0
- 1
+ 2
+ 4
+ 1,2
+ 6
3* «5,97
u.
>\ s.
+ 2
+ 2
+ 3
- 3
1
+ 10
3799,68
e. s.
e. s.
- 4
+ 3
0
+ 2
+ 0,2
+ 3
3795,13
r. s.
1
e. s.
1
+ 1
. _ ■>
- 3
+ 1
- ».7
+ 3
Digitized by Google
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
22$
Wellenlange
X =
Charakteristik
der
Bogenlinien j Funkenlinien
AX
Eigene Messung
I | II
Kents
Messung
3 7° 7,34
u.
e. s.
+ 1
+ 1
0
0
3763,93
u.
c. s.
— 1
0
+ 1
0
0
3758,36
u.
e. s.
+ 6
0
0
+ 1
+ ',7
+ s
Die gefundenen Werte dürften wohl geeignet sein, die Be-
hauptung Middlekaufs voll und ganz zu rechtfertigen, daß Kapa-
zität keine Verschiebung hervorbringt. Ich möchte hier hervorheben,
daß auch die Funkenlinien des Eisens im allgemeinen sehr scharf
sind, schärfer als es die Funkenlinien sonst wohl sind.
4. Blei.
Wellenlänge
Charakteristik
der
AX
Bogenlinien
Fonkenlinicn
I
II
4058,00
u.
e. s.
— 2
+ 5
0
- 4
- 2
3639.72
u.
u.
- 2
0
+ 2
- 2
- o.S
3672.95
u.
11.
0
0
+ 3
0
+ o,7
3740,20
u.
e. s.
- 1
0
0
0
- 0,2
Z^tschr. t will Pboi. 4. I 7
226
Keller.
5. Zinn.
Charakteristik
Wellenlänge
der
AI
X -
Bogenlinien
Funkonünion
I
11 —
i330,8o
u.
- ~_
e. s.
+ 1
-
- J.5
— 2
O
3262.^0
u.
e. 8.
- 1
+ 1.0
— 2
+ 3
+ 4
3<>34,*5
u.
e. s.
+ 5
+ «.5
- 4
+ 2
+ 3
3«»9,33
u.
e. s.
+ 7
+ i,7
- 2
- 3
I +51
Bei den Zinnlinien ist unter der Lupe besonders gut zu sehen,
daß die Spitzen der Funkenlinien in die Mitte der umgekehrten
Hogenlinien hineinfallen, also offenbar keine Verschiebung vorhanden
ist, wie ja die Messung bestätigt.
6. Kadmium.
Wellenlänge
Charakteristik
der
AI
l =
Hogenlinien
Funkcnlinien
I
II
3610,72
u.
n.
0
0
- 4
+ 1
-0,7
3466,37
u.
u.
0
- 3
- 3
+ 5
- 0.2
3403,86
•
u.
u.
- 1
0
— 2
+ 1
- 0,5
Die nicht umgekehrten Cd-Linien sind alle sehr unscharf; aus
diesem Grunde habe ich die auf meinen Platten vorhandenen Linien
X 3613 und 3467, die auch bei den Spektren gemeinsam sind, nicht
gemessen.
Digitized by Google
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
227
7. Aluminium.
Wellenlänge
Charakteristik
der
Bogenlinien I Funkenlinien I
II
3092,89
unsymmetrisch unsymmetrisch j — 5
doppelt doppelt + 2
umgekehrt umgekehrt + 1
2
- 6
Die unsymmetrische Umkehrung der AI-Linie zeigt sich hier
im Funken und Bogen dadurch an, daß die dunkle Linie in der
heilen Mitte nach Rot hin liegt. Die beiden Linien gehen haar-
scharf ineinander über. Die Linie 3082,30 ist im Bogen auch
unsymmetrisch umgekehrt, dagegen im Funken symmetrisch, und
dieser Umstand könnte uns bei oberflächlicher Betrachtung eine
Verschiebung vortäuschen, wenn uns nicht die Erscheinung bei der
benachbarten Linie zur Vorsicht bei der Beurteilung mahnte.
Bevor ich eine Verallgemeinerung der gewonnenen Ergebnisse
vornehmen darf, werde ich die mit ihnen im Widerspruch stehenden
Beobachtungen Kents zu prüfen und zu untersuchen haben, ob
und inwieweit sich dieselben auf Irrtümer des Autors gründen
können. Auf die Beobachtungen Hascheks brauche ich deshalb
nicht einzugehen, weil einerseits Kent nachgewiesen, daß die Ver-
schiebungen keinesfalls so groß sind, wie jener behauptet, anderseits
Haschek schon durch Eder und Valenta, Kayser und Hum-
phreys und Möhler widerlegt sein dürfte. Sicher aber muß man
Hascheks Resultate als auf Selbsttäuschung beruhend ansehen,
wenn sich dies von den Beobachtungen Kents erweist.
Bei meiner Prüfung der von Kent gewonnenen Resultate kann
ich mich im wesentlichen an die Einwände halten, welche von
Kayser **) erhoben worden sind. Ich habe sie nur weiter zu be-
gründen und im einzelnen auf ihre Berechtigung zu prüfen.
Kayser wirft zuerst die Frage auf, ob nicht ein Teil der Re-
sultate auf unzureichende Justierung zurückzuführen sei. Kent sagt
nämlich, daß er Spalt und Gitterfurchen durch ein Lot parallel
gestellt habe. Er Photographien bei seinen Aufnahmen zuerst den
Bogen, dann den Funken, dann wieder den Bogen, und zwar an
V. Prüfung der Resultate Kents.
228
Keller.
derselben Stelle wie zuerst, und findet dann, daß die Bogenlinie im
allgemeinen unscharf sei. Unscharf erscheinen die Bogenlinien auch,
wenn Gitterfurchen und Spalt nicht genau parallel stehen. Bei den
Funkenlinien macht sich ein solcher Einfluß der Torsion weniger
bemerkbar, weil sie ja an und für sich unschärfer sind. Weiter
oben habe ich eingehend darüber gesprochen, wie durch mangel-
hafte Justierung sehr leicht eine Verschiebung vorgetäuscht werden
kann. In der Tat habe ich einmal bei meinen Aufnahmen Ver-
schiebungen erhalten, welche nur so hervorgerufen sein konnten.
Für den größten Teil der Ti-Linien und die Zn-Linien hatte ich
schon die Koinzidenz von Funken- und Bogenlinien bekommen;
dann hatte ich für den Spektralbezirk l 3200—3800 bereits so weit
justiert, daß die Bogenlinien des Eisens scharf waren und ohne
weiteres nicht mehr auf das Vorhandensein von Torsion schließen
ließen. Nun machte ich eine Aufnahme von Blei, Bogen- und
Funkenspektrum auf dieselbe Platte und sah unter der Lupe deutlich
alle Funkenlinien nach Rot verschoben. Angesichts der schon ge-
wonnenen Ergebnisse war dieses Resultat natürlich auffallend. Um
mich darüber zu vergewissern, ob ich es mit einer wirklichen Ver-
schiebung zu tun hätte, belichtete ich im Gegensatz zu der zuerst
angewandten Anordnung den unteren Teil des Spaltes durch den
Funken, den oberen durch den Bogen und erhielt jetzt eine Ver-
schiebung der Funkenlinien nach Violett. Die Justierung konnte
also noch nicht vollkommen sein. Ich vollführte eine kleine Drehung
des Spaltes und machte jetzt eine Aufnahme des Eisenbogens, in-
dem ich die Mitte des Spaltes verdeckte; die einander zugekehrten
Spitzen der in der Mitte getrennten Linien standen genau über-
einander, Torsion war also nicht mehr vorhanden. Als jetzt wieder
eine Blei- Aufnahme gemacht wurde, war die Verschiebung völlig
verschwunden. Nach Kents Ausführungen dürfte es höchst unwahr-
scheinlich sein, daß er eine genaue Parallelstellung von Spalt und
Furchen erreicht hat — darauf deuten ja schon die unscharfen
Bogenlinien hin. Mit Sicherheit kann man es natürlich nicht be-
haupten, weil die Kopien seiner Aufnahmen uns hier im Stiche
lassen. Jedenfalls besteht der begründete Verdacht, daß die Justierung
Kents nicht hinreichend genau ist
Aber auch wenn dieses Bedenken nicht bestände, so lassen
sich außerdem eine Reihe von Gesichtspunkten finden, die es höchst
zweifelhaft erscheinen lassen, ob Kent seine Photographien richtig
deutet. Zunächst wäre zu konstatieren, daß die bei der ersten
Digitized by Google
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
229
Arbeit gefundenen Verschiebungen beträchtlich größer sind als bei
der zweiten. Hier ergibt sich im Maximum für X 3900 : A X =
0,038 A. E., dort JA — 0,58 A. E. Doch könnte das ja dadurch
bedingt sein, daß Kent im zweiten Falle genauer mißt. Aber sehen
wir zu, was es für Linien sind, für welche Kent Verschiebungen
findet. In den allermeisten Fällen sind es einseitig verbreiterte
Linien. Ab einzige Ausnahme kann ich die Ti-Linie X = 4533
finden, die auf meinen Aufnahmen scharf erscheint, während die
daneben liegende X 4534 einseitig verbreitert ist. Die von Kent
gefundene Verschiebung ist bei der scharfen Linie größer als bei
der verbreiterten. Aber das ist nur eine Ausnahme und ich urteile
nur nach meinen Aufnahmen. Höchst seltsam ist es, daß Kent
bei nach Violett verbreiterten Linien auch eine Verschiebung nach
Violett findet. X = 4443 ist eine solche nach Violett verbreiterte
Linie. Die in der ersten Arbeit für sie gefundenen Verschiebungen
sind: — 0,015 und — 0,029; in der zweiten sind sie als wesentlich
kleiner angegeben, aber als „Mittel zweier Messungen" ergibt sich
auch hier — 0,005 A. E. Und mit solchen Größen glaubt ja Kent
bei Eisen noch Verschiebungen nachweisen zu können. Also, so
scheint doch zu folgen, einseitig nach Rot verbreiterte Funkenlinien
sind nach Rot, einseitig nach Violett verbreiterte Linien sind nach
Violett verschoben. Daß Kent die unsymmetrische Verbreiterung
nicht erkannt haben soll, liegt mir fern zu behaupten, bezeichnet
er doch die Linien X 390O und 3913 ausdrücklich als „enhanced,
diffuse and unsymmetrical broadened". Ob er aber in allen Fällen
richtig deutet, erscheint mir zweifelhaft. Und da ist es besonders
ein Umstand, der Mißtrauen hervorrufen muß, der, daß er bei Zn
für X 4810 einmal eine Verschiebung von 0,1 A. E. findet. Ich
habe die Linie oben genau charakterisiert, so wie sie sich auf
meinen Platten darbietet Kayser sagt, 8 *) daß er bei Mg und Ca
in Fällen, wo solche unsymmetrische Umkehr aufgetreten sei, den
Rand als Intensitätsmaximum irrtümlicherweise gemessen und Unter-
schiede gegen die Messungen Rowlands bekommen habe, welche
über 0,1 A. E. hinausgingen. Danach scheint es sehr wahrscheinlich,
daß Kent im vorliegenden Fall auch den Rand mißt, wenigstens
ist es sehr auffällig, daß es gerade eine Linie von dem beschriebenen
Aussehen ist, welche diese große Verschiebung haben soll.
Gehen wir nunmehr auf die Bedingungen ein, welche einen
Einfluß auf die Verschiebungen haben sollen. Da wird zunächst
behauptet, daß die Verschiebung wachse mit der bei der Erzeugung
Keller.
des Funkens verbrauchten Energie. Die Zahlen, die Kent anfuhrt,
um diese Behauptung zu stützen, sind aber nichts weniger als be-
weisend. Als Mittel der Verschiebungen findet er bei drei Ver-
suchen, bei welchen unter sonst gleichen Bedingungen — nach der
Haupttabelle zu schließen — 180, 388, 928 Watt verbraucht werden:
A X = 0,023; °»°37; 0,033 A. E. Dazu bemerkt er selbst: „It may
be remarked that set 3 shows less shifts than set 2; but the diffe-
rence is very small and moreover the disruptiveness in the later
case may have been greater." Darauf erwidert Kayser: Man
müsse bei 3 eine Verschiebung von 50 bis 60 Tausendstel einer
A. E. annehmen, die Abweichung sei also keineswegs so gering
und durch Einführung der „disruptiveness" verlören alle bis dahin
ausgesprochenen Regeln ihren Boden. In der Tat ist ja durch die
„disruptiveness", von denen wir nicht wissen, was sie sind und wie
sie wirken sollen, gar nichts erklärt. Der Widerspruch läßt sich
nicht wegdiskutieren und nicht durch Einführung neuer Worte auf-
klären.
Weiter soll dann die Verschiebung wachsen mit der Größe
der Kapazität, der Einschaltung einer Funkenstrecke und deren
Lange, abnehmen, wenn man Selbstinduktion oder einen Wider-
stand in den sekundären Stromkreis einschaltet. Die ersten Be-
dingungen bringen, das steht fest, eine Vergrößerung der un-
symmetrischen Verbreiterung hervor, die letzteren, welche die Ver-
schiebungen verringern sollen, machen, das ist ebenso bekannt, die
Linien scharf. Wendet also Kent Bedingungen an, welche die
Linie verbreitern, so findet er Verschiebungen; arbeitet er unter
Bedingungen, welche die Linien ohne die Verbreiterungserscheinungen
zeigen, so findet er keine oder kleinere Verschiebungen. Nun wäre
es ja immerhin denkbar, daß die Strombedingungen in solcher
Weise auf die Verschiebungen wirkten, aber was auch gegen diese
Resultate wieder mißtrauisch macht, ist, daß Kent auch einen Ein-
fluß der Dichte, des Partialdruckes, konstatiert haben will. Unter
sonst nahezu gleichen Bedingungen rindet er bei Titankarbid von
der Zusammensetzung 85 °/ 0 Ti, 1 5% C Verschiebungen bis zu
0,020 A. E., bei einer Legierung von 2O°/ 0 Ti und So a / 0 Fe nur
solche bis zu 0,002 A. E., also Koinzidenz. Im ersten Falle ist die
Linie wieder als „diffus", im letzten als scharf bezeichnet. Wiederum
verweise ich hier auf die Untersuchungen von Ed er und Valenta,
Kayser und Humphreys und Möhler. Und wenn die Behauptung
Kents richtig wäre, so hätte ich schon deshalb Verschiebungen
Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
231
bekommen müssen, weil meine Elektroden aus reinem Metall be-
standen, die Dichte des leuchtenden Dampfes also so groß wie
möglich war. Wenn irgendwo, so scheint mir hier ein Irrtum vor-
zuliegen.
Nun wird behauptet, daß Linien, die im Funken und Bogen
umgekehrt seien, nicht verschoben erschienen. Sollte das nicht
daran liegen, daß man bei solchen Linien nicht im Zweifel sein
kann, wo man einstellen muß, wenigstens nicht, wenn die Umkehrung
symmetrisch ist? Und daß Kent bei Fe keine so großen Ver-
schiebungen findet, ließ sich dadurch erklären, daß auch die Fe-
Linien im Funken scharf sind und keine Verbreiterung zeigen.
Gegenüber Eder und Valenta und Middlekauf wendet
Kent ein, daß sie den mittleren Teil des Funkens photographiert
und vielleicht deshalb keine Verschiebung bekommen hätten. Da
ich nun das Spektrum der an den Elektroden liegenden Teile ent-
worfen und auch keine Verschiebung habe konstatieren können,
dürfte dieser Einwand nicht durchschlagend sein. Außerdem sucht
Kent die Resultate jener Forscher dadurch zu erklären, daß er
annimmt, sie hätten in den Leitungsdrähten im sekundären Strom-
kreis einen zu großen Widerstand gehabt. Aber als Wirkung eines
solchen wird doch auch von Kent angeführt, daß die Funkenlinie
scharf wird. Eder und Valenta sowohl wie Middlekauf sprechen
aber fortwährend von einseitig verbreiterten Linien. Jedenfalls kann
also der Widerstand in ihrer Leitung nicht so groß gewesen sein
als der, durch welchen Kent seine Verschiebungen aufgehoben
findet.
So komme ich zu dem Schlüsse, daß weder durch die Be-
obachtungen Hascheks noch durch die Kents die Existenz von
Linienverschiebungen im Funkenspektrum nachgewiesen ist, daß
dagegen das von Eder und Valenta und Middlekauf gewonnene
Resultat, wonach Bogen- und Funkenlinie koinzidieren , sich be-
stätigt hat. Da nun außerdem jetzt feststehen dürfte, daß auch bei
den Elementen, deren Spektrallinien im Bogen durch Druck leicht
beeinflußt werden, die Funkenlinien nicht verschoben sind, so darf
es allgemein als erwiesen gelten, daß die Wellenlängen der Spektral-
linien im Funken ebenso als konstant angeschen werden können,
wenn der Funken bei Atmosphärendruck erzeugt wird, wie die der
Linien im Bogenspektrum.
232 Keller. Über die angebliche Verschiebung der Funkenlinien.
Die vorliegende Arbeit verdankt ihre Entstehung einer An-
regung von Herrn Prof. Kayser. Es ist mir eine angenehme
Pflicht, auch an dieser Stelle meinem hochverehrten Herrn Lehrer
für das Interesse, mit dem er den Fortgang der Arbeit begleitet,
und die liebenswürdige Unterstützung, die er mir durch Rat und
Tat angedeihen ließ, meinen verbindlichsten üank auszusprechen.
Anmerkungen.
1) Über die ultravioletten Funkenspektren der Elemente. Wien. Ber. 104*.
IIa. 1 127— 1 150.
2) Wien. Denkschritt 1898.
3) auch Kayter, Handbuch der Spektroskopie. II. Tafel III.
4) Wien. Ber. 1898 und Astrophysik»! Journal 9. 347.
5) Wien. Ber. 110. IIa. 866—871: Spektroskopische Studien.
6) Kayser, Handbuch der Spektroskopie. II. § 218.
7) Handbuch der Spektroskopie. II. § 218.
8) Astrophys. Journ. 8. 114— 137.
9) loc. cit
10) Astrophys. Journ. 10. 202: The pressure in the spark.
11) Handbuch der Spektroskopie. II. § 217.
12) Wien. Ber. 111. IIa. 232.
13) Wien. Ber. 112. na; Astrophys. Journ. 19.
14) Astrophys. Journ. 14. 201.
15) Astrophys. Journ. 17. 286: The eßect of circuit conditions upon the wave-
Iength of the spark lines.
16) Astrophys. Journ. 21. 1905: The eflect of capacity and seif induction upon
the wavelengths in the spark Spektrum.
17) Proc. of the American Acad. of A. and Sc. XLL 1905: The relative
positions of the arc and spark lines of the spectra of Ti, Fe, Zn.
18) Zcitschr. f. wiss. Phot. III. Heft 8: Die Veränderlichkeit der Wellenlängen
im Funkenspektrum, von H. Kayser.
19) Handbuch der Spektroskopie. I. 478.
20) Zeitschr. f. wiss. Phot. I. 325: Ober die Kruppsche Gitteraufstellung , von
H. Konen.
21) Handbuch der Spektroskopie. I. § 567.
22) loc. cit.
23) Handbuch der Spektroskopie. II. § 261.
(Eingegangen am 31. Juli 1906.)
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Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahn /905. 233
Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt
im Jahre 1905. ')
Strahlung.
A. Temperaturstrahlung.
i. Schwarzer Körper aus Iridium. 2 )
Um die Schmelzpunkte der Platinmetalle auf optischem Wege zu
bestimmen, wurde ein schwarzer Körper aus einem Iridiumrohr her-
gestellt. Die strahlende Rückwand bildet ein Pfropfen aus Magnesia.
Hierbei wirkt die Zerstäubung des Iridiums störend, insofern namentlich
bei Temperaturen über dem Platinschmelzpunkt die zu schmelzenden
Metalle sehr bald durch Iridium legiert werden, so daß der Schmelz-
punkt stark von der Dauer des Anheizens abhängt Es soll deshalb
das Iridiumrohr mit Stickstoff gefüllt und außerdem in eine Hülle ge-
bracht werden, so daß es auch von außen mit einer Stickstoffatmosphäre
umgeben werden kann, in der die Zerstäubung nur gering ist.
2. Lichtemission verschiedener Metalle. 3 )
Beobachtungen mit dem optischen Pyrometer im roten und grünen
Licht haben ergeben, daß die Emission von Platin und Iridium, relativ
zum schwarzen Körper von gleicher Temperatur, innerhalb der Grenze
der Beobachtungsfehler von der Temperatur unabhängig ist, die bei
Platin zwischen 700 0 und 1600 0 , bei Iridium zwischen 1100 0 und 1600 0
variiert wurde. Hieraus folgt für eine bestimmte Farbe auch die Kon-
stanz des Absorptionsvermögens innerhalb der erwähnten Temperatur-
grenzen. Weiter ergab sich, daß das aus diesen Messungen abgeleitete
Absorptionsvermögen mit den aus Reflexionsmessungen bei Zimmer-
temperatur gewonnenen Werten übereinstimmt. Dasselbe gilt für Gold
und Silber, deren Emission an dem Schmelzpunkt bestimmt wurde.
Zur Messung des Reflexionsvermögens von Iridium, das noch nicht
bekannt war, wurde ebenfalls das optische Pyrometer benutzt Man
bestimmt mit diesem Instrument einmal die Temperatur eines auf etwa
1000 0 geheizten schwarzen Körpers, sodann die schwarze Temperatur
seines Spiegelbildes, das mit einem kleinen Planspiegel aus dem zu
messenden Metall erzeugt wird. Das Reflexionsvermögen R dieses
Metalls läßt sich dann nach der Formel:
_ * - * - T [-k - il
1) Auszug aus dem dem Kuratorium der Reichsanstalt erstatteten Tätigkeits-
bericht. Mit Genehmigung des Herrn Präsidenten abgedruckt aus der Zeitschrift
für Instrumentenkunde, Bd. 26, April/Juni 1906. Die Namen der Beamten,
welche die Arbeiten ausgeführt haben, sind in Anmerkungen zu den einzelnen
Nummern des Textes angeführt.
2) Holborn, Valentiner.
3) Holborn, Henning.
234 DU Tätigktü der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahn iqo S .
berechnen, wo 5j die absolute schwarze Temperatur der Strahlungs-
quelle, S % die des Spiegelbildes bedeutet. Als Strahlungsquelle ist der
schwarze Körper unerläßlich, weil glühende Metallbleche für das Ver-
fahren zu ungleichmäßig sind. Der Strom der Glühlampe im Pyrometer
wird mit dem Kompensationsapparat gemessen. Beobachtungen an
Platin und Silber ergaben, daß das Reflexionsvermögen in weiten Grenzen
von dem Einfallswinkel unabhängig ist
Die Beobachtungen der Emission von Silber, Gold und Platin sind
veröffentlicht 1 ) Iridium unterscheidet sich nicht merklich von Platin;
im roten Licht betragt das Absorptionsvermögen 0,32, im grünen 0,33.
Im Anschluß an frühere Untersuchungen über die Interferenzen
planparalleler Platten (vgl. die Tätigkeitsberichte für die Jahre 1901,
1902, 1903) wurde das Phänomen der Interferenzpunkte gefunden. Solche
Interferenz-.A/»i/* a ) entstehen, wenn zwei Systeme von Interferenz-Är«/^«
sich kreuzweise überlagern. Wie sich zeigen läßt, hat man in den Inter-
ferenzpunkten ein willkommenes Mittel, die Leistungsfähigkeit der Spektral-
apparate hoher Auflosungskraft in gewisser Hinsicht zu steigern. Bei
der bisherigen Konstruktion dieser Apparate ist nämlich wegen der großen
Nähe der Spektren hoher Ordnungszahl der Wellenlängenbereich d X
zwischen zwei Spektren, d. h. das Dispersionsgebiet, außerordentlich
klein, wodurch die Anwendung der Interferenzen hoher Ordnungszahl
beschränkt wird. Mittels der Interferenzpunkte erreicht man nun eine
Erhöhung dieses Dispersionsgebiets A X, ohne das Auflösungsvermögen
des Spektroskops dadurch irgendwie herabzusetzen.
Die genannten Interferenzpunkte sind femer noch als Kriterium
für die Unterscheidung echter Trabanten von sog. „Geistern" sehr ge-
eignet. Es dürfte hiermit zum erstenmal ein direktes Verfahren angegeben
worden sein, welches gestattet, sich vor den stets mehr oder weniger
stark auftretenden Fehlem planparalleler Platten zu hüten. Man kann
jetzt auch die Wellenlänge der früher nur qualitativ beobachteten Tra-
banten von Spektrallinien in eindeutiger Weise messen. Die Methode
der Interferenzpunkte zur Trennung echter und falscher Linien ist übrigens
keineswegs auf planparallele Platten beschränkt, sondern auf jede Art
von Spektralapparaten übertragbar.
2. Wellenlängen der Trabanten der Quecksilberlinien. 4 )
Die von Lummer und Gehrcke gefundene komplizierte Struktur
der Quecksilberlinien wurde an Hand der oben genannten Interferenz-
1) Holborn und Henning, Sitzungsber. Akad. Berlin 1905. 311— 317.
2) Gehrcke.
3) Gehrcke, Verh. Deutsch. Phys. Ges. 7. 32—33. 1905.
4) Gehrcke, Williams, v. Baeyer.
B. Lumineaaenzleuchten.
1. Interferenz punkte.*)
Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen ReichsanstaH im Jahre /905. 235
punkte aufs neue, und zwar jetzt unter Messung der Wellenlänge, unter-
sucht Es bestätigte sich das frühere Ergebnis, daß der Bau der meisten
Linien überaus kompliziert ist, doch stellten sich im einzelnen vielfach
Abweichungen von den alteren Beobachtungen heraus, da diese zum
Teil durch „Geister" (vgl. oben) gefälscht waren. Die Resultate dieser
Untersuchungen sind veröffentlicht. 1 )
3. Struktur anderer Spektrallinien.*)
Untersuchungen über die Struktur anderer Spektrallinien sind in
Angriff genommen, aber noch nicht beendet Insbesondere handelt es
sich hierbei um die durch ihre Verwendung zur Ausmessung des Meters
(Michelson) wichtigen Kadmiumlinien. Es wurde bisher gefunden, daß
auch die Kadmiumlinien, im Einklang mit früheren Angaben, kompliziert
gebaut sind, wenn auch die Verhältnisse hier bei weitem nicht so ver-
wickelte sind wie bei den Hg-Linien. Dagegen sind die Zinklinien ein-
fach, ohne jede Spur von Trabanten. Die Linien des Wismuts, welche
bisher noch nicht untersucht worden sind, besitzen eine größere Zahl
von Trabanten.
4. Quarzlampen. 8 )
Bei der Erzeugung der Spektra kommen als Lichtquellen entweder
Geißl ersehe Röhren oder aber Metalldampf bogen im Vakuum zur
Verwendung. Besonders die letztere Form der Lichtquelle ist wegen
ihrer hervorragenden Intensität und der trotzdem gewahrten Schärfe der
Linien für spektroskopische Zwecke sehr geeignet. Die technischen
Schwierigkeiten, solche Vakuumbogenlampen herzustellen, sind durch
Verwendung des amorphen Quarzes weit geringer geworden. Immerhin
erfordert aber bisher jedes einzelne Metall bzw. jede Metallmischung
ihre besondere Behandlung. Am leichtesten gelingt es Metalldampf-
bogen herzustellen, denen Quecksilber beigemengt ist. Wir haben bisher
Kadmiumamalgam, Zinkamalgam und Wismutamalgara mit Erfolg ver-
wendet. Bei richtiger Behandlung brennen derartige Lampen viele
Stunden lang, ohne zu verlöschen. Die Zündung der Lampen gelingt
hier, im Gegensatz zu der Quecksilberlampe, nicht immer sofort. Dieser
Punkt ist augenscheinlich bisher der weiteren Verwendung von Metall-
dampflampen zu technischen Beleuchtungszwecken hinderlich gewesen.
Auch will es bisher nicht gelingen, die von der Pumpe abgeschmolzenen
Quarzlampen längere Zeit brennend zu erhalten. Wie sich herausgestellt
hat, diffundieren Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe aus der Luft durch
heißen Quarz hindurch und zerstören das Vakuum. In der Tat ist die
Diffussion von Methan durch Quarz auch inzwischen schon durch
Berthelot (Compt rend. 140. 824. 1905) entdeckt worden.
1) Gehrcke und v. Baeyer, SiUungsber. Akad. Berlin 1905. 1037— 1042.
2) Gehrcke, v. Baeyer.
3) Gehrcke, v. Baeyer.
236 Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre 1905.
Elektrische Arbeiten.
1. Glimmlichtoszillograph. 1 )
Die im vorjährigen Tätigkeitsbericht erwähnte Methode zur Be-
stimmung des Stromvcrlaufs hochgespannter Wechselströme wurde weiter
ausgebildet Das Glimmlichtrohr erhielt eine neue Gestalt, bei welcher
als Elektroden schmale Platten an Stelle von Drähten verwendet wurden;
hierdurch wird die Lichtstärke des Glimmlichts und damit auch seine
photographische Wirksamkeit erhöht. Mit der neuen Röhre wurden so-
dann Wechselströme von höherer Frequenz als früher (bis max. 4660
pro Sek.) photographiert. Durch Anwendung einer geeigneten Schaltung
konnten auch Wechselströme niedriger Spannung untersucht werden.
Betreffs näherer Angaben vgl. die betreffende Veröffentlichung. 2 )
2. Versuche über Kurvenanalyse. 3 )
Mit dem Oszillographen von Blondel wurden Analysen von
50 periodischen Spannungskurven nach einer Resonanzmethode ausgeführt,
die zuerst von Pupin und später von Armagnat angewandt ist, die
aber, wie es scheint, trotz ihrer Vorzüge bisher keinen Eingang in die
Praxis gefunden hat.
Die zu analysierende Spannung wurde durch das eine System eines
bifilaren Oszillographen, einen Selbstinduktionsvariator von Wien 4 ) und
einen Kapazitätskasten in Serie geschlossen. Kapazität und Selbst-
induktion wurden so gewählt, daß sie nacheinander einen Resonanzkreis
für die Grundwelle und die einzelnen Oberschwingungen der Spannung
bilden. Der Oszillograph zeigt dann nacheinander ziemlich rein das
Bild der Grundwclle und der Oberschwingungen. Sind die Ströme für
den Oszillographen zu grob, so wird er in den Nebenschluß zu einem
induktionslosen Widerstand passender Größe gelegt. Den Strom durch
einen in Serie geschalteten Widerstand zu schwächen, ist nicht ratsam,
weil das Resonanzbild um so deutlicher herauskommt, je geringer der
Gesamtwiderstand des Kreises ist. Die genaue Einstellung auf Resonanz
erfolgt durch kontinuierliches Verändern der Selbstinduktion; sie ist er-
reicht, wenn die Kurvenamplituden durch ein Maximum gehen.
Das zweite Oszillographensystem ist mit einem induktionsfreien
Widerstand in Serie gleichfalls an die aufzunehmende Spannung an-
gelegt und gibt daher das Bild der zu analysierenden Spannungskurve.
Gleichzeitig kann man aus der gegenseitigen I^age der Kurven beider
Oszillographen erkennen, wie die einzelnen Schwingungen der Phase
nach zur Spannungskurve und den anderen Teilwellen liegen. Die
Kurvenbilder der höheren Oberschwingungen werden ziemlich unregel-
1) Gehrckc.
2) Gehrcke, Z. f. Instr. 25. 33—37, 278—280. 1905.
3) Orlich, Schering; vgl. auch Orlich, Aufnahme und Analyse von Wechsel-
stromkurven. Braunschweig, Fr. Vicweg & Sohn 1906. S. 67.
4) Wied. Ann. 57. 249. 1896.
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Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre /905. 237
mäßig, wenn die Spann ungskurve auch die Nachbarschwingungen ent-
hält; trotzdem ist die Einstellung auf das Resonanzmaximum meist mit
großer Schärfe möglich.
Für eine soperiodische Wechsel Spannung ist die Resonanzbedingung
für die ate Oberschwingung
a l (o* L C = 1 (<u = 21t X Periode der Grundschwingung).
Wird L in Henry, C in Mikrofarad gemessen, so ist L C = 10 ja*.
Es wurde gewählt:
a = 1
L = 2 Henry
C= 5
Mikrofarad
3
1
11
5
0,1
4
»»
7
0,102 „
2
»
9
0,095 „
1.3
n
1 1
0,092 „
0,9
n
*3
0,098 „
o,6
n
15
o,o8q „
o,5
n
'7
0.087 .»
usw.
0,4
tt
In einem Falle wurde noch die 37. Oberschwingung erhalten. Da
solche Schwingungszahlen in der Nähe der Eigenperiode der Oszillo-
graphenschleife, die in unserem Falle 2800 pro Sek. betrug, liegen,
wurde untersucht, ob die Empfindlichkeit der Schleife trotz der öl-
dämpfung mit steigender Wechselzahl sich änderte. Es wurde dazu der
nicht transformierte Strom der Dolezalek sehen Sirene benutzt. Es
zeigte sich, daß die Empfindlichkeit sehr wenig und ziemlich gleich-
mäßig anstieg und bei 2800 Wechseln nur den doppelten Wert hatte
als bei 100 Wechseln, bei weiterer Erhöhung der Wechselzahl fiel die
Empfindlichkeit ein wenig schneller ab. Bei Wechseln von 2000 und
darunter war übrigens die Sirenenkurve keine reine Sinusschwingung.
Unter Berücksichtigung dieser Stromempfindlichkeit kann man aus den
Widerständen des Resonanzkreises und den gemessenen Amplituden
der Oszillographenbilder die Intensitäten der einzelnen Oberschwingungen
berechnen.
Beim Versuch, die Spannungskurve der Charlottenburger Zentrale
zu analysieren, zeigte es sich, daß es nicht möglich war, namentlich bei
höheren Oberschwingungen ein scharfes Resonanzmaximum zu erhalten.
Amplitude und Form des Resonanzbildes pendeln periodisch. Die Er-
scheinung ist dadurch zu erklären, daß die Geschwindigkeit der Zentralen-
maschine innerhalb einer Umdrehung inkonstant ist. Da also auch die
Periodenzahl innerhalb einer Periode um ihren Sollwert pendelt, so muß
das Resonanzbild im Takt der Umdrehungen gestört werden. Aus der
Veränderung der Kurvenbilder kann man einen Schluß auf den Un-
gleichförmigkeitsgrad der Maschine ziehen.
Will man die Kurve eines stärkeren Stromes analysieren, so genügt
die Empfindlichkeit des Oszillographen nicht, um den Resonanzkreis in
den Nebenschluß zu einem induktionslosen Starkstrom widerstand zu
238 DU Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre /905.
legen, weil bei den gangbaren Widerstandsmodellen der maximal zu-
lässige Spannungsabfall zu gering ist. Gute Resultate wurden mit folgender
Anordnung erzielt Der Oszillograph wird durch einen Kondensator,
einen Selbstinduktionsvariator und eine Normalrolle vom Betrage 0,1 Henry
geschlossen. Um letztere sind einige Windungen der Hauptstromleitung
gelegt, in welchen der zu analysierende Wechselstrom fließt. Es ge-
nügen etwa 150 Amperewindungen.
Mittels der Resonanzmethode gelingt es, Oberschwingungen nach-
zuweisen und zu messen, die man durch mathematische Analyse der
unzerlegten Kurve nur unsicher und mühevoll nachweisen kann. Den-
noch ist dieser Nachweis, namentlich bei den Spannungskurven von
Maschinen, wichtig, weil auch hohe Oberschwingungen bei entsprechen-
der Belastung der Maschine eine größere Wirksamkeit bekommen können.
3. Methode zur Erzeugung von Kapillarwellen auf
dielektrischen Flüssigkeiten und zur Messung der Frequenz
hochgespannter Wechselströme. 1 )
Taucht man die Pole einer Wechselspannung in einigen Zentimeter
Abstand voneinander in eine dielektrische Flüssigkeit, so erscheint auf
der Oberfläche zwischen den Polen eine Hyperbelschar stehender Kapillar-
wellen, die durch Übereinanderlagerung zweier von den Polen aus-
gehender ringförmiger Wellensysteme gebildet wird. Die fortschreitenden
Wellen haben die doppelte Frequenz des erzeugenden Wechselstroms.
Ihre Entstehung (an der Grenze zwischen zwei Dielektriken verschiedener
Dielektrizitätskonstante) erklärt sich aus der bekannten Erscheinung, daß
ein Dielektrikum mit höherer Dielektrizitätskonstanten möglichst viel
Kraftlinien des elektrischen Feldes in sich zu vereinigen strebt. Auf
Petroleum ist die Erscheinung von etwa 1000 Volt an zu beobachten,
auf destilliertem Wasser bereits von etwa 1 50 Volt an. Beleuchtet man
mit einem Gleichstromlichtbündel durch eine stroboskopische Scheibe
hindurch, so stehen, wie zu erwarten, die Ringsysteme bei einer gewissen
Umdrehungszahl scheinbar still. Aus der sekundlichen Umdrehungszahl
und der Zahl der Löcher in der Scheibe kann man die Periodenzahl
des die Kapillarwellen erregenden Wechselstroms finden. Dies führt
zur Konstruktion eines auch für hohe Spannungen brauchbaren Frequenz-
messers, der sehr scharf einstellbar ist und ein Minimum von Energie
verbraucht.
4. Messungen mit Wechselströmen hoher Frequenz. 1 )
Unter Benutzung einer Wechselstrommaschine Dolezalekscher
Konstruktion (vgl. Z. f. Instr. 23. 240. 1903) als Stromquelle wurden
Untersuchungen über das Verhalten von Selbstinduktionsrollen gegenüber
Wechselströmen von hoher Frequenz angestellt. Die Normalrollen der
1) H. Schultxe.
2) Diesselhorst, Giebe.
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Di* Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre 190$. 239
Physikalisch -Technischen Reichsanstalt wurden in einer Wheatstone-
schen Brücke mit Schleifdraht in üblicher Weise miteinander verglichen.
Ein Telephon diente als Nullinstrument, ein veränderlicher Kondensator
im Hauptstromzweig zur Herstellung der Resonanz für die jeweilige
Periodenzahl. In vielen Fallen, insbesondere bei hohen Werten der zu
vergleichenden Selbstinduktionen, aber auch, wenn die Brücke nur
induktionslose Widerstände enthielt, war kein gutes Minimum im Tele-
phon zu erzielen. Zugleich erwies sich die Einstellung des Gleitkontakts
auf dem Schleifdraht als unabhängig von Schaltungsänderungen im Haupt-
stromzweig.
Die Ursache aller dieser Erscheinungen ist in Kapazitätswirkungen
zu suchen. Einzelne Teile der Brücke sowie des Hauptstromzweigs
besitzen Kapazitäten gegen Erde von solcher Größe, daß bei den hohen
Wechselzahlen (bis 8000 pro Sek.) in Verbindung mit den auftretenden
hohen Teilspannungen erhebliche Ladeströme entstehen, die ihren Weg
zum Teil durch das Telephon nehmen und sich über den eigentlichen
Brückenstrom lagern.
Eine besonders große Kapazität besitzt die Sirenenspule gegen Erde.
In der Tat verschwanden die genannten Störungen oder wurden doch
bedeutend verringert, als man den Maschinenstrom nicht direkt der
Brücke zuführte, sondern einen geeigneten Transformator zwischen-
schaltete. Um elektrostatische Einwirkung der primären auf die sekundäre
Spule des Transformators auszuschließen, wurde zwischen beiden unter
Verzicht auf stärkste Koppelung ein Luftraum von 1 cm gelassen und
außerdem die (innere) Primärspule mit einer zur Erde abgeleiteten
dünnen metallischen (aber geschlitzten) Schutzhülle umgeben. Bei den
hohen Periodenzahlen ist es nicht nötig, den Transformator mit einem
Eisenkern zu versehen. Er dient daher bei Herstellung von Resonanz
zugleich zur Reinigung des Wechselstroms von Obertönen.
Es wurde versucht, den Oszillographen als Resonanzinstrument an
Stelle des Telephons zu benutzen. Zwei ungedämpfte Bifilarsysteme mit
den Eigenperioden 2000 bzw. 2500 pro Sek. ergaben gute Resultate.
5. Messung kleiner Selbstinduktionskoeffizienten. 1 )
Um den Satz von Selbstinduktionsnormalen zu vervollständigen,
wurden provisorisch auf hartes Holz gewickelte Rollen von den Soll-
werten 3« 10* 10*, 3«io 3 und io 8 cm hergestellt. Der Anschluß an
die vorhandenen Rollen geschah durch Vergleich in der Wheatstone-
schen Brücke unter Benutzung von breiten, bifilar gelegten Metallbändern
als Brückendraht.
6. Wellenlänge elektrischer Schwingungen.*)
Für die Praxis der drahtlosen Telegraphie ist es erforderlich, die
Wellenlänge der elektrischen Schwingungen, mit welchen man operiert,
1) Giebe.
2) Gehrcke.
240 Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre 7905.
zu kennen. Die hierfür konstruierten handlichen Meßapparate, z. B.
die Wellenmesser von Dönitz, Franke, Ives sowie die Slabyschen
Multiplikationsstäbe liefern nicht ohne weiteres absolute Zahlen. Für
die Zurückführung der Angaben dieser Apparate auf absolute Werte
erwiesen sich die Lech ersehen Doppeldrähte als geeignet. Sie wurden
im Garten der Reichsanstalt auf einer Strecke von etwa 1 30 m gerade aus-
gespannt, umgebogen und zurückgeführt, so daß die Gasamtlänge etwa
260 m betrug. Die Erregung des Drahtsystems sowohl als der zu ver-
gleichenden Apparate geschah durch die Entladungsschwingungen eines
Luftkondensators, der durch eine Tesla- Anordnung mit Induktor ge-
laden wurde. Das Drahtsystem war an dem Ende, an welchem die
Koppelung stattfand, geschlossen. Die Abstimmung wurde durch Ver-
schieben eines Drahtbügels am anderen Ende bewirkt und am Auf-
leuchten einer Geißl ersehen Röhre erkannt. Die Länge des Draht-
systems ist dann gleich der halben Wellenlänge, so daß Wellen bis zu
520 m gemessen werden konnten. Die Resultate der zunächst für die
Slabyschen Multiplikationsstäbe ausgeführten Untersuchung sind in der
Elektrotechn. Zeitschr. 26. 697. 1905 veröffentlicht. Die Messungen
lieferten Werte, welche etwa io°/ 0 größer waren als die der Slaby-
schen Eichung. Ähnliche Abweichungen haben auch die von Herrn
Drude an Slabyschen Stäben angestellten Messungen ergeben (vgl.
ebenda 26. 339).
Für die Untersuchung der Dönitzschen Wellenmesser *) wurde die
oben geschilderte Versuchsanordnung dadurch weiter vervollkommnet,
daß in sämtlichen Sekundärkreisen genaue Resonanz auf die erregenden
Schwingungen hergestellt wurde. Da auf diese Weise eine größere
Energie im letzten Schwingungskreise zur Verfügung stand, war es mög-
lich, mit einem einerseits offenen Drahtsystem von nur i / 4 Wellenlänge
zu arbeiten, obgleich dann die Koppelung an einer relativ unwirksamen
Stelle des Drahtsystems, nämlich nahe dem offenen Ende, also in relativ
geringer Entfernung von der unwirksamen Stelle des Stromknotens statt-
finden mußte.
7. Versuche über die chemische Wirkung von elektrischen
Leitungsströmen in Gasen.*)
Es wurde mit Erfolg versucht, günstige und reproduzierbare Be-
dingungen für die Erzielung einer hohen Ausbeute von Ozon bei der
elektrischen Entladung aus metallischen Elektroden in atmosphärischer
Luft zu finden. Außerdem wurde der Einfluß des Feuchtigkeitsgehalts
auf die Ausbeute an Ozon studiert und die Menge des bei dem er-
wähnten Vorgang oxydierten Stickstoffe gemessen. Die Untersuchung
ist noch nicht abgeschlossen.
1) Dicsselhorst.
2) Warburg, Leithäuser.
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Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre /905. 24t
Elektrische und optische Temperaturme sämigen.
1. Thermoelemente. 1 )
Unter den geprüften 812 Thermoelementen befanden sich 737
Le Chateliersche Thermoelemente, von denen 662 den der Firma
W. C. Heraeus in Hanau gehörigen Drahtvorräten entstammten; 65 Stück
waren den Vorräten der Firma G. Siebert in Hanau entnommen, die
übrigen einzeln eingesandt worden. Die für einen Temperaturbereich
von — 200 0 bis 650 0 geprüften Thermoelente aus Drähten von
Konstantan und Silber oder Kupfer oder Eisen sind fast sämtlich den
von der Firma Siemens & Halske, A.-G. in Berlin, Wernerwerk, ein-
gereichten Drahtvorräten entnommen.
Bei der Verwendung der Konstantan-Kupfer- bzw. Eisen- Elemente
in der technischen Praxis hatte sich der Cbclstand gezeigt, daß die
Kupfer- und Eisendrähte namentlich in Temperaturen über 500 0 infolge
der Oxydation zu schnell unbrauchbar wurden. Es wurden deshalb auf
Anregung von Siemens & Halske Versuche angestellt, diese Materialien
durch reines Silber zu ersetzen. Nach den bisherigen Erfahrungen haben
sich die Elemente aus Konstantan- und Silberdraht selbst bei wieder-
holten Erhitzungen auf 650° gut bewährt. Die Thermokraft ist ungefähr
die gleiche wie bei den Konstantan-Kupfer-Elementen.
Das im vorigen Tätigkeitsbericht erwähnte selbstregistrierende Zcigcr-
galvanometer mit hoher Empfindlichkeit, welches von der Firma Sie-
mens «v. Halske gebaut ist, wurde außer zu Schmelzpunktsbestimmungen
noch wiederholt zu thermochemischen Versuchen benutzt, bei welchen
es sich vorzüglich bewährte. Bei Gelegenheit solcher Versuche, welche
in erster Linie die Brauchbarkeit des Instruments erproben sollten, ge-
lang es, eine bis dahin noch nicht beobachtete Anomalie im llüssigen
Schwefel (bei 160 0 ) aufzufinden. Die auf diese Erscheinung bezüglichen
experimentellen Untersuchungen sind veröffentlicht worden. 2 ) Auch über
die chemischen Fragen, welche sich an diese Beobachtung anschließen,
liegt eine Veröffentlichung vor. 3 ) Das Registriergalvanometer leistete
ferner gute Dienste bei der vom chemischen Laboratorium ausgeführten
Untersuchung der Umwandlungscrscheinungen bei der Jodsäure.
2. Optische Pyrometer. 4 )
Während die Zahl der zur Prüfung (von der Firma Dr. R. Hase
in Hannover) eingereichten optischen Pyrometer nach Wann er erheb-
lichzugenommen hat (3 4 Pyrometer -f- 12 Rauchgläser gegen 12 Pyrometer
-f- 3 Rauchgläser des Vorjahres), sind diesmal andere optische Pyrometer
nicht eingereicht worden.
Die laufenden Prüfungen der War. ner- Pyrometer sowie ständige
1) Lindeck, Rothe, Hoffmann.
2) Hoffmann und Rothe, Z. f. Instr. 25. 273—2-8. 1905.
3) Hoffmann und Rothe, Z. f. phys. Chcm. 5ö. 113— 124. 1906.
4) Brodhun, Rothe, Hoffmann.
Zeiwchr. f. wi«. Phot 4. 18
242 Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstall im Jahre iyo$.
Messungen an einem hierzu von Herrn Dr. R. Hase zur Verfugung ge-
stellten Instrument gaben Gelegenheit, die bei diesen Pyrometern auf-
tretenden Fehlerquellen genauer zu untersuchen und bei der Ausführung
der Prüfungen zu berücksichtigen. Ein genaueres Wanner- Pyrometer,
welches für die Zwecke der Reichsanstalt dienen soll, ist der Firma
Dr. R. Hase in Hannover in Auftrag gegeben. Zur Prüfung der opti-
schen Pyrometer wurde zu den beiden vorhandenen noch ein dritter
„schwarzer Körper" (nach Lummer-Pringsheim) beschafft, und alle drei
Körper wurden wiederholt auf thermoelektrischem und optischem Wege
miteinander verglichen. Zur Heizung dieser Körper dient Wechselstrom
von niedriger Spannung, der durch Transformation erhalten wird. Der
hierzu notwendige 4 Kilowatt-Transformator wurde in der Werkstatt der
Reichsanstalt gebaut.
3. Platinthcrmometer. 1 )
Bei der Untersuchung eines zur Prüfung eingereichten Präzisions-
Platinthermorneters wurde eine Reihe von Beobachtungen über die mit
solchen Instrumenten erreichbare Meßgenauigkeit bei wohldefinierten
Temperaturen (bei o°, IOO° und insbesondere beim Schwefclsicdepunkt)
angestellt. Es wurden 1 1 Schwefelsiedepunktsbcstimmungen in dem
früher beschriebenen Apparat (Z. f. Instr. 23. 364. 1903) mit dem von
O. Wolff in Berlin angefertigten Instrument ausgeführt, welche bei
Beobachtung der nötigen Vorsichtsmaßregeln eine Übereinstimmung bis
auf ± 0,02 0 zeigten, so daß der Mittelwert auf einige Tausendstel Grad
als relativ sicher anzunehmen ist.
4. Andere pyrometrische Untersuchungen.
Von den sonstigen pyrometrischen Untersuchungen ist besonders
ein Antrag des Vereins Deutscher Fabriken feuerfester Produkte zu er-
wähnen, die in der Keramik gebrauchlichen „Seger- Kegel" einer
Prüfung zu unterziehen. Die Erweichungspunkte dieser in verschiedener
Weise aus keramischen Rohmaterialien zusammengesetzten kleinen Pyra-
miden (Brennspitzen) dienen als Anhalt für die Höhe der Temperatur
bzw. für den Garbrand keramischer Produkte. Zur Orientierung in
dieser Frage wurden bei der Firma W. C. Heraeus in Hanau Vor-
versuche mit Seger-Kegeln bei hohen Temperaturen angestellt, 8 ) unter
Benutzung eines im Laboratorium der genannten Firma vorhandenen
elektrischen Ofens (Iridiumrohr), welcher die erforderlichen hohen Tempe-
raturen liefert und bereits zu ähnlichen Untersuchungen gedient hatte.
Die Abt. II der Reichsanstalt hat inzwischen einen derartigen Ofen
käuflich erworben, welcher jedoch noch nicht in Benutzung genommen
werden konnte, da die elektrischen Hilfseinrichtungen zum Teil noch
fehlen. Die Vorversuche haben es wahrscheinlich gemacht, daß man
auf die Heizgeschwindigkeit, mit welcher die Seger-Kegel erwärmt
11 Rothe, Hoffmann.
2) Rothe.
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Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre /905. 243
werden, wird Rücksicht zu nehmen haben. Die Temperaturmessung
wird, da auch Temperaturen über dem Platinschmelzpunkt in Frage
kommen, teilweise durch die von der Firma W. C. Heraeus her-
gestellten Thermoelemente aus Iridium gegen Iridium -Ruthenium, teil-
weise auf optischem Wege erfolgen. Gleichzeitig mit den Versuchen
im Laboratorium sollen Versuche in keramischen Öfen technischer Be-
triebe ausgeführt werden.
Optische Arbeiten.
1. Photometrische Prüfungen. 1 )
Nachstehende Tabelle enthält die im Jahre 1905 ausgeführten
photometrischen Prüfungen:
99 beglaubigte Hefnerlampen, davon
31 mit Visir,
38 mit optischem Flamraenmesser,
4 mit Visir und optischem Flammenmesser,
23 mit optischem Flammenmesser und Ersatzdochtrohr,
3 mit Visir, optischem Flammenmesser und Ersatzdocht-
rohr;
284 elektrische Glühlarapen mit Kohlefäden, davon
48 in Dauerprüfung mit im ganzen 19230 Brennstunden;
2 Osmiumlampen;
5 Bogenlampen mit Kohleelektroden;
1 Quecksilberbogfcnlampe aus Quarzglas;
54 Gasglühlichtapparate mit aufrecht stehendem Glühkörper,
davon
36 in Dauerprüfung mit im ganzen 22300 Brennstunden;
5 Gasglühlichtapparate mit hängendem Glühkörper;
5 Gasglühlichtbrenner besonderer Konstruktion;
4 Intensivlampen für Gasglühlicht;
4 Ölproben;
8 Petroleumlampen;
3 Petroleumglühlichtlampen;
2 Spiritusglühlichtlampen ;
1 Photometeraufsatz nach Lummer und Brodhun;
2 photographische Objektive, geprüft auf ihre Lichtdurchlässig-
keit für violettes Licht
Viel Zeit beanspruchten zwei Prüfungen von elektrischen Kohle-
glühlampen, bei denen es sich um die vergleichende Untersuchung von
drei Sorten handelte, die mit A, G und W bezeichnet waren. Davon
war A die gewöhnliche Glühlampe. Die W-Lampen waren nach einem
neuen Verfahren hergestellt, durch welches sie zur Ertragung einer
hohen Belastung geeignet gemacht werden sollten. Dabei werden die
Kohlefäden vor und nach dem „Präparieren" Niederschlagen von
Kohlenstoff auf dem karbonisierten Faden) im elektrischen Ofen bis auf
i) Brodhun, Liebenthal, Schönrock.
18«
244 DU Tätigkeit der Phvsiknlisch-Teihnisdien Renhsanstalt im Jahre 7905.
3000° erhitzt. Die G-Lanipen sollen nach einem älteren Verfahren
angefertigt sein, welches mit dem beschriebenen gewisse Ähnlichkeit hat,
bei dem aber eine der beiden Erhitzungen fortfallt Eine auffallende
Wirkung der geschilderten zweimaligen Erhitzung auf 3000 0 zeigte sich
bei den W-Lampen darin, daß diese bei einer höheren Beanspruchung
als etwa 3 Watt auf 1 HK einen positiven Temperaturkoeffizienten des
Widerstandes zeigten, während der Temperaturkoeffizient bei den gewöhn-
lichen (A-) Lampen und den G-Lampen noch bei einer Beanspruchung
von 1,5 Watt auf 1 HK negativ war. 1 )
Bei der ersten Dauerprüfung wurden alle drei Sorten bei einer
Anfangsbeanspruchung von 2,25 Watt auf I HK mit konstanter Spannung
200 Stunden lang gebrannt. Die zweite Dauerprüfung bezog sich nur
auf W-Lampen, und zwar wurden von 20 solchen Lampen 10 bei einer
Anfangsbeanspruchung von 2,6 Watt auf 1 HK, 10 bei einer solchen
von 2,25 Watt auf 1 HK bis zu einer Abnahme der Lichtstarke um
25 ° 0 der Anfangslichtstärke in Dauerprüfung genommen. Beide Prü-
fungen ergaben für die W-Lampen günstige Werte.
Unter den im Berichtsjahre geprüften Kohlebogenlampen brannte
am günstigsten eine mit Wechselstrom betriebene, mit Glocke und Re-
flektor versehene Flammenbogenlampe. Der Verbrauch betrug 0,76 Watt
auf 1 HK mittlere raumliche Lichtstärke.
Bei der von der Firma W. C. Heraeus eingesandten Quecksilber-
bogenlampe aus Quarzglas betrug die Stromstärke 4,2 Amp., die benutzte
Akkumulatorenspannung 240 Volt, die Spannung au den Polen der Lampe
174 und 197 Volt. Bemerkenswert ist, dalJ das Licht bei diesen hohen
Spannungen neben den bekannten Linien ein kontinuierliches Spektrum
zeigte.
Unter den Gasglühlichtapparaten mit hängendem Gasglühlicht ergab
der vorteilhafteste einen Gasverbrauch von 1,2 1 auf 1 HK mittlere
räumliche Lichtstärke.
Die Lichtabsorption der in der Tabelle erwähnten photographischen
Objektive wurde für Licht von der Wellenlänge 434 /iju [G) mit dem
Spektralphotometer bestimmt.
2. Auswertung der Carccllampe und der Pentanlampe
in Hefnerkerzen.-i
Die vergleichenden Versuche über das Lichtstärkenverhältnis der
Hefnerlarape zur 10-Kerzen-Pentan- und Carcellampe sind abgeschlossen.
Es wurden dazu zwei Carcellampcn und zwei 10-Kerzen-Pentanlampen
benutzt, welche aus Frankreich bzw. England bezogen und von dem
Deutschen Verein von Gas- und Wasserfachmännern für die Versuche
zur Verfügung gestellt sind. Das für die Carcellampcn benutzte Colzaöl
ist gleichfalls von dem genannten Verein beschafft worden. Für die
1) Über den Einfluß der Erhitzung von Kohlefäden auf sehr hohe Temperaturen
berichtet John Howell in The Elcctrician 55. 588. 1905.
2) Brodhun, Liebcnthal.
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Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsansialt im Jahre /905. 245
Pentanlampen kamen drei Sorten von Pentan zur Verwendung: 1. direkt
aus London bezogenes, 2. nach den Vorschriften der Gas Referees in
London von der Firma C. A. F. Kahlbaum in Berlin hergestelltes und
3. von derselben Firma unter der Bezeichnung „Pentan Kahlbaum"
in den Handel gebrachtes Pentan, nach Angabe der Firma ein einheit-
licher Körper von der Formel:
ChJ> ch — CH.-CH, .
Die Sorten 1 und 2 sind im chemischen Laboratorium der Reichs-
anstalt nach den Prüfungsvorschriften der Gas Referees untersucht worden.
Sorte 2 entsprach ganz den Vorschriften; Sorte I zeigte ein etwas zu
hohes spezifisches Gewicht (wahrscheinlich infolge von fraktioniertem
Verdunsten aus dem nicht genügend verschlossenen Gefäß während des
Transports).
Während das Arbeiten mit der 10-Kerzen-Pentanlampe keine be-
sonderen Schwierigkeiten bot, war es bei der Carcellampe nicht leicht,
den vorgeschriebenen Konsum von 39 — 45 g in der Stunde einzuhalten.
Auch schwankten hier die gefundenen Lichtstärken beträchtlich.
Es ergab sich:
1. Lichtstärke der Carcellampe (bei mittlerer Luftfeuchtigkeit) = io,8 HK
Lichtstärke der 10-Kerzen-Pentanlampe
2 a. — = 1 1 ,0
Lichtstärke der Helnerlampe
wenn die beiden letzteren Lampen in der gleichen Luft brennen. Nun
wird aber in Deutschland für die Hefnerlampe eine Luftfeuchtigkeit von
8,8 1 auf 1 cbm trockene, kohlensäurefreie Luft, in England für die
10-Kerzen-Pentanlampe eine Luftfeuchtigkeit von 10 1 als normal an-
genommen. Zieht man dies in Rechnung, so ergibt sich:
2 b. Lichtstärke der 10-Kerzcn-Pentanlampc (bei 10 1 und 760 mm)
= 10,9 HK.
Eine Ausarbeitung von Dr. Liebenthal über diese Versuche ist
dem Vorsitzenden der internationalen Lichtmeßkommission Übersandt und
wird nach dessen Wunsch von der Kommission veröffentlicht werden.
Von den entsprechenden Vergleichungen, welche in Frankreich und
England ausgeführt werden sollten, liegen die Messungen des National
Physical Laboratory vor.
Dort wurde gefunden
Lichtstärke der Carcellampe (bei mittlerer Luftfeuchtigkeit) = 10,76 HK
Lichtstärke der 10-Kerzen- Pentanlampe (bei 10 1 und 760 mm) = 10,95
n
3. Prüfung von Quarzplatten. 1 )
Während des Jahres 1905 wurden 13 Saccharimeter- Quarzplatten
zur Prüfung eingesandt, welche den an Saccharimeterquarze zu stellen-
den Anforderungen genügten.
I) Brodhun, Schönrock.
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246 Die Tätigkeit der Physikalisch -Technischen Reichsanstalt im Jahre /005.
4. Versuche mit Metalldampflampen. 1 )
Von der Firma Heraeus in Hanau wurden der Reichsanstalt
einige Quarzglas -Metalldampflampen behufs Prüfung auf Brauchbarkeit
und Lebensdauer zur Verfügung gestellt Von diesen wurden die reines
Kadmium oder reines Zink enthaltenden Lampen eingehend erprobt,
weil sie für viele Zwecke der messenden Optik, so z. B. für Interferenz-
versuche und spektrometrische wie polarimetrische Messungen, fühlbare
Lücken ausfüllen. Nimmt man die Quccksilberlampe hinzu, so verfügt
man über eine große Zahl äußerst lichtstarker Linien, welche ziemlich
regelmäßig über das sichtbare Spektrum verteilt sind.
Die folgende Tabelle enthält die Hauptlinien, deren Wellenlängen
zum Teil noch genauer zu bestimmen sind, und für die hellsten Linien
erstens die Luftdicke d, bis zu welcher die Haidingerschen Interferenz-
ringe beobachtbar waren, und zweitens den bei den polarimetrischen
Messungen gefundenen mittleren Fehler c der einzelnen Einstellung beim
Halbschatten u.
Farbe
Metall
\\ eUenlange
in ftp
d
in mm
6
in Graden
a
in Graden
Wellenlängen der
schwächeren Linien
Rot
Cd
Zn
643.8
636,2
180
99
0,012
0,016
2.3
2-3
Cd 626
606
585
549
537.9
5 '5,5
436
43o,7
Gelb
Na
Na
Hß
Hr
5f9,6
589.0
579.1
577.o
} ■»
} lio
0,004
0.9
-
Grün
Zn
Hg
Zn
Cd
Zn
HR
547
546,i
518,2
508,6
507
491,6
•55
230
68
IQO
85
107
0,057
0,004
0,018
0,005
0,045
0,9
M
0,0
Zn 588
574
4 6 3<°
435
Blau
Zn
Cd
Zn
Zn
481,1
480,0
472,2
468,0
124
l8o
%
0,005
0,005
0,007
0,007
0,9
0,9
0,9
0,9
Cd
Cd
Hg
467,8
44 '.3
435,8
I40
65
«75
0,006
0,017
0.9
2.3
•
Violett
HR
HR
407,8
404.7
50
<>5
0,084 i 5.«
Die große Interferenzfähigkeit der Cd- und Zn- Linien ist über-
raschend, wenn man ihre bedeutende Helligkeit und den Umstand in
1) Schönrock.
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Die Tätigkeit der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt im Jahre /905. 247
Betracht zieht, daß die Lampen nicht gekühlt werden können. Bei den
Quecksilberlampen nimmt nämlich die Interferenzfähigkeit mit wachsender
Strom- oder Lichtstärke sehr beträchtlich ab und sinkt ganz besonders
stark, wenn die Lampe ohne Wasserkühlung gebrannt wird. Letzteres
ist von Interesse, weil Messungen ergeben haben, daß bei gleicher Strom-
stärke die photometrische Helligkeit der Lampe mit und ohne Wasser-
kühlung die gleiche ist
Die in der obigen Tabelle enthaltenen Luftdicken d wurden mit
einem provisorisch zusammengestellten Apparat ermittelt, wobei mit un-
versilberten Glasflächen im reflektierten Lichte beobachtet wurde. Die
bisher an versilberten Luftplatten erhaltenen Resultate erreichen so große
Dicken nicht
Die Cd- und Zn-Lampen brennen mit 5 Amp. bei einer Spannung
von etwa 26 Volt an den Lampenpolen. Behufs Zündung muß indessen
eine viel höhere Spannung angelegt werden, welche bei neuen Lampen
etwa 1 10 Volt beträgt, dagegen bei zunehmender Brenndauer beträcht-
lich (bis zu 230 Volt und mehr) erhöht werden muß. Sobald die Ver-
suche, den Grund lüerfür aufzufinden, zum Abschluß gebracht und mit
der Zinklampe noch Dauerprüfungen ausgeführt worden sind, sollen die
bisher mit den Larapen vorgenommenen Untersuchungen und die dabei
gesammelten Erfahrungen über die Behandlung der Lampen veröffent-
licht werden.
5. Ausmessung des Parallelismus und der Planheit
von Platten. 1 )
Der im vorigen Tätigkeitsberichte erwähnte neue Interferenzapparat
ist im Juni 1905 von der Werkstatt der Reichsanstalt geliefert worden.
Zu den bisher damit ausgeführten Versuchen wurden eine plane keil-
förmige Glasplatte von 60 X 120 mm Fläche und etwa 4,5 mm Dicke
und eine planparallele Glasplatte von 145 mm Durchmesser und 4,9 mm
Dicke benutzt, welche von der Firma Haecke in v Berlin aus best-
gekühltem Crownglase hergestellt worden sind.
Die Aasmessung des Parallelismus der letzteren Platte ergab, wenn
man ihren Brechungsexponenten als genügend konstant annimmt für die
Dickenunterschiede Werte bis zu etwa 160 fip, welche zu verschiedenen
Zeiten bis auf etwa 0,6 jUj« (Größenordnung des Durchmessers eines Gas-
moleküls!) konstant erhalten wurden. Dabei wurde in den Zwischen-
zeiten die Platte wiederholt mit Zedernholzöl, das bei der Bestimmung
der Planheit verwendet wird, bestrichen und mittels Alkohol und Watte
gesäubert
Eine fast ebenso große Genauigkeit ließ sich bei den Messungen
der Planheit zwar innerhalb einer etwa zwei Stunden währenden Ver-
suchsreihe erzielen; dagegen wiesen die an verschiedenen Tagen er-
haltenen Resultate Differenzen bis zu etwa 7 auf. Da diese wahr-
scheinlich durch Unregelmäßigkeiten in der Auflagerung und Entlastung
1) Schönrock.
248 Die Tätigkeit der Phvsiia/isch- Technischen Reichsanstalt im Jahre 1905,
des Vergleichsglases und dadurch bedingte Durchbiegungen desselben
entstehen, so werden an den betreffenden Vorrichtungen zurzeit in der
Werkstatt der Reichsanstalt Verbesserungen vorgenommen.
Von Interesse ist, daß sich während einer verhältnismäßig kurzen
Zeit eine Veränderlichkeit in der Planheit des Vergleichsglases nach-
weisen ließ. Das im September 1904 gelieferte Planglas war im Juni
1905 ziemlich regelmäßig konkav, und zwar betrug bei 100 mm Sehne
die Pfeilhöhe etwa 422 fifL Diese ergab sich nun im Dezember 1905
nur noch zu 170 /t/i. Zu bemerken ist, daß allerdings das Vergleichs-
glas bei der Prüfung zwischen gekreuzten Nicols starke Spannungen
aufwies. Bei dem Parallelglase, welches bei den Messungen auf feinstem
Velvet ruht, der auf einer starken planen Metallfläche aufliegt, sind
innerhalb dieser Zeit Änderungen in der Planheit nicht wahrnehmbar
gewesen. Auch dieses Glas ist nicht spannungsfrei.
Um die Frage nach der zeitlichen Veränderlichkeit der Planheit
von Flachen optischer Gläser näher zu studieren, hat man sich an die
Firma C. Zeiss in Jena gewandt, welche sich bereit erklärt hat, mög-
lichst spannungsfreie Planplatten aus den in Betracht kommenden Glas-
sorten sowie auch aus Quarz anzufertigen.
Werden, wie dies bei den vorhergehenden Messungen geschehen
ist, die Fehler des Vergleichsplanglases durch Vergleich mit den beiden
Flächen einer durchsichtigen Parallelplatte bestimmt, so erhält man die
Fehler nur dann einwandfrei, wenn man den Brechungsquotienten des
Parallelglases für alle Stellen genügend gleich voraussetzen darf. Schon
die bisherigen Untersuchungen scheinen aber darauf hinzudeuten, daß
dies nicht völlig der Fall ist. Um diesen Übelstand zu vermeiden, ist
eine neue Methode zur Bestimmung der Fehler des Vergleichsglases
ausgearbeitet worden. Dabei wird nur mit parallelen Luftplatten ge-
arbeitet, indem das Planglas mit den Flächen zweier keilförmiger Glas-
platten verglichen wird.
6. Dioptrische Prüfungen. 1 )
Eine planparallele Glasplatte wurde einer genauen Untersuchung
unterzogen. Außerdem wurde von einer Linse die Brennweite für Achsen-
strahlen und Na-Licht bestimmt.
1) Brodhun, Schönrock.
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Lumiere. Photograph. Methode, direktkopierende Schichten herzustellen etc. 249
Über eine neue photographische Methode, direktkopierende
Schichten herzustellen, die keine löslichen Silbersalze enthalten.
Von Auguste und Louis Lumiere.
Alle photographischen Papiere zum direkten Auskopieren, die bis
auf diesen Tag hergestellt sind, enthalten einen Überschuß von löslichen
Silbersalzen, ohne den sich die Lichtwirkung nur ungenügend betätigt.
Diese Papiersorten von dem Salzpapier und dem Albuminpapier
von früher bis zu den Zitrat- und Zelloidinpapieren etc., die gegen-
wartig in Gebrauch sind, waren und sind noch sehr verbreitet, da sie
den großen Vorteil haben, den Abdruck während des Kopierens be-
obachten und die Belichtung im geeigneten Moment abbrechen zu können;
ferner erfordert ihre Handhabung keine Dunkelkammer.
Aber neben diesen unbestreitbaien Vorteilen zeigen sie alle die
gewöhnlichen Unzuträglichkeiten , die vielfach sind und die wir nach-
stehend ins Gedächtnis zurückrufen wollen:
1. Ihre Haltbarkeit ist eine sehr begrenzte, welches auch der Träger
der empfindlichen Substanz sei, ob Kollodion, Albumin, Kasein oder
Gelatine. Diese kolloidalen organischen Substanzen und selbst die Zellu-
lose, des Papieres neigen dazu, die löslichen Silbersalze (Nitrat, Zitrat,
Laktat etc.) zu reduzieren, derart, daß diese Prüparationen sich unwei-
gerlich im Laufe einer kürzeren oder längeren Zeit verändern.
Die Veränderung wird begünstigt durch die Wirkung der Wärme
und der Feuchtigkeit, daher die Notwendigkeit besonderer Vorsicht in
der Verpackung solcher Präparationen und ihres Verbrauches in einer
Zeit, die möglichst nahe der ihrer Herstellung liegt.
Trotzdem verlieren die gebrauchsfertigen Auskopierpapiere, wie vor-
sichtig sie auch verpackt seien, selbst unter den besten Bedingungen
der Konservierung, in einigen Wochen die Frische, die sie gleich nach
der Herstellung hatten und vergilben nach und nach, ohne daß man
es verhindern kann.
2. Die Auskopierpräparationen verlangen die Verwendung von sehr
reinem Papier, das ganz frei von metallischen Partikeln ist. Trotz des
Fortschrittes in der Papierfabrikation ist es unmöglich, die metallischen
Punkte zu vermeiden, die sich bei der Sensibilisierung als weiße Flecke
zeigen, in deren Mittelpunkt man einen schwarzen Punkt gewahrt. Diese
Art Flecke zeigen sich von Zeit zu Zeit, ohne daß man bisher ein
Mittel gefunden hat, sie vollständig zu vermeiden.
3. Die Verwendung löslicher Silberverbindungen hat noch die Unzu-
träglichkeit, auf den Negativen oft braune Flecken zu erzeugen, durch
die Übertragung dieser Salze auf die Gelatine des Negativs, wenn
Feuchtigkeit auf das Papier oder das Negativ gewirkt hat. Wenn eine
große Zahl von Abzügen von einem Negativ gemacht werden soll, so
treten diese Flecke häufig auf, besonders im Winter, wenn im Freien
kopiert wird.
250 Lumiere. Photograph. Methode, direktkopierende Schichten herzustellen etc.
4. Eine andere Unzuträglichkeit der Präparationen mit löslichen
Silbersalzen liegt in der Leichtigkeit, mit der sie Flecke von Schwefel-
silber geben, die von Spuren von Natriumthiosulfat herrühren, die durch
schlecht gespülte Schalen an das Papier kommen oder durch die Hände
des Operateurs, wenn er nicht die Vorsicht gebraucht hat, sich sehr
gründlich zu waschen.
5. Endlich sind die direkt auskopierenden Papiere wenig empfindlich
und liefern Bilder mit mangelhaften Halbtönen, besonders wenn die
verwendeten Negative etwas zu dicht sind.
Alle diese Unzuträglichkeiten sind mit einer einzigen Ursache ver-
bunden: Die Gegenwart von löslichen Silbersalzen in der empfindlichen
Schicht, und man begreift daher das erhebliche Interesse, das sich an
die Entdeckung einer Methode knüpft, die diese löslichen Salze in dieser
Art empfindlicher Papiere unnötig macht.
Zum Zwecke, diese schwierige Frage zu lösen, haben wir metho-
disch die Einwirkung einer großen Anzahl von Substanzen auf das
Chlorsilber studiert.
Wir haben zunächst bemerkt, daß im allgemeinen reduzierende
Substanzen die Schwärzung der Haloidsalze des Silbers und besonders
des Chlorsilbers befördern; aber der Einfluß dieser Reduktionsmittel
wechselt in hohem Maße mit der Natur der chemischen Funktion, die
dem Molekül die reduzierenden Eigenschaften erteilt. So üben z. B.
die aromatischen Amine nur einen wenig ausgesprochenen Einfluß auf
die Schwärzung des Chlorsilbers aus, während die Phenole sich einer
viel bedeutenderen Einwirkung zu erfreuen scheinen.
Wir haben auch festgestellt, daß die Diphenole und Triphenole
wirksamer sind als die Körper, die nur ein einziges Hydroxyl besitzen,
und unter den vielatomigen Phenolen ist es das Resorzin, das für die
uns interessierende Verwendung die auserlesene Substanz zu sein scheint.
Noch eine andere Klasse von reduzierenden Körpern kann die
direkte Schwärzung des Chlorsilbcrs durch das Licht ermöglichen. Wir
wollen von den mineralischen Salzen sprechen, die von Elementen her-
rühren, die Salze von zwei Oxydationsstufen geben, und der Verwen-
dung der Verbindungen ihrer niedrigsten Oxydationsstufen; z. B. sind
die Manganosalze, die Nitrite, die Arsenitc fähig, interessante Resultate
zu liefern.
Diese verschiedenen reduzierenden Substanzen können in Chlor-
silber-Gelatine-Emulsionen verwendet werden, die noch die Salze der
doppelten Zersetzung enthalten, wie sie sich bei der Entstehung des
Chlorsilbers bilden, oder aber in gewaschenen Emulsionen, die nur
reines Chlorsilbcr enthalten.
Dieselbe Wirkung tritt auf, wenn man die Gelatine, die den Träger
der empfindlichen Substanz bildet, durch andere kolloidale Körper, wie
Kasein, Albumin, Kollodion etc. ersetzt. Die neue Methode, die wir
so geschaffen haben und die wir uns haben patentieren lassen, führt
zu Resultaten, die in nichts denen nachstehen, die von den besten
Prozessen des direkten Kopierens, wie man sie bisher ausgeübt, geleistet
werden, ohne deren Unzuträglichkeiten zu zeigen. Sie scheint uns daher
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I
Lumüre und Sevetvetz. Über die Gerbung der Gelatine etc. 2 5 1
eine große Wichtigkeit für die Industrie der photographischen Papiere
zu haben.
Wir haben uns diese neuen Eigenschaften zu nutze gemacht, indem
wir ein Papier präpariert haben, dem wir den Namen „Actinot" gaben,
und das folgende Vorteile bietet:
Es hält sich unbegrenzt in aller Frische, die es gleich nach der
Herstellung hatte. Selbst wenn es in ungünstige Verhaltnisse bezüglich
der Feuchtigkeit und der Temperatur gebracht wird, scheint es keiner
Veränderung zu unterliegen.
Wenn das Papier zufällig an einigen Punkten des Negativs bei
feuchter Luft angeklebt ist, so entsteht dadurch kein Schade am Negativ,
das in keinem Falle braune Flecken zeigt, wie es bei dem bisherigen
Auskopierpapier unter diesen Umständen eintritt
Es gibt keine bräunlichen Flecke, die so häufig bei den Auskopier-
papieren auftreten, wenn sie in Berührung mit Spuren von Fixirnatron
kommen.
Die Empfindlichkeit dieser neuen Emulsionen ist größer als die der
Zitratpapiere, und daraus ergibt sich, daß die Halbtöne besser wieder-
gegeben werden, ohne Härte selbst mit harten Negativen.
Die meisten der Vorschriften der gebräuchlichen Ton- und Fixier-
bäder können für die Behandlung des „Actinos-Papieres" angewendet
werden.
Endlich konnten wir diese empfindliche Präparation auf die ver-
schiedensten Unterlagen gießen, besonders auf Papiere, die mit Metall-
pulvern bedeckt sind und wir haben so Effekte von großer Originalität
erhalten.
(Eingegangen am 6. September 1906.)
Über die Gerbung der Gelatine durch die an der Luft entstehenden
Oxydationsprodukte der Phenole.
Von A. und L. Lumicre und A. Seyewetz.
,
In einer vorangegangenen Studie haben wir gezeigt, daß die durch I'
Pyroentwickler erzeugte Gerbung der Gelatine nicht dem Pyrogallol an
sich, sondern dessen Oxydationsprodukten zuzuschreiben ist. ')
Wir haben ferner die Möglichkeit dargelegt, mit verschiedenen als
Entwickler gebräuchlichen Phenolderivaten unter gewissen Bedingungen
eine Gerbung der Gelatine ähnlich der mit Pyrogallol zu erhalten.
In der folgenden Studie haben wir untersucht, ob diese gerbende
Eigenschaft speziell nur den Phenolderivaten, die als Entwickler ver-
wendbar sind, eigen ist, oder ob sie allen Phenolderivaten gemeinsam
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252 Lumilrt und Sey envtz.
ist Zu diesem Zwecke haben wir auf die Gelatine die hauptsachlichsten
Phenole, die keine entwickelnden Eigenschaften haben, einwirken lassen,
indem wir unter den folgenden drei Bedingungen arbeiteten:
a) Mit wäßriger Losung von I °/ 0 .
b) Mit wäßriger Lösung von i °/ 0 , der 3°/ 0 wasserfreie Soda zu-
gesetzt war.
c) Mit wäßriger Lösung von I °/ 0 , unter Zusatz von 3 °/ 0 wasser-
freier Soda und 3°/ 0 wasserfreiem Natriumsulfit
Die Versuche wurden vergleichend angestellt in halbgefüllten, offenen
und in ganzgefüllten verkorkten Flaschen, indem folgende Verbindungen
angewendet wurden:
Gewöhnliches Phenol, Parakresol, «-Naphtol, ^-Naphtol, Resorzin,
Gallussäure, Tannin, Dioxynaphtalin, Phlorogluzin, Salizylsäure,
Paranitrophenol, a-Naphtol-Natriummonosulfonat (1,4), /9-Naphtol-
Natriumdisulfonat (2,3,6) (Salz R).
Wenn mit vollgefüllten, verkorkten Flaschen gearbeitet wurde, so
war keine der genannten Substanzen fähig, die Gelatine unlöslich in
kochendem Wasser zu machen.
Im Gegensatz dazu trat bei den Versuchen, die unter Luftbe-
rührung gemacht würden, bei einigen dieser Lösungen ein Unlöslich-
werden der Gelatine ein, aber nur unter den Bedingungen, die wir
schon bei den Phenolen mit entwickelnden Eigenschaften beobachtet
hatten, nämlich in Gegenwart von Soda.
Die Resultate der Versuche, die eine Gerbung ergaben, sind in
folgender Tabelle zusammengestellt:
i°/ 0 ige Lösung mit 3% wasserfreier Soda
bei LuftberühruDR
Ungefähre Zeit, in der
die Gelatine in kochendem Wasser
unlöslich wurde
2 Tage
4
2 5 >.
5 »
45
5 »
5 »
Die am leichtesten oxydierbaren alkalischen Lösungen, wie die von
Gallussäure und Tannin, können mit der Zeit die Gelatine auch in
Gegenwart von Sulfit gerben, ohne Zweifel deshalb, weil diese Lösungen
sich nach und nach oxydieren trotz der Gegenwart des Sulfits.
Alle Lösungen, die die Gerbung bewirkt hatten, sind mehr oder
weniger dunkelbraun gefärbt Die gegerbte Gelatine selbst ist von einer
Farbe, die zwischen hellbraun und rotbraun wechselt.
Diese Resultate zeigen also, daß die Phenole mit entwickelnden
Eigenschaften nicht die einzigen Phenole sind, die die Gelatine zu
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Über die Gerbung der Gelatine etc.
253
gerben vermögen; indessen spielt die entwickelnde Fähigkeit eine wich-
tige Rolle für die Schnelligkeit, mit der sich die Gerbung vollzieht
Das Resorzin z. B. bewirkt die Gerbung erst nach anderthalb
Monaten, während unter denselben Bedingungen das Hydrochinon in
Tage und das Brenzkatechin in zwei Tagen gerbt Die mit
Resorzin erhaltenen Resultate zeigen unter anderem, daß die chinon-
artigen Verbindungen nicht die einzigen Oxydationsprodukte sind, 3 ) die
die Gerbung bestimmen, da man bei Resorzin keine Chinonbildung
nachweisen kann.
Endlich ist es merkwürdig, festzustellen, daß selbst das Tannin
seine gerbende Wirkung nur an der Luit und in einem alkalischen
Medium ausübt Man kann, wie wir glauben, das mit der Gelatine
erhaltene Resultat auch auf die Gerbung der Haute beziehen und nach
tler Analogie annehmen, daß bei dem Gerbeprozeß der Sauerstoff der
Luft eine wichtige Rolle spielt, die den Mechanismus verschiedener
Behandlungen erklären kann, denen man die Häute zu unterwerfen
genötigt ist, um eine gute Gerbung zu erhalten.
Im allgemeinen also kann man die Gelatine gerben, nicht allein
mit den phenolartigen Verbindungen, die entwickelnde Eigenschaften
haben, sondern auch mit einer gewissen Anzahl von nicht entwickelnden
Phenolen, die in alkalischer Lösung leicht oxydierbar sind und deren
wirksamste die Gallussäure und das Tannin sind.
Diese Körper scheinen ihre gerbende Wirkung nur in alkalischer
Lösung und bei Zutritt des Luftsauerstoffes ausüben zu können, und
ihre Wirkung scheint um so ausgiebiger zu sein, je leichter sie sich in
alkalischer Lösung oxydieren.
Anmerkungen.
1) Bulletin de la Sociale Franchise de Photographie 1906.
2) Bei der Oxydation des a-Naphtol bildet sich ein brauner Niederschlag, den
man beim 5-N'aphlol nicht bemerkt, was vielleicht die Gerbung durch letzteres erklärt.
3) Wie man es voraussetzen könnte nach den Resultaten, die wir mit gewöhn-
lichem Chinon erhalten haben.
(Eingegangen am 6. September 1906.)
254
Referate.
Referate.
Kleine Mitteil muten.
Zur Spektrophotographie schwacher oder kurzdauernder
Lichterscheinungen. Die spektralphotographische Aufnahme sehr
schwacher Leuchtphänomene erfordert oft eine mehrwöchentliche
Expositionsdauer und dabei häufig großen Aufwand von Energie oder
Material — von den Anforderungen an die Geduld des Experimentators
ganz abgesehen. Bisweilen wird auch bei äußerst langer Belichtung der
Schwellenwert noch nicht erreicht Ein einfaches, bisher anscheinend
wenig oder gamicht benutztes Hilfsmittel, um die Beleuchtungsstärke
im Spektrum ganz außerordentlich zu erhöhen, besteht in der Ver-
wendung sehr kurzbrennweitiger Objektive. In Gemeinschaft mit Herrn
W. Hornschu habe ich mittels einer Kinematographenlinse von 4 cm
Brennweite recht gute Spektralaufnahmen von schwachen Lumineszenz-
phänomenen (Phosphoreszenz) sowie von kurzdauernden Lichterscheinungen
(elektrische Entladungen) erhalten, die demnächst ausführlicher beschrieben
werden sollen. Karl Schaum.
Mitteilung jy »na der Technik.
Hugo Stöckig St Co., Dresden. Prospekt über Union-Kameras
mit Anastigmaten.
Otto Spitzer, Berlin W 30. Prospekt über das Rocktaschen-
stativ „Piccolo" und sonstige Neuheiten.
Lehr- und Versuchsanstalt für Photographie, Lichtdruck
und Gravüre zu München. Die Oster-Meisterkurse, welche von ver-
schiedenen Ministerien unterstützt wurden, waren von 71 Teilnehmern
besucht. — Das neue Unterrichtsjahr beginnt am 17. September.
Statuten versendet die Direktion, Rennbahnstr. II. — In den Lehr-
körper, der jetzt 10 Personen umfaßt, traten neu ein: Kunstmaler
Naegele, H. Wetteroth, A. Aichinger. — Die Anstalt nimmt von
jetzt an auch Damen auf.
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
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Zeirtchrift für wIKenichaftllche Photographie,
PhotophyHk und Photodiemie
IV. Band. 1906. Heft 8.
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
Von Charles Morgan Olmsted.
Mit 3 Figuren.
Inhaltsübersicht: § i. Historische Einleitung. — § 2. Eigene Unter-
suchungen, Apparate und Methoden. — § 3. Allgemeine Bemerkungen über die
Spektra. — § 4. Salze von Calcium. — § 5. Salze von Strontium. — §6. Salze
von Baryum. — § 7. Fluoride von Ca, Sr, Ba. — § 8. Salze von Magnesium. —
£ 9. Beryllium. — § 10. Nachweis einer Gesetzmäßigkeit in den Spektren und
Beziehungen der Spektren der verschiedenen Verbindungen. — $ II. Allgemeine
Beziehungen zwischen den Verbindungsbanden. — § 12. Ähnlichkeit der Struktur
der Bandenserien in den Spektren von Calciumchlorid, -bromid und -jodid, Strontium-
chlorid, -bromid und -jodid, Baryumchlorid, -bromid und -jodid. — § 13. Be-
ziehungen der Banden zum Atomgewicht.
§ 1. Historische Einleitung.
Die Untersuchungen von Mitscherlich, 1864, 1 ) bewiesen, daß
Verbindungen eigene Spektra besitzen, verschieden von denen ihrer
Komponenten, und eröffneten damit ein interessantes und wichtiges
neues Feld der Spektroskopie. Aber die Zahl der auf diesem Ge-
biete ausgeführten Untersuchungen ist überraschend klein, wenn man
sie mit denen der Elementenspektra vergleicht. Und doch ist eine
Kenntnis der Verbindunsspektra nicht nur praktisch wichtig für den
Chemiker, und zur Deutung der Spektra gewisser Sterntypen für
den Astrophysiker, sondern sie werden, wenn einmal ihre Struktur-
gesetze erkannt sein werden, ein ausgezeichnetes Mittel zur Er-
forschung der Materie, des Molekels, bilden. Der Deutung der
Linienspektra, der Spektra der Atome, steht die große Schwierigkeit
im Wege, daß wir über den Unterschied zwischen verschiedenen
Atomen nichts wissen, so lange das Rätsel des periodischen Gesetzes
ungelöst bleibt. Bei Verbindungen aber können wir bekannte
Änderungen vornehmen und die Wirkungen beobachten.
1) Die Jahreszahl deutet auf die Bibliographie am Schluß dieser Arbeit hin.
Z«itschr. f. witt. Phoc 4. 1*)
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256
Olmsted.
In diesem Sinne scheint die Untersuchung von Molekular-
spektren aussichtsreicher, als die von Atomspektren. Freilich könnte
die Tatsache, daß die Verbindungsspektra ausschließlich aus Banden
bestehen, die entweder in eine Unzahl von Linien auflösbar sind,
oder nicht, daß also die Spektra äußerst kompliziert sind, als eine
Schwierigkeit erscheinen, welche die genaue Untersuchung hindert.
Da aber Untersuchungen von Deslandres, 1886 und 1887, und
ihre Prüfung durch manchen anderen, z. B. Liveing und Dewar,
1888, Kayser und Runge, 1889, Arnes, 1890, — gezeigt haben,
daß alle Banden, wenn sie einmal aufgelöst worden sind, mehr oder
weniger genau durch mathematische Formeln dargestellt werden
können, welche gestatten, ein Band als eine Einheit zu behandeln,
und da ferner ein Band eine deutliche Individualität besitzt, wie
keine Linie, außer, wenn sie im magnetischen Felde, unter Druck,
oder dergl. beobachtet wird, so scheint es, daß genaue Messung
und Untersuchung der Banden einer Zahl nahe verwandter Ver-
bindungen mit besonderer Rücksicht auf die Möglichkeit bestimmter
Beziehungen zwischen ihnen von erheblichem Interesse sein dürfte.
Auf den Vorschlag von Professor Kayser habe ich eine Unter-
suchung in dieser Richtung vorgenommen.
Mitscherlich, 1864, der Pionier auf diesem Gebiete, unter-
suchte eine große Zahl von Verbindungen, welche er auf ver-
schiedene Weise, elektrisch und durch Wärme, zum Leuchten brachte.
Aber obgleich er mehrere gute Zeichnungen der Spektra herstellte,
bestimmte er keine Wellenlänge, so daß nur allgemeine Beziehungen,
welche er zwischen den Haloiden von Calcium, Strontium und
Baryum fand, wissenschaftlichen Wert haben. Er fand, daß die
sichtbaren Spektren der Chloride, Bromide und Jodide dieser Erd-
alkalien ähnliches Aussehen haben, aber desto mehr nach dem roten
Teil des Spektrums hin liegen, je höher das Atomgewicht ist. Etwas
später untersuchte Lecoq. 1874, eine erhebliche Zahl von Ver-
bindungen in Flamme und Funke zwischen flüssigen Elektroden
und maß Wellenlängen. Lecoq, 1870, bespricht die Banden von
BC1 2 , BaBr, , BaJ a , und gibt eine Formel von folgender Gestalt
x = »(1 + <])* + n{\ + ff
D - A
A = Zunahme des Atomgewichts vom ersten Molekel zum zweiten.
/> = Zunahme des Atomgewichts vom zweiten Molekel zum dritten.
Die Bandenspektra nahe vetwandter Verbindungen. 257
// = Zunahme der Wellenlänge vom Mittelpunkt des ersten Spek-
trums zum Mittelpunkt des zweiten.
x = Zunahme der Wellenlänge zwischen zweitem und drittem
Spektrum.
Diese Formel soll gelten, wenn man mit demselben Metall ver-
schiedene Haloide verbindet. Bei Anwendung auf die Baryumsalze
ergeben sich indessen nahezu halb so große Zahlen. Lecoq gibt
eine einfache Formel
JT—»(I+ q) %
für den Fall, daß das Haloid des Molekels unverändert bleibt und
das Metall verändert wird, aber Zahlen, welche die Genauigkeit der
letzteren Formel erkennen ließen, werden nicht gegeben. Die
größere Einfachheit der zweiten Formel soll andeuten, daß das
Metall derjenige Teil ist, welcher die Schwingungen regiert.
Ungefähr zur gleichen Zeit fanden Troost und Haute feuille,
1871, und Ditte, 1871, daß ein Anwachsen des Atomgewichts eine
Verschiebung des Lichtmaximums nach Violett hervorbringt. Julius^
1891, fand, daß die Maxima mehr nach dem Rot hinrücken, wenn
das Atomgewicht vermehrt wird — siehe Kayser, 1902, S. 492
bis 495. Neuerdings hat Hartley, 1894, bei der Besprechung der
Messungen der Spektra von Elementen und Verbindungen in der
Knallgasflamme Bemerkungen über die Spektra von Schwefel, Selen,
Tellur gemacht, nach welchen mit wachsendem Atomgewicht die
Banden näher aneinander rücken. Hartley und Ramage, 1901,
verallgemeinern dies mit Rücksicht auf die Bandenspektra der
Metalle: „Bestimmte Gruppen von Elementen geben Bandenspektra,
welche nach der weniger brechbaren Seite abschattiert sind, z. B. die
Metalle Kupfer, Silber und Gold, Aluminium und Indium, Beryllium
und Lanthan. Andere zeigen Bandenspektra, welche nach der
brechbareren Seite abfallen, wie Magnesium, Zink, Kadmium. Es
ist klar, daß Elemente, die zu derselben Gruppe des periodischen
Systems gehören, Bandenspektra zeigen, welche ähnlich gebaut sind;
und daher haben die ähnlich gebauten Molekel der Elemente ähn-
liche Schwingungen sowohl bei der niederen Temperatur der Flamme,
als auch bei der höheren Temperatur des Bogens. Bandenspektra
stehen daher in einer Beziehung zum periodischen Gesetz."
Diese allgemeinen Resultate, die sich auf die Spektra der Ele-
mente beziehen, können mit den Resultaten an Verbindungen ver-
glichen werden; denn seit Plücker und Hittorf, 1865, entdeckten,
daß manche Elemente sowohl Linien- wie Bandenspektra haben, ist
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258
Olmsted.
es üblich geworden, anzunehmen, daß die Bandenspektra hervor-
gebracht werden durch das Molekel in der gewöhnlichen oder einer
allotropcn Form. Eine Untersuchung über das Spektrum des Queck-
silbers durch Ed er und Valenta, 1864, scheint zu zeigen, daß auch
einfache Atome Bandenspektra hervorrufen können, da das gewöhn-
liche Quecksilbermolekel einatomig ist; indessen ist der Ursprung
der Spektra erster Klasse der Elemente überhaupt sehr unsicher,
und man könnte an eine allotrope Form des Molekels denken.
Eine ganz neue Veröffentlichung von Fabry, 1905, enthält die
erste bestimmte Beziehung zwischen den Banden verschiedener Ver-
bindungen, welche gefunden worden ist. Fabry mißt die Banden
der Fluoride von Calcium, Strontium und Baryum im elektrischen
Bogen mit einer Genauigkeit von i: 10000 und findet, daß die
Banden zusammengesetzt sind aus einer Reihe schmalerer Bänder,
von denen jedes eine scharfe Kante nach der violetten Seite hin
besitzt. Die Calciumverbindung hat elf Serien, Strontium 16 Serien
und Baryum 6 Serien. Die Calcium- und Strontiumserien können
ausgedrückt werden durch die Gleichung:
N= A — {Bm + Cf
N bedeutet die Schwingungszahl eines Bandenkopfes; m wächst von
o für den stärksten Kopf eines Bandes um je eine Einheit; A und C
sind immer positiv; B kann positiv und negativ sein. In allen drei
Serien liegen die Bänder weiter auseinander und werden schwächer,
je mehr man sich vom Hauptband entfernt. Aber die Köpfe der
Serie von Baryumflorid werden enger, je mehr man sich vom Haupt-
bande entfernt. Die Gleichung lautet daher:
N=A + {Bw + C]\
Hier ist B immer negativ. Die Calciumserie und die Strontium-
serie sind äußerst ähnlich, aber die Baryumserie unterscheidet sich
von ihnen. Die Konstante C hat den gleichen Wert für Strontium
un Calcium. A ist immer größer und B immer kleiner für Stron-
tium, als für Calcium, wenn man entsprechende Serien vergleicht,
d. h. die Strontiumköpfe liegen näher zusammen, und weiter nach
Rot, als die Calciumköpfe.
Es ist klar, daß, wenn allgemeine Gesetze zwischen den Spektren
verschiedener Verbindungen existieren, sie nicht aufgelunden werden
können, bevor eine viel größere Anzahl genauer Beobachtungen
gesammelt worden sind, als bisher existieren. Bei der Behandlung
dieser Spektra hat Deslandres, 1886, 1S87, 1903, drei Gesetze
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
259
aufgestellt, welche man als annähernd genau annehmen kann, oder
man kann auch Abänderungen derselben, wie sie oben bei Fabry
erwähnt sind, benutzen. Auch die Arbeiten von Liveing und
Dewar, 1888, Kayser und Runge, 1889, Arnes, 1890, Thiele,
1897, 1898, 1899: King, 1901, und Jungbluth, 1904, sind zu
erwähnen, und die ausführliche kritische Besprechung aller außer
den beiden letzten in dem Buch von Kayser, 1902. Eine neue
Abhandlung von Lester, 1904, enthält mancherlei über die Struktur
der atmosphärischen Absorptionsbänder und ihre Beziehungen.
1 . Banden bestehen aus einer Serie von Linien, deren Schwingungs-
zahlen der Gleichung folgen
N = « + A m 3 ,
wo u eine Konstante bedeutet, welche die erste Linie in der Serie
darstellt, und von O an wächst um je eine Einheit oder ein Viel-
faches davon.
2. In den meisten Banden sind mehrere nahezu identische Serien
vorhanden, wobei die Zahl der Serien die gleiche ist für alle Bänder,
welche derselben Substanz angehören.
3. Die Köpfe der Bänder bilden Serien, welche ähnlich an-
geordnet sind, wie die Serien der Linien, d. h. sie folgen der
Gleichung
A r = ßn* 4- C.
Alle die Linien einer Bandenserie sind daher ausgedrückt durch
die Gleichung:
A' = Am* + Bn l 4- C.
Dcslandres bemerkte auch, daß die Quadrate der Konstanten C
für die verschiedenen Bandenserien eine arithmetische Reihe bilden,
d. h. C 1 = C x f> 2 + y , wo / eine ganze Zahl bedeutet, und dali die
A nicht genau konstant sind für alle Bänder, sondern eine Funktion
von ri l und p % . Das ganze schwingende System kann daher aus-
gedrückt werden durch die Gleichung:
N = /(»*, /*) m s + fin* — f :/>* + y,
wenn die Bänder nur eine Serie von Linien enthalten. Sind mehrere
Serien vorhanden, so muß für jede eine neue Formel aufgestellt
werden.
Weitere Quellen, aus welchen Angaben über Verbindungsspektra
gefunden werden können, sind: Lock y er, 1873: Salze mit schwachen
Funken im Wasserstoff; Zeichnungen nach Wellenlängen der Bander
260
Olmsted.
von Strontiumchlorid, -bromid und -Jodid werden gegeben, wobei
die violetten Händer des Jodids erscheinen.
Liveing und Dewar, 1881, über MgO.
Liveing und Dewar, a) über Magnesiumwasserstoff.
Deslandres, 1888, über CO, C0 2 und Kohlenwasserstoffe.
Eder und Valenta, 1890, Spektra von brennenden Kohlenwasser-
stoffen — prachtvolle Photographien.
Eder und Valenta, 1893, Oxyde und Chloride von Ca, Sr und Ba
in der Bunsenflamme.
King, 1905, die Chloride von Ca, Sr und Ba im elektrischen Ofen.
Wiedemann, 1904, gibt Zeichnungen mit Wellenlängen der starken
Banden im langwelligen Teil des sichtbaren Spektrums aller
Haloide von Ca, Sr und Ba. Diese Bänder sind zum großen
Teil dieselben, welche Mitscherlich, 1864, Lecoq, 1874,
Lockyer, 1873, und Eder und Valenta, 1893, behandelt
haben.
§ 2. Eigene Untersuchungen, Apparate und Methoden.
Wegen der nahen chemischen Verwandtschaft habe ich als
Material für meine Untersuchung die Haloidsalze der Erdalkalien
gewählt und deren Spektra in der Sauerstoffleuchtgasflamme photo-
graphiert, vom Gelb bis ins Ultraviolett. In diesen Photographien
fehlen die roten Bänder der Salze von Ca und Sr, aber sie ent-
halten manche neue Bänder im Violett und Ultraviolett, welche
sehr regelmäßig gelagert sind. Die oben erwähnten Bänder der
Baryumsalzc fehlen in diesen Photographien und ebenso andere im
Ultraviolett.
Die Methode und die benutzten Apparate waren folgende: Ein
kleines Konkavgitter von Rowland und mit 16000 Linien pro inch
und 1 Meter Krümmungsradius diente als Spektroskop. Das Gitter
war fest in einem Metallkasten montiert, so daß das Spektrum erster
Ordnung, welches bei diesem Gitter ungewöhnlich lichtstark ist, von
den D-Linien bis etwa 2300 auf den Film fällt, wobei das Violett
genau normal ist. Es wurden dicke steife Films von Schleussners
orthochromatischer Emulsion benutzt, da dünne Glasplatten bei der
starken Krümmung des Plattenhalters — Radius 0,5 m — brachen.
DieSalze wurden womöglich pulverisiert und in Streifen von Filtrier-
papier eingerollt und die Salzrollen in die Flammen eines gewöhnlichen
Knallgasbrenners eingeschoben. Diese von Hartley benutzte Methode,
— s. Kaysers Handbuch Bd. I, S. 151 — gab eine große Dampf-
Die Bandensp'Mra nahe venvandter Verbindungen. 26 1
dichte und sehr helle Flamme. Die Flamme stand horizontal und
war direkt auf den Spalt gerichtet, wobei das Licht durch eine
Quarzlinse auf ihm konzentriert wurde. Der Spalt war immer eng.
Falls sich an dem Ende der Rolle starke Oxyde bildeten, ohne ab-
zufallen — z. B. bei Magnesium Verbindungen — wurde es not-
wendig, Kohlestäbe zu benutzen, auf welche die Salze gelegt wurden.
Dann aber bedingte das Verspritzen geringere Helligkeit und Zeit-
verlust durch die notwendige Erneuerung, so daß die Expositions-
zeit wuchs.
Zum Vergleich wurde der Eisenbogen benutzt. Er wurde direkt
vor und nach jeder Exposition Photographien. Durch Blenden in
passender Entfernung vor dem Spalt wurde bewirkt, daß schmale
Eisenspektra zu beiden Seiten der Bandenspektra lagen.
Die Films zeigen eine Dispersion von etwa 16,8 A für 1 mm.
Sie wurden in einem Rahmen auf einer Glasplatte eben gehalten.
In dieser Weise wurden sie gemessen mit etwa zehnfacher Ver-
größerung auf einer Teilmaschine, welche gestattete, 0,06 A direkt
und 0,006 A durch Schätzung abzulesen. Diese Maschine ist be-
schrieben in Kaysers Handbuch Bd. I, 1900. Zur Einstellung
wurde ein einzelner Faden benutzt, welcher das Bandenspektrum von
Eisen zu Eisen kreuzte. Die Messung wurde vorgenommen, indem
man die Platte von Violett nach Rot unter dem Faden vorbeiführte,
dann in umgekehrter Richtung zurückging; bei der ersten Messung
wurde auf die obere Eisenlinie eingestellt, beim Rückgang auf die
untere, und dadurch wurden Fehler, welche durch eine eventuelle
Schiefstellung des Fadens hätten entstehen können , vermieden.
Durch Verschiebung des Films um eine halbe Umdrehung und eine
zweite Messung wurden auch periodische Fehler der Schraube be-
seitigt. Es erwies sich unmöglich, das Eisen direkt auf die Banden
zu photographieren, da die Banden zu schwach waren. Aus dem-
selben Grunde war es nötig, die zwei Eisenspektra in einiger Ent-
fernung vom Bandenspektrum zu halten. Die Eisennormalen wurden
der Liste von Kayser, 1900 und 1001, entnommen und lagen in
Abständen von etwa 100 A.
Die Bandenköpfe wurden entweder direkt unter dem Mikroskop
gemessen, oder nachdem sie mit einer feinen Nadel unter einer Lupe
mit einem Punkt bezeichnet waren. Nur diejenigen Banden wurden
so bezeichnet, welche zu schwach oder unscharf waren, um unter
dem Mikroskop gut sichtbar zu sein. Die Erfahrung zeigte, daß
nach einiger Übung die Punkte innerhalb 0,17 A genau angebracht
2Ö2 Olmsted.
werden konnten, d. h. innerhalb 0,0 1 mm, — wenn der Kopf nicht
zu unscharf war. Viermaliges, unabhängiges Punktieren genügte
daher, um bis auf 0,1 A zu messen.
Dieser Wert, ±0,1 A, bedeutet ungefähr die Genauigkeit meiner
meisten Messungen, auch für starke Köpfe, die nicht punktiert waren.
Dabei ist aber zu bemerken, daß im Falle von unscharfen Bändern
die angegebene Wellenlänge nicht bis auf 0,1 A richtig ist. Da die
Genauigkeit aber im allgemeinen größer als eine Einheit ist, werden
auch die Zehntel in den meisten Fällen angegeben. Die einzige
Art, auf welche der wahrscheinliche Fehler irgendeines bestimmten
Bandenkopfes gefunden werden könnte, wäre der, daß man ver-
schiedene Photographien mißt Die großen Unterschiede in der
Stärke und Schärfe der Banden auf verschiedenen Photographien
derselben Verbindung läßt es indessen zweckmäßig erscheinen, nur
die beste zu messen, was auch immer geschehen ist. In manchen
Fällen waren viele Versuche nötig, bevor überhaupt Banden erhalten
wurden. Daher kann die Genauigkeit nur geschätzt werden aus der
Beschreibung eines Bandes, indem die Ungenauigkeit wächst mit
der Schwäche und Unscharfe. Für einzelne wenige scharfe Bänder
— z. B. MgFl, , MgCl , usw. ist die Messungsgenauigkeit erheblich
größer als ± 0,1 A; sie beträgt etwa ±0,02 A, und daher werden
in diesen Fällen in den Tabellen auch die Hundertstel angeführt.
Aber der absolute Wert solcher Bänder, welcher in diesen Fällen
gegeben ist, ist vielleicht nicht ganz so genau, denn bei der be-
nutzten Methode der Abbiendung vor dem Spalt, bei der langen
Expositionszeit, bei den notwendigerweise weit getrennten Eisen-
spektren kann eine Verschiebung von ein paar Hundertstel leicht
vorkommen und unbemerkt bleiben, falls zufällig eine scharfe be-
kannte Linie in der betreffenden Gegend fehlt. Falls aber eine
scharfe Linie vorkam, so wurde sie zur Konirolle gemessen.
ij 3. Allgemeine Bemerkungen über die Spektra.
Jedes der folgenden 16 Spektra ist in folgender Weise zu-
sammengesetzt: Es enthält die Bänder und Linien der SauerstoH-
Leuchtgasflamme, die Linien und Bänder von Verunreinigungen,
einen kontinuierlichen Grund, die Linien und Bänder, welche cha-
rakteristisch sind für das Metall der Verbindung, und endlich die
Bander der Verbindung selbst.
Eine Liste der Bänder der Leuchtgas-SauerstofTflamme wird
unten gegeben und eine Liste der Verunreinigungen, welche in jeder
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Die Bandenspektra nahe vcnvandter Verbindungen. 263
Verbindung aufgefunden werden, befindet sich in der Besprechung
jedes Metalls. Die benutzten Salze waren meistenteils „reine"
Handelsware, aber in dem Fall einer als „Purissime" bezeichneten
Probe von Calciumjodid erwiesen sich die Verunreinigungen genau
ebenso stark. In diesem fall erschienen Na, Ba, Sr, Mn, K, Cu,
Ag und 17 Linien von Eisen.
Die große Anzahl von Metallinien, welche in den Spektro-
grammen erscheinen, ist bemerkenswert Eine Liste derselben mit
Intensitätsangabe findet sich bei jedem Metall. Einige von ihnen
wurden zur Kontrolle bei den Messungen verwendet und stimmten
bis auf wenige Hundertstel A überein. Die übrigen wurden identi-
fiziert durch Vergleichung mit einem Bogenspektrum, welches mit
demselben Gitter aufgenommen war.
Viele von den Verbindungen zeigen charakteristische Banden,
welche denen des Calciumchlorid ähnlich sind, und daher kann die
Beschreibung, welche der Tabelle dieses Salzes vorhergeht, auch für
sie dienen. Ausnahmen bilden die Fluoride, die Salze von Mag-
nesium und von Baryum; sie werden besonders beschrieben.
Der kontinuierliche Grund ist im allgemeinen gleich beschaffen
für die verschiedenen Verbindungen desselben Metalls, aber er ist
oft sehr verschieden auf verschiedenen Photographien derselben Ver-
bindung. Er erstreckt sich, wenn besonders stark, vom Gelb bis
ins Ultraviolett, nahe bis 3200 bei Mg und Ca und bis etwa 3500
bei Sr und Ba. Mg, Ca und Sr haben schwache Partien im Grün,
was noch verstärkt wird durch die Unempfindlichkeit der Films in
diesem Teile.
Das Spektrum jeder Verbindung enthält einige Bänder, welche
sich in allen Verbindungen desselben Metalls wiederfinden. Diese
Bänder können in zwei Klassen geteilt werden: Solche, welche
schmal, unscharf und abschattiert nach Rot oder Violett sind; und
solche, welche breit sind, gewöhnlich auflösbar, scharfe Kanten
haben, die gewöhnlich durch ein Linienpaar bezeichnet sind, und
welche nach Rot abschattiert sind. Die Bänder der ersten Klasse
sind am stärksten in einer Gegend, welche auf der kurzwelligen
Seite der violetten Chloridbanden liegt. Die Bänder der zweiten
Art bilden Kannelierungen, welche über den kontinuierlichen Grund
verteilt sind und in Gegenden liegen, welche die Banden der Ver-
bindungen und der Metalle selbst, aus welchen sie entstehen, um-
fassen. Es ist klar, daß beide Klassen entweder vom Oxyd oder
vom Metall selbst herrühren. Es ist üblich, alle gemeinsamen Bänder
264
Olmsled.
dem Oxyd zuzuschreiben, und nur die Linien für das Metall in
Anspruch zu nehmen. Aus folgenden Gründen halte ich es für
wahrscheinlicher, daß die Banden, welche Kannelierungen bilden,
vom Metall selbst herrühren, und habe sie daher in den folgenden
Tabellen überall Metallbanden genannt: i. Die Spektra der Haloide
von Ca zeigen diese Banden deutlich neben vielen Metallinien, aber
das Spektrum von Calciumnitrat, welches ein sehr starkes Oxydband
im gelben besitzt, dagegen wenige Metallinien, zeigt diese Bänder
gar nicht. 2. Das Aussehen und die Anordnung der Metallbänder
ist ähnlich denen der Metallbänder, welche Hartley, 1894, photo-
graphiert hat, z. B. den Banden von Blei oder Antimon, auch den
Absorptions- und Fluoreszenzbanden von Na — s. Wood, 1905.
In der Tat sind diese Banden in bezug auf ihre Breite und Regel-
mäßigkeit ähnlich den Banden fast aller einfachen Molekeln, sei es
von Metallen oder Metalloiden. Im Gegensatz dazu sind die Oxyd-
bänder gebildet durch übereinander gelagerte Reihen sehr enger
Bänder, die nach verschiedenen Richtungen abschattiert sind und
sehr diffuse Flecken bilden. Auch die Tatsache, daß sie dicht auf
der violetten Seite der Chloridbänder liegen, ist vielleicht von Be-
deutung, da diese Lage in Übereinstimmung steht mit der all-
gemeinen Regel für die Beziehung von Lage und Atomgewicht, wie
sie sich aus den Haloiden ergibt.
Eder und Valenta, 1893, haben sehr schwache Banden im
Violett oder Ultraviolett des Nitrats oder Chlorids von Ca, Sr und
Ba im Bunsenbrenner gefunden. Sie betrachten sie als Oxydbanden.
Sie sind zu schwach, um im Druck zu erscheinen, und die Wellen-
längen, welche die stärksten Punkte der Banden bezeichnen, stimmen
nicht mit meinen Messungen der Köpfe. Wenn die Wellenlängen
bei Eder und Valenta bis auf einige A genau sind, so müssen die
Bänder, falls sie mit meinen übereinstimmen, im Spektrum des
Bunsenbrenners ganz anders aussehen, als in dem der Knallgas-
flamme, in welchem die stärksten Punkte mit den Köpfen zusammen-
fallen. Im Falle von Ca finde ich, daß manche der Oxydbanden von
Eder und Valenta sehr nahe meinen Chloridbanden entsprechen,
obgleich Eder nnd Valenta ausdrücklich sagen, daß die Banden
sowohl beim Chlorid als beim Nitrat erscheinen. Zwei von Eder
und Valentas Banden entsprechen Oxydbändern und den stärksten
Metallbandcn. Es ist möglich, daß die Bänder, welche nicht ent-
sprechend den Bändern von Chlorid, Oxyd oder Metall sind, Bänder
des Nitrats sind. Dadurch wurde die Tabelle von Eder und
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DU Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 265
Valenta für das Oxyd von Ca ein Gemisch von Banden werden,
welche von Oxyd, Chlorid, Metall und Nitrat herrühren. Das Vor-
kommen von Nitratbanden wird wahrscheinlich gemacht dadurch,
daß Bänder, die zweifellos zu Nitrat von Sr gehören, in dem
Spektrum des Atlas von Hagenbach und Konen, 1905, er-
scheinen. Wenn Bänder von Calciumnitrat existieren, so kann ihr
Fehlen in meinem Nitratspektrum erklärt werden durch die schnellere
Dissoziation in der heißeren Flamme und die Stärke des kontinu-
ierlichen Grundes in der Gegend zwischen 4000 und 4500.
Abkürzungen.
a = Wellenlänge in Ängström.
' . to* =» Wellcnzahl für 1 cm, d. h. Zahl der Schwingungen, welche die Licht-
quelle macht, während das Licht sich 1 cm fortpflanzt.
Bd -* Bande. K - Kopf oder Kante,
sm = schmal. Ke = Köpfe oder Kanten,
sf = scharf. F = Paar,
sw = schwach. d = doppelt,
st = stark. ug = ungefähr,
dif = diffus.
R; V; U-V = Rot, bzw. Violett, bzw. Ultraviolett.
abs = abschattiert ; also : abs R = abschattiert nach der Seite der langen Wellen ;
abs V = abschattiert nach der der kurzen Wellen.
x = Punkt größter Intensität einer Bande. Von Bedeutung bei manchen Banden,
die in Serien angeordnet sind: außerdem zur Erkennung von Banden, deren
Köpfe zu schwach sind.
Die Sauerstoff-Leuchtgasflamme.
A
nach Edcr(i8f)0)
Beschreibung
[ Die stärksten Banden, die immer auftreten, sind:
3064 ! K der H s O-Bande. in Linien aufgelöst, abs R.
3873 j Kleiner, zuweilen in sw Linien aufgelöster Fleck.
3890 K einer Serie von Linien, nach R laufend.
sehr st Bd, abs V, in Linien aufgelöst.
Fleck aus Serien von überlagernden Linien.
Bei sehr langer Beiich tungidauer erscheint die zweite Wasser-
dampfbande:
H.O.
43<5
4325 1
437' j
2811
47J&
5«64
5634
Bei Benutzung von Holzkohlestübchen und zuweilen auch bei
Anwendung von Papierrollen kommen folgende Kohlenstotr-
banden schwach vor:
Kopf einer Gruppe von 4 Banden, abs V.
.1 i, 3 »» "
,» „ 1, .1 3 ■•
Digitized by Google
266
Olmsted.
§ 4. Salze von Calcium.
Banden und Linien gemeinsam in Calciumfluorid, -chlorid, -bromid
und -jodid.
Verunreinigungen: Na, Sr, Ba, Mn, K, Cu, Ag und Fe.
Flammenlinien von Calcium:
X <J tt
Ä Bern.
1 N S 'V
O 3624,2 ^ " '5
. l363<>,9) ' N.S.
U6 3 i.if ■ 5 : 4
o 1 2 o)^44.5l IN.S 3
13644.71 5 , 3
0113 3706,5 8
? : ? ? ? 3737,1 •) ; 4
- 15 20 12 3933.8 K 4
5 ; 10 15 0 3968,6 H 4
500 500
5
8
5
Kern .
4226,0
4283.2
3!4289,'i
3 4299,2
15 104302,7
4'43°7,'»
5 43'M
iN.S.
10
2
o
3 7 4 j4425,6 1 ^- S ' o (
3
••
1
o
0 o
01 I
7 4 4435.9
16 11 4454,9
4 2 4456,1
4 24456,8
1 05262,5
' 1 5 26 5.7i
2 2 5270,51
Banden: Im Gelbgrünen wurden folgende Oxydbanden gefunden
(die Wellenlängen sind nach Eder und Valenta): 5374, 5428, 5517,
5543, 5727-
Tabelle 1 enthält die violetten und ultravioletten Banden, welche
in allen Calcium -Haloidspektren auftreten. Über ihren Ursprung
und ihre Übereinstimmung mit Eder und Valenta ist oben ge-
sprochen worden. Manche dieser Banden stimmen vielleicht mit
Banden überein, die King, 1905, im Spektrum des elektrischen
Ofens gefunden hat. Über die Übereinstimmung sehe man die Be-
merkungen in folgender Chloridtabelle. Diese Banden bilden eine
Gruppe von Serien, die noch besprochen werden sollen.
Tabelle 1.
U-V. Banden dem CaFl 8 , CaCl 2 , CaBr 2 und CaJ, gemeinsam.
Beschreibung
Sämtlich« ßanckn bind abs R. Sic gehören
wahrscheinlich dem Metall an.
besonders sw und dif, vielleicht mit Oxyd-
banden gemischt.
1 i A 10 Bei
io s Bemerkungen
1 3286,4 30420
'Vi 1 334/.«' 298.72
'\» 3408.6 29337
1) Bedeutet: Krstc Nebenserie, fünftes Glied.
2) Intensität unsicher wegen l''e-Linie bei 3737,3.
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 267
Tabelle I (Forsetzung).
:
1
*
2
3428,8
29164
E. u. V. 3429
f I
3472,3
25799
1 2V i
3494*9
28613
E. u. V. 3494
Besonders sw und dif. vielleicht mit Osvd-
1
35 5^» '
281 17
banden gemischt.
1
0
3564,5
28055
0
3581,5
27921
1
3590,0
27855
0
3631,1
27540
2
3<>57,3
27342
1
3691,8
27087
King 3691 (?)
Teilweise aufgelöst (enge Paare)
3
3754.4
26636
King 3766 (?)
»» ♦* JJ 1»
4
3774.5
26492
3833.0
26083
King 3835 (?)
2
3858,0
25920
0
3880
25773
2
3896,1
25667
King 3892 (?)
;
3968,4
2 51Q9
King 3959 (?l
1
3900
2 5 0 63
0
4068
24582
E. u. V. 4084
6
4084,6
24482
Teilweise aufgelöst (enge Paare)
5
4106.3
24353
1
4124
24248
3
4204,4
23785
Bromid-Bd?
1
43»i
23196
Sehr verdeckt durch den kontinuierlichen
4337
23057
Grund
3
4352.o
22978
1
4368
22894
1
4384
22810
2
4403.3
22710
Calciumchlorid.
Dieses Spektrum zeigt die Bänder und Linien der Tabelle 1,
ferner ein Band im Gelbgrün, welches über die Oxydbanden über-
lagert ist, die Bänder von Lecoq im Rot, endlich die folgenden
Bänder der Tabelle 2 im Ultraviolett, welche dem Chlorid eigen-
tümlich sind. Diese Bänder entsprechen vielleicht zum Teil Bändern,
welche King, 1905, im elektrischen Ofen fand, nahezu auch einer
Anzahl der Oxydbanden von Ed er und Valenta. Da die Bänder
sehr schwach sind, muß auf eine Flamme von blendender Helligkeit
beinahe eine Stunde exponiert werden mit einem Gitter, welches ein
gutes Eisenbogenspektrum in 7 Sekunden gibt.
King findet fünf Bänder im Ultraviolett, welche sowohl Bändern
von Calciumchlorid als Calciummetall entsprechen. Er meint, daß
diese Bänder zum Oxyd gehören, aber meine Photographien zeigen,
daß diese Bänder im elektrischen Ofen wahrscheinlich ein Gemisch
26S
Olmsted.
der Bänder von Metall und Chlorid sind, und daß die Wellenlängen,
welche King gibt, dem entsprechen, was man durch eine Super-
position der stärksten Chlorid- und Metallbänder erhalten würde.
Wenn Kings Spektra von Metall und Chlorid in jeder Beziehung
identisch waren, so befand sich wahrscheinlich etwas Chlorid in
dem Ofen, in welches das Metall gebracht wnrde. King bemerkt
übrigens, daß die Bänder stärker erscheinen, wenn sich Chlorid im
Ofen befindet. Ich betrachte diese Bänder des elektrischen Ofens
als einen weiteren Beweis dafür, daß die Bänder, welche ich dem
Metall zuschreibe, wirklich von diesem und nicht vom Oxyd her-
rühren: nämlich eine Reduktion ist wahrscheinlicher im elektrischen
Ofen, als eine Oxydation. Außer den Messungen von King sind
auch die Oxydbanden von Eder nnd Valenta, welche wahr-
scheinlich vom Chlorid oder vom Chlorid und Metall herrühren,
unter „Bemerkungen" in folgender Tabelle 2 angeführt.
Wegen der großen Ähnlichkeit zwischen den violetten nnd ultra-
violetten Banden von CaCl 2 , CaBr,, CaJ a , SrCl^, SrBr a , SrJ a kann
die folgende Beschreibung der Bänder von Calciumchlorid auch für
die übrigen Bänder gelten. Die Bänder sind sämtlich nach Rot
abschattiert und sind aus Serien von Paaren zusammengesetzt,
welche nach Rot hinlaufen. Die Paare sind sicher in manchen
Fällen, und wahrscheinlich in allen, Köpfe von schmaleren Banden,
die nach Rot abschattiert sind. Wegen des starken kontinuierlichen
Grundes, auf welches die Bauden am unteren violetten Ende ge-
lagert sind, ist es oft unmöglich zu sagen, ob die Schattierung
zwischen zwei Köpfen von Bändern herstammt oder einfach vom
kontinuierlichen Grunde. Da die Bänder der anderen Calciumsalze
und ebenso die der Strontiumsalze in der gleichen Weise gebaut
sind, habe ich nach einer Betrachtung aller Bänder geschlossen, daß
jede Linie den Kopf einer sehr schmalen nicht auflösbaren Bande
bildet, welche nach Rot abschattiert ist, wobei das Band selbst in
manchen Fällen so schwach ist, daß es unkenntlich wird, und in
anderen Fällen so stark, daß der Kopf kaum als besondere Linie
sichtbar wird. Wegen der Verschiedenheit dieser schmalen Bänder,
wegen ihrer verschiedenen Lagerung und Entfernung in den brei-
teren Bändern sehen diese sehr verschiedenartig aus. Wie späterhin
auseinandergesetzt wird, bilden diese breiteren Bänder identische
Serien, die von kleinen zu großen Wellenlängen laufen. Die Inten-
sität beginnt sehr schwach an dem ultravioletten Ende, wächst all-
mählich zu einem Maximum, und gleichzeitig rückt der stärkste
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Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
269
Punkt in der Bande, welcher zuerst weit vom Kopf entfernt ist, all-
mählich an diesen heran, um sich dann wieder zu entfernen. Das
stärkste Band jeder Serie hat seine maximale Intensität am Kopf,
und auch die Bänder selbst, aus denen das Band maximaler Stärke
zusammengesetzt ist, sind besonders stark, so daß das ganze Band
ein besonderes gleichmäßig dichtes Aussehen erhält. Die Erstreckung
und Teilung der benachbarten Bänder nimmt zu mit dem Abstand
vom maximalen Band nach beiden Seiten, wobei die Bänder nach
der violetten Seite besonders gestreckt sind. Für den Ausdruck
der Serie durch eine Formel hat das maximale Band eine Be-
deutung (siehe S. 325, nächstes Heft dieser Zeitschrift).
In den Tabellen sind die Bänder bezeichnet durch: . . . A r ,
A^, A aa , Ab, A c . . . usw.; und B r , ß^, B^, B b , B c . . . usw. Da-
bei bezeichnen „A" und „B" die Serie, und a, ß ; y usw., a, b,
c usw. die Entfernung von der Hauptbande.
Tabelle 2.
Calciumchlorid.
a,,
sehr sw
sehr sw
Ay
schwach
schwach
Beschreibung
Besonders sw dif P
Sehr sw dif P
Sw Andeutung eines
neuen Bandes
Sehr sw dif P
x
Besonders sw dif P
dif P
Ein wenig breiter
und stärker als die
andern Ke
Sehr dif P
., .. ..
!
i
l
f 10 '
Metall-
Bd bei
King
5
W
00
3644.3
27440
3644
00
3646,3
27425
0
3650,2
27396
°
3652.0
27382
3654,3
27365
0
3^55-9
27353
0
36.S7.6
27340
365'»
2733
00
3661,6
27311
00
3663.2
27208
1
36/8.2
27187
0
36;<),8
27175
2
3682.8
27153
l
3684.5
27141
2
3686.9
27123
3691,8
3691
3687
1
3690.4
27103
i
36')2.8
27080
0
3694,8
2-065
0
3698.6
27037
0
3700,9
2702t
3700
2703 ,
00
37«3-7
27000
00
3705.7
26985
d by Google
270
Olmsled.
Tabelle 2 (Fortsetzung).
Beschreibung
: Metall-
10 ■ . ; King
Bd bei
>
mäßig
mäßig
st gleichmäßig
abfallend
Bau
sehr st wie
A aa
Ab
st
B b
st
dif P
K auf dif P auf-
liegend
dif P
P und
auch
sf
undeutl.
P undeutlich
SfRand; i. ist wahr-
scheinlich durch
Mctall-Bd gefälscht
P Komponenten
undeutlich
P Komponenten
st
St Rand von breitem
K
Breiter K undeutl.
!> »I
,. n
Bc
/
Sf P
Ziemlich
st und
sehr dif
Ad
B,-.
Plötzliche Intensitäts-
zunahme
Sehr schwache Linien
Sw Intensitätszunahme
Spur
[ Ac / Spur eines K und
sw I Intensitätszunahme
Af und Bf
r
Verstärkte
Mctallbandc
2
37 18»4
26893
7
•»6881
3
3723, >
26860
2
3724.5
26849
2
3/ 2B,0
iuo 24
4
3/ 2ö -9
2
3/ 2 9><
?6Kl 2
3
3/ 33>°
00
3
3734.7
3737
2676
5
3r<J4,6i
26563,1
4
3/ 00,0
26549
4
3769,0
zi>53 2
,4
4
37/ I >°
205 1 0
3775.47
26486,8
6 i
3777,9
26470
3
1816 /i
J" ■ °.4
3
3 Ö1 ö >3
?6 f rtO
IUI *#v
3
30-0,4
ZOI , 5
3
3022,2
2 ° ' U .1
z
3 Ö2 4>5
ZD147
2
3825,9
26137
4
3828,0
26124
3
}828,6
261 19
s
3833.6
26085
3836
2607
3
3837.6
26058
2
3«4>.4
26032
187c 2
;
2 C "O 1
3879,0
25780
1
1880,8
25768
3882,2
25759
1
3884,0
25747
3885,5
25737
3897
2566
0
3936.7
25402
°
3'>38.o
25394
0
3939.8
2 5382
0
394 «.7
25370
394 3,o
2 5349
3961,2
25245
3965
2522
4010,8
24933
4^23
2486
4085,3
24478
3722
3754
' 4 }3766
3774,8
3833,9
3835
38')6,i
3892
377«
3840
3880
3968.4
3959
4084,6
4084
r
Digitizedb;
Die Bandenspektra nahe venvandter Verbindungen.
271
Calciumbromid.
Das Spektrum besteht aus Linien und Bändern der Tabelle 1
und den Bändern in Tabelle 3, welche dem Bromid eigentümlich
sind. Diese Bänder sind, soviel ich weiß, bisher nicht photographiert
worden. Sie sind etwas starker als die Cliloridbanden, aber da sie
weniger weit nach Ultraviolett liegen, sind sie mehr durch den kon-
tinuierlichen Grund verdeckt. Sie sind ähnlich den Chloridbändern,
auf welche ich für die Beschreibung verweise. Da die Paare, welche
die Köpfe bilden, im Bromid näher zusammen liegen — Abstand
weniger als 1,3 A An < 8 — , als im Chlorid, so konnte nur ihre
Mitte gemessen werden; die Zahlen dafür finden sich in Tabelle 3.
Tabelle 3.
Calciumbromid.
A4
sehr sw
sw; A r
Bj
angedeutet durch
Intcos.-Zunahme
sw sf K
Aß
m&ßig sf K
B/f
mäßig sf K
Aaa
sfK, st, allmählich
abfallend
B«a
wie voriges
Ab
sf K, st
B b
sf; st
A c
K, getrübt durch
B b
P, gestört durch
Fe» Linie
P
P
X
1*
P
P und X
P
P und x
P
I'
P
P
X
X
00
o
1
I
I
I
4
2
3
2
(>
b
0
5
4
4
5
5
3842,8
3846.8
3850.7
3854.6
3857
3858,7
3875.5
3877.8
3880,9
3884.2
388;
39 10,93
39M.O
39-7.30
3920,6
395'.58
3954.4
3960,98
3964.3 2
3967.5
3972
3996,28
3998,5
4005
40K)
Metallband
bei:
3833.9
Zeiuchr. f. wiu. Phot. 4.
26023
25996
25969
25943
2593
25916
25803
25788
2576"
25745
2573
25569.4
25549
25527.3
25506
25306,4
25288
25246,3
25225,0
2 5205
2518
25023.2 ,
25009
2497
2490
20
3896,1
3968,4
3
I
Digitized by Google
272
Olrnsted.
Tabelle 3 (Fortsetzung).
Beschreibung
i
i
1 • 10*
*
Bemerkungen
B c
/ breit, undeutlich
==
3
4046,3
24714
•
mäßig st; dif
X
4062
2462
verstärkte
Metall-Bd
4
4084,5
24483
4084,6
Bd und A e
/ sehr verstärkte
mäßig st; sehr dif
Metall-Bd
5
4106,3
24353
4106,3
1 *
4114
2431
B«
4»69
2309
sehr sw
r
K abs R; Metall
4204,4
23/85
4204,4
oder Bromid
Calciumjodid.
Das Spektrum besteht aus Linien und Bändern der Tabelle 1
und den folgenden neun Jodidbändern, welche, soviel ich weiß, neu
sind. Da die Bänder noch weiter nach dem sichtbaren Teil hin-
liegen, als die Bromidgruppe, sind sie noch mehr verdeckt durch
den kontinuierlichen Grund. Sic sind schwächer als die Bänder
von Bromid und Chlorid und sind schwer in ihrer Struktur zu er-
kennen. Das Aussehen mancher Köpfe weist auf die Anwesenheit
eines sehr engen Paares — weniger als 1,0 A — . Aber in keinem
Fall konnte ich die Komponenten einzeln sehen. Für die allgemeine
Struktur sehe man das Chlorid von Calcium, da sie, soweit sich er-
kennen läßt, für beide Salze ähnlich ist.
Tabelle 4.
Calciumjodid.
Beschreibung
sehr sw
Aß
sw
Ana
mäßig st
mäßig st
müßig st
Ab
r
r
r
ff
r
1
dif K
X
K
x
undeutlich K
(auch X I
dif K
dif K
X
sl K (auch x )
4
4
4147.8
4161
4176,0
4 '87
42 '2,3
42 5 '.7
4255,5
4262
4288,9
T
24109
2403
23946
2388
23740
23520
23499
2346
23316
Bemerkungen
Metallband
bei:
4204.4
igmzea Dy
Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
273
Tabelle 4 (Fortsetzung).
Beschreibung
io a
Bemerkungen
Ac
sehr sw
Bb
mäßig st
Bc
r
r
r
undeutlich K
2
43<>7,8
23214
X
43« 1
2320
43"
undeutlich K
3
4334.6
23070
4337
4352
X
4342
23031
4368
4384
dif K
2
4387.9
22790
X
4393
2276
4403
§ 5. Salze von Strontium.
Banden und Linien dem Strontiumfluorid, Strontiumchlorid,
Strontiumbromid und Strontiumjodid gemeinsam.
Verunreinigungen: Na, Ca, CaO, Fe, Cu, Mn und K in allen; Ba
in allen außer SrCl,; Pb in SrFl,.
Flammenlinien von Strontium:
i
1
Bern.
i
i
Bern.
■
1
Bern.
»r
u
et
<— >
— >
e"
G
•
33
1
0
0
I
3941
I N.S.
1 2
12
8
' y
4812
i
2
2
O
3
5224
5
1 N.S.
4832
I N.S.
t
0
0
I
3970
5
10
9
5
'4
4
2
2
I
3
5229
t
i
1
I
4031
1 N.S.
s
0
0
0
I
4*55
4
4
2
/
5239
30
20
20
33
4078
i
°
0
4860
6
7
3
9
5257
,1
i N.S.
28
3°
20
30
4216
7
7
,
4«73
4
2
4
0
2
545»
2
5
2
3
4438
2 N.S.
4
6
6
2
9
487b
1 N.S.
4
•5
'5
10
•5
5481
500
400
250
500
4608
1
0
0
2
4892
4
4
3
5
5486
9
9
6
»3
4/22
11
9
(>
M
4962
9
10
7
10
35°4
8
8
5
12
4742
2
I
1
4
4968
0
5
5
552 '
ö
6
2
9
4784
1
1
0
3
5» =
i
1
Banden: Die sämtlichen Spektren der Strontiumverbindungen
enthalten Kannelierungen vom Blau bis ins Ultraviolett. Diese
Kannelierungen oder Metallbanden sind abschattiert nach Rot und
manchmal aufgelöst in Serien von engen Paaren. Wie weiterhin
20*
274
Olmsted.
erwähnt, bilden diese Banden ein Seriensystem ähnlich dem des
Baryums und Calciums. Außer den Banden liegt im Ultraviolett
eine Art Doppelfleck, aus lauter schmalen, unscharfen Banden ge-
baut. Dieser Döppelfleck ist sehr ähnlich der MgO - Gruppe im
Ultraviolett, und ich habe ihn dem Strontiumoxyd zugeschrieben.
Manche Banden, die auch wahrscheinlich zum Oxyd gehören,
waren nur deutlich in den Fluoridspektren zu finden. Darum sind
diese Banden in der Tabelle des Strontiumfluorid gegeben. Manche
dieser Banden entsprechen vielleicht solchen von Ed er und Va-
lenta, aber die Übereinstimmung ist nicht sehr gut.
Tabelle 5.
Gemeinsame Banden des SrFl,, SrCl 2 , SrBr 2 und SrJ,
Beschreibung
i
1 .10*
1
* — Fl— ■ * ■ ^— • ^- • "
/Metalh
Sw <iif K abs R od.
\ Oxyd /
- . -
1
— - - -
3623
2 760
P* 11 V
"J fi T ^
1 -
K abs R P
3
3639.0
27480
P
3
3641,8
27459
P
3
3646,0
27427
Oxydgruppe
P
P
X
3
3
3649,0
365 2 , 2
3652
2 7405
2738«
27384
3617
1
X
3
3655. 1
27359
)
K abs V x
3
3663,0
27300
Sw dif K, abs R (Metall oder Oxyd)
i
3690
27IOO
3692
X
37o6
26983
Dif K abs R
(wahrscheinlich Metall)
2
3735,3
26771
3738
X
3743,5
26713
Sw dif K abs
R
(Metall oder Oxyd)
1
3760,0
26596
», 11 n >,
•1
,» >»
1
3779,3
3783 t o
26460
3778
K abs R P
3
26434
P
3
3786.7
26408
X
379'
26379
P
3
3790,9
26379
Oxydgnippc
P
3
3794,o
26357
P
3
3797,6
26232
sw K abs R (Metall?)
1
3 8 o3,7
20 290
K abs V P
3
3809,6
26250
3806
X
3813
26228
Die Folgenden
sind wahrscheinlich
Metallbanden
3
3897,0
25661
1
39i4,3
2 5547
1
3946,i
2534«
fraglich
2
39"6,o
2 5 I 5 I
3
3993,8
25039
1
4014,3
24911
1
4027,0
24832
sf
1
1
4058,74
4080.6
24638 1
24506
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
275
Tabelle 5 (Fortsetzung).
Beschreibung
Teilweise aufgelöst in enge P
Sehr undeutlich
Teilweise aufgelöst in sehr enge
P. Etwas gestört durch Leucht-
gasbande
Teilweise aufgelöst
dif |
sf
sehr dif
Besonders undeutlich
lo* Bemerkungen
2
— ■ — —
4093,80
r
24427,2
1
4102,0
24378
3
4"3,99
24307,3 ,
2
4134,8
4163,27
24185
1
24019,5
5
4167,4
23996,8
t
4»«3
23906
1
4189
23872
1
4i97,i
2382b
2
4210,0
23753 ;
3
4224
23675
1
4237
23599
6
4281.4
23357
2
4303, 1
23239
1
4324,8
23122 1
4
434i,3
23035
2
4362,1
4384,o
22925
1
22810
6
4400,38
22725,2
6
4421,46
22616,9
2
4442,8
22508
3
4463,7
22403
1
4484,1
22301
3
4524.5
22102
4
4545,82
4565,4
22003,0
3
21904
1
4589,4
21789
1
4644,0
21533
1
4653,6
21489
2
4673,6
21397 |
2
4693,4
21306
1
4727,o
2"55
t
4747,2
21065
1
4754.5
21033
1
4*65,0
20086
'S 'S v
ff 3 T3 f.
y a st
x. J « 2
Strontiumchlorid.
Außer den Bändern und Linien der Tabelle 5 zeigt das Spektrum
folgende Chloridbanden, welche der Struktur nach ähnlich den
Bändern von Calciumchlorid sind, aber näher zusammengedrängt
und weiter nach Rot liegen. Da die Paare, welche die Köpfe
bilden, sehr eng aneinander liegen, konnten die Komponenten einzeln
nur bei den beiden Hauptbändern A :ia und B aa gemessen werden.
Hier besteht jeder Kopf scheinbar aus zwei scharfen Linien, deren
Abstand beträgt:
A aa AI — 0,76 A; AN — 4,7 1 Mittelwert A l = 0,78 A;
B aa A A = 0.79 A; A N = 5,i J A N = 4,9.
276
Das Aussehen der anderen Paare deutet auf denselben Abstand
hin, aber da ihre Schärfe geringer ist, hielt ich die Messung der
Mitte beider Komponenten für genauer. Die Intensität der ultra-
violetten Bänder ist größer, als der entsprechenden Calcium-Chlorid-
bänder, aber viel schwächer, als die der roten und orangefarbigen
Bänder, welche ich nur mit dem Auge beobachtet habe. Die Wellen-
längen von King beziehen sich auf Bänder, welche er im Spektrum
von Strontiumchlorid im elektrischen Ofen gefunden hat.
Tabelle 6.
Strontiumchlorid.
A r
sehr sw dif
B,
sehr sw dif
A,?
durch Metall
verstärkt,
einzelne Kc
sehr sw
Beschreibung
/
sw Spur
!
A a „
sehr st,
gleichmäßig
abfallend
B ;ta
wie Aa«
Ab
st verstärkt
durch
Mctall-Kd
f
Bi,
wie Ab
aber schwäche
A c
sw sehr dif
:herj
r
unaufgelöstes P
P, auch X j Sf
verdecktes P
» >»
P, auch x I SChr Sf
I »» >t
verdecktes P
P, aufgelöst
P, unaufgelöst
X
unau (gelöstes P
i>
X
Spur (vielleicht K)
sw Andeutungen
sw K abs R
breit (unaufgelöstes P)
undeutl. durch Band B y
breites unaufgelöstes P \
>• »» »>
»» »» »i
»» »» X
aufgelöstes P, unscharf
»» n ><
>i >> i»
•» >» »> X
i
A
1 • IO*
Ä
o
2 tu CO
o
}8c6 7
o
3858,1
25919
o
3 8 59,6
259IO
3868,9
25848
o
1878.5
25?8l
o
3881,2
2576s
2
25677
i8q7.6
25657
2
256l2
25615
.
3903,9
3906,2
I
2560O
2
191 8.9
25 517
2
3922,2
25496
2
3925,5
25474
392/, I
25464
2
392*,;
25454
393',2
25437
6
3936,62
25402,4
:
3937,38
25397,7
3940,5
25378
z
3943,4
25359
6
3961,06
25245,9
6
3961,85
25240,8
4
3904,3
25225
2
3962,5
25205
3
3984,24
25098,8
4
3987,12
25080,8
4
3990.30
25060,5
3995,3
25030
3
4008,86
24944,8
4
4012.00
24925,2
4
4015,36
24904,4
4° '9,6
24S78
4038,8
24760
4040.4
24;38
»040,3
2}7«4
Be-
1 Metall bei
I 3 8 9ro
| King 3937
J King 3962
King 3992
King 4014
igmzeo Dy
Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 277
Tabelle 6 fFortsetzuni
Beschreibung
Ad /
sw dif I
Bc /
stärker wie A c |
Ad
sehr
B d
sw dif undcutlj
durch
Metall -Bdc
Spurne von A« und B e
f
dif K
dif K
i
2
v 10 '
4063,0
4074,4
24612
24544
4098,4
24400
x
4124,5
4136,5
24245
24175
Be-
merkungen
Strontiumbromid.
Die ultravioletten Bänder von Strontiumbromid sind ähnlich
denen des Chlorids und von etwa gleicher Stärke oder vielleicht
etwas stärker. Sie liegen in einer Gegend dicht auf der roten Seite
der Chloridbänder. Die Bänder sind scharf auf einer großen Strecke
und bilden Serien, wie später besprochen wird (§ 12). Die Köpfe
sieht man bei einigen Bändern doppelt, aber die Komponenten
liegen zu nahe, um einzeln gemessen zu werden, wahrscheinlich
näher als 0,5 A. In den meisten Fällen zeigt nur die Breite des
Kopfes an, daß er doppelt ist.
Bänder und Linien, welche nicht zum Bromid gehören, aber
im Spektrum erscheinen, finden sich in der Tabelle 5. Die starken
Bromidbanden im Rot und Orange wurden nur mit dem Auge be-
obachtet; die ultravioletten Banden sind, soviel ich weiß, früher nicht
phorographiert worden.
Tabelle 7.
Strontiumbromid.
Beschreibung
X
T' ,0H
Be-
merkungei
Metall oder
1 sehr sw Bd K abs
R
0
3879,0
25780
Bromid
1 1, >, «• ii „
»•
0
3918,5
25520
X
3927,2
25463
A<j
/ sw K abs R
0
3962,0
25240
sehr sw
X
3969,9
25I<>0
A '
/ sw K breit (unaufg.
P)
1
3990,7
25058
Ziemlich sw,
>■ ,> »> x
»»
I
3993,2
25042.6
daher durch
X
4000,5
24997
Metall-Bd
verstärkt
Digitized by Googl
278
Tabelle 7 ( Fortsetzung).
Beschreibung
B 4 /
lr sw I
sehr
•V
stark, verstärkt
durch
Metall-Bd
sehr sw K abs R
breiter K (unaufgel. P)
1» 11 n »•
» 11 ti i>
• i >» .1 )|
B y
Aua
sehr st gleich-
madig
abfallend
B,
ziemlich st
sf
verdeckt
■ T »
stark
Bäk
sehr st
gleichmäßig
abfallend
Ac
sw
breiter K (unaufgel. P)
B b
st mit sfm K
Ad
verstärkt
durch
Metall-Bd
B c
t, sehr d
[
r
1» !•
ii >•
■1 11
>i n
sf K
verdeckt
11 11
11 11
H II
II 11
m »»
verdeckt
Ziemlich) .
st, sehr £
x
X
sw, sehr dif
r
gemeinsam K
dif undeutlich K
sehr sw dif K
sw dif K
sw dif, K undeutlich
gemacht durch
Flamnienband
2
3
2
1
1
o
2
I
[
1
1
i
Be-
merkungen
4013,0 24919
4021,18
4023,22
4025,26
4027,1
4028,4
4028,5
4042,9
4044.7
4046,7
4048,8
4051,1
24868,3
2 4^55i^
24843,2
24832
24824
24823
»4735
24724
247 11
24699
24685
6
4054,40
24664,6
5
4056,7
24650,5
2
4°73i 8 9
24546,5
3
4075,87
24534,7
4079,7
24511
2
4000 I I
'444>i-
3
409 1 ,80
24439,1
3
4°93,5
24429
3
4095,0
24420
4095.2
24419
6
4 108,00
24342,7
5
4109,6
24343
2
4127,9
24225
2
4 «29,5
24216
2
413«. 1
24207
4*35.7
24180
3
4144,55
24128,1
3
4 «46.3
241 18
4 «49.7
24098
1
4^7,7
2 3994
1
4185,0
23895
4« 93,o
23848
0
4212,0
23742
1
4223,5
23677
4237,1
23601
0
4267,8
23*3'
4284,1
23342
gestört
durch
Kalium-
Linie.
st. Metall-Bd.
bei 4167,4
st. Metall-Bd.
bei 4281,4
Die Bandenspektra nahe venvandter Verbindungen.
279
Strontiurajodid.
Dieses Spektrum enthält die Bänder und Linien der Tabelle 5,
Bänder im Orange und die folgende starke Gruppe im Indigoviolett.
Diese violetten Banden wurden vor langer Zeit von Locky er, 1873,
gezeichnet, aber ich glaube nicht, daß sie jemals photographiert
sind. Lockyer erhielt diese Bänder gleichzeitig mit den starken
orangefarbigen Bändern, als das Salz durch einen schwachen Funken
in Wasserstoff erregt wurde. Wenn auch seine Wellenlängen nicht
genau mit meinen übereinstimmen, so ist doch der allgemeine Ver-
lauf der Bänder der gleiche, und ich zweifle nicht, daß es sich um
dieselben Bänder handelt.
Diese Jodidbänder sind ähnlich denen des Bromids und Chlorids,
d. h. sie bilden die Serien, welche in § 1 2 besprochen sind, und haben
die Struktur der Bänder von Calciumchlorid. Gleich den Bändern
von Calciumjodid haben sie so strenge Struktur, daß die besonderen
Köpfe eines Bandes nicht zu erkennen sind, sondern nur vermutet
werden können aus der allgemeinen Struktur, der Veränderung der
Intensität, und dem Aussehen des Kopfes eines Bandes. Diese
Köpfe sind im ganzen sehr scharf, aber nicht so scharf wie eine
Spektrallinie.
Tabelle 8.
Strontiumjodid.
Bemerkungen
A:
sehr sw
A f
»ehr sw
Ad
sehr sw
r
r
i* ff
r
Aß u. B;
ziemlich st
B,
sehr sw
sehr sw dif Bd abs R
(A, oder Metall)
Metall-Bd 4167,4 ist
verstärkt bei
sehr sw dif K, abs R
Spur (Ke oder von |
Flammenspcktrum
herrührend)
X
sw dif K, abs R
sw Zunahme der
Intensität, auch X
dir k
plötzl. Zunahme infolge!
der Mctall-Bdc, auch x J
sehr sw dif K abs R
i
i
! • io s
l
0
4«59,7
1
24040
0
4175.4
2395°
0
4198,0
23821
1
l
1
42»7,3
4221,3
4224,2
4228,9
23712
23689
23673
23647
1
424 8 »3
23538
4255.8
234«"
2
4276,7
233S2
4283,0
23348
l
4298
23267
1
Be-
merkungen
Von 4200
bis 4400 in-
folge der
Leucht-
gxs-Bden
ziemlich
undeutlich
Lockyer
4261
4293
28o
Olmsted.
Tabelle 8 (Fortsetzung).
Beschreibung
i
i
1 .10*
Bo-
merkungin
st und
gleichmäßig
abfallend
st sf K;
sehr enges P; x
6
4306,3
LockvL-r
23222 4316
hi
sehr sw
/ sehr dif sw K; abs R
t
4323,8
23128
At,
u. Metall stark
sw !
I. K sehr sf;
sehr enges P
2. K oder K von
Mctall-Bdc um 4341,4
(sehr enges P)
X
sw dif K ; angedeutet
durch Intcnsitäts-
zunabme von At,
4
4
2
433M
4340,5
4342,5
435',5
23051
23039
23028
22981
4360
A«
SW
b/j r
ziemlich sw dif K
~ st K, etwas undeutl.
X
2
4
4373,8
4380,2
4382.2
22S64
22830
22820
4404
A«j
B. % «
sehr st, gleich-
mäßig ab f. |
/ SDur
sf st K; aueb x
l
6
4408,2 22685
4411,6 22668
1
4430
sehr i Bb /
sw \A e |
/ i. K zieml. sf
2. K; getrübt
5
5
4445.9
4448.2
4449,3
22493
22481
22476
4466
~ i. K; etwas dif [d?]')
2. K; überlagert [d?]')
4
4
4481,8
4485,1
4486,0
22312
22296
22291
4510
B,j
dir sw
/ sehr dif K
difK; Metall; auch X
:
4 5« 9,4
4524,7
22 127
22101
§ 6. Salze von Baryum.
Banden und Linien dem BaFl 2 , BaCl 8 , BaHr 2 und BaJ 2
gemeinsam.
Verunreinigungen: Na, Ca, CaO, Sr, Fe, Mn, K.
Flammenlinien von Baryummetall: Manche Metallinien sind
zweifellos verdeckt durch die vielen starken Metall- und Oxvdbanden,
welche sich durch das Gelb und Grün erstrecken. Folgende Linien
wurden identifiziert:
') Da> doppelte Ansahen fini-<r K-'jife, namentlich ilcr diffusen, kann \on
vcrstiirkifii Paaren der Metallbau kn herrühren.
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen .
281
Flammenlinien von Baryum.
Bemerkungen
Kl, Cl, Br, J,
3 2 j .6 1 5 , 3SOI
0 3 8 ' 7 3892
4 2 1 6 4 3994
»3 9 ! 18 17 1 4«3»
4 ! 1 5 3 4283
20 , 15 , 30 2 S 4554
(2) 1 (2) I (7) | (5) : 4934 vielleicht eine verstärkte Bandcnlinie
200 100 ■ 200 200 j 5534
«13) (8) 05) (15) . 5<>i9
(S) (6) (10) (10) 57-8
Bänder: Auf allen Baryuniphotographien sind die wohlbekannten
Üxydbänder im Gelb und Grün sehr stark. Auch erscheint eine
schwache Gruppe, die sich durch Blau und Violett erstreckt. Diese
beiden Gruppen, welche scheinbar vollkommen getrennt sind, können
durch eine passende Gruppierung in Serien in einem System unter-
gebracht werden, welches nur durch eine besondere Schwächung
der Intensitätskurve der Serien gespalten erscheint. Alle, mit Aus-
nahme der schwächsten und sehr unscharfen Banden beider Gruppen,
sind in diesem System, welches an anderer Stelle besprochen wird,
vereinigt. Die Bänder dieses Systems schreibe ich aus früher be-
sprochenen Gründen dem Baryummetall zu. Alle sind nach Rot
abschattiert und sind meistens in unscharfe Linien aufgelöst. Die
Auflösung ist sehr deutlich in den starken gelbgrünen Banden, wobei
die Linien größeren Abstand erhalten und schärfer werden, je weiter
sie vom Kopf abrücken. Einige Bänder scheinen aus Paaren zu
bestehen, aber wegen des Übereinanderfallens der Bander und der
Unmöglichkeit, die Köpfe aufzulösen, ist diese Frage zweifelhaft. Im
Blau und Violett scheinen die Banden aus Serien von Paaren zu
bestehen, welche mit abnehmendem Abstand nach Rot hin verlaufen,
wobei die engen Bänder ähnlich denen sind, welche die Baryum-
fluoridbänder bilden. Dieses bandartige Aussehen der Linien kann
aber vielleicht auch dadurch hervorgebracht sein, daß eine Serie
von unaufgelösten Linien unter ihnen liegt. Im ganzen erinnern
mich die Banden an diejenigen, welche in einem Pliickerrohr mit
Schwefel auftreten: sie sehen sehr einfach aus mit kleiner Dispersion,
aber sie lösen sich in tausende von Linien, wenn man sie mit einem
5 m Gitter untersucht.
Zwischen diesen beiden Gruppen von Metallbändern liegen zwei
282
OlmsUd.
Flecken bei 4860 und 5120 mit Serien von schmalen Bändern da-
zwischen. Diese Gruppe ist ähnlich der Oxydgruppe von Sr, Ca
und Mg und gehört wahrscheinlich zu Baryumoxyd. Der Fleck bei
5 1 20 und die meisten Bänder zwischen beiden Flecken werden durch
die Metallbänder so undeutlich gemacht, daß man keine Einzelheiten
messen kann. Der Fleck bei 4860 aber liegt auf einem verhältnis-
mäßig freien Grund und besteht hauptsächlich, wie die folgende
Tabelle zeigt, aus vier Bändern, welche scheinbar entstehen durch
die Übereinanderlagerung von Bändern, die in einer Serie nach Rot
hinlaufen und nach Rot abschattiert sind, und anderen Banden, welche
in einer Serie nach Violett laufen und eben dahin abschattiert sind.
Da die scheinbare Schärfe der Metallbandköpfe erheblich vari-
iert, sind in der folgenden Tabelle Zahlen beigefügt, die die Schärfe
bezeichnen, wobei 1 sehr unscharf bedeutet und 4 scharf. Die
Intensitäten, geschätzt durch den Kontrast bei der Überlagerung
der Banden, sind durchzählen von 1 — 10 angedeutet, wobei 1 ein
eben sichtbares Band bedeutet. Die meisten Bänder wurden in der
vorhin angegebenen Weise gemessen; aber die schwächsten, welche
erst bemerkt wurden, als das allgemeine System der Banden ent-
deckt war, und welche zu schwach sind, um bei starker Vergrößerung
sichtbar zu sein, wurden direkt interpoliert mit einem schwachen
Vergrößerungsglas und einer passenden Teilung nach den benach-
barten Eisenlinien. In diesen Fällen ist nur die ganze A gegeben.
Tabelle 9.
Gemeinsame Banden in BaFl, , Cl, , Br 2 und J.
Beschreibung
Schär fe
I I
. io* Bemerkungen
Die sämtlichen Bänder, die
nicht anders bezeichnet sind,
sind Metall-Bde abs R
3««3.2
3636.2
3856,1
3878.8
3886,5
3907.1
3929.6
3959,3
3973,4
3"86,4
3 f >92.4
4002,4
4008,4
4010.4
4039,9
4 o;!S,4
26225
26067
2 >933
25/81
25730
255'>4
2 544«
2 5 2 57
25168
25085
25048
249«5
24948
2487«»
24753
2
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
283
Tabelle 9 (Fortsetzung).
Beschreibung
Schärfe i
. io" 1 Bemerkungen
1
2
4063,4
24610
1
407°. 5
24567
1
4079,9
24510
•
1
4088,3
24460
2
3
4°99,3
243'' 7
'
41 05.1
24360
1
1
4«« 4 ,2
24306
1
j
24216
1
4135.7
24180
1
4145.»
24125
1
1
4152,0
24085
1
1
4«S7.8
24051
1
4169,4
2 3984
1
2
4176,9
2394«
1
2
4 «94.»
23842
1
2
4209,5
23756
1
1
4219,2
23701
1
1
4229,2
23645
1
3
4 2 55- 2
23501
1
2
4262,1
2 3463
1
2
4268,4
23428
1
2
4278,4
23373
1
1
4288,0
2 33 2 '
1
2
4291,6
23301
1
1
4303-I
23239
1
1
43". 6
23 '93
1
1
4320,9
23143
•
2
4336,0
23063
2
4346,3
23008
t
435<M
21956
1
2
4376,3
22850
aufgelöste Paare
3
4384.8
22806
1
4395> 2
22752
,,
1
t
44I5. 0
22647
>»
2
44 2 5,7
22595
2
3
4434,4
22551
1
1
4446,8
22483
H
2
3
4474. 2
22350
<•
4
3
44*5.77
22292,7
»'
2
3
45 , 3- 6
22155,2
',
4
4
4526,40
22092,7
'1
2
2
453 8 -0
22036,1
,>
2
2
4550,6
21975,4
,, 11
4
4
4567,62
21893,2
1»
2
45*',4
21827,5
».
1
2
4599.6
2174«
,«
1
?
4608,4')
21700
1
2
4611,9
21683
II 1>
3
4
4623,27
21629,8
2
4
4637.8
21562
>•
2
3
4665.2
2>435
f»
3
5
4<>8o,8
21364
>>
2
1
4702,2
21267
1'
1
2
4709
21238
; 1
Die Intensität
der Bde 4f"'öä,4
ist fraglich
gemacht duich
die Linie Uei
•» r '07.5
J
Digitized by Google
284
Olmsted.
Tabelle 9 (Fortsetzung).
Beschreibung
Teilweise aufgelöste Paare
»• )•
,> „
Ii ,»
vielleicht Oxyd abs R
~ r ( abs R
Stufe * abs V
abs R
abs V
abs R
abs V
abs R
abs V
abs R
abs V
abs V
abs V
abs V
tbs R
Oxyd-
Flecke
Schwache
nicht ge-
messene
Andeu-
tungen von
Oxyd-Bde
Von 50JO bis 5«S°i
ist ein Oxydfleclcl
wie oben. Die J
PctiiU sind .il-er j
nicht meßbar
&
: st >.
z ü
'* 2.
Von Bd 5086,5 bis zum Tabcll-
ende sind die sämtl. stArkeren
Bde auf^cli")>i und bilden ein
kontinuierliches Gewirr von
unscharfen Linien
4
4
2
4
1
3
1
2
2
2
2
2
2
—
2
2
2
2
2
3
2
3
2
2
1
3
2
1
4
!
I
I
6
I
1
2
I
1
2
1
2
1
3
1
to
3
3
3
10
2
1
H
3
5
4- 23,32
4742,0
4786.56
4820,8
483«,34
4842.8
485',5
4852,8
4856,8
4858,3
4863.5
4865,0
4868,4
4869.9
48"3,7
4875,9
4879,9
4884,2
4888,4
4896,5
493I.O
4942,5
4949,0
4965,6
5012
5061
5086,51
5 io 4
5'34,o
5>*5
5214.5
5 2 33
5264
5302.6
53 ««
534'»>7
53 ft,J
53**
5403
54 «9
5440
5454
54<>7
5492,70
55°7
5544-5
5601,5
5''44.3
5650,0
5680
5 - oo,*7
5757,o
s<So6.5
5«'.J.4
2"7'.5
21088
20967
20891,9
20743
20698,3
20649
20612
20607
20500
20583
20561
20 555
2054 1
20S34
20518
20500
20492
20474
20457
20423
20280
20232,7
20206
20138,3
19952
«9759
19659,8
'9592
i<M78
19286
10177
19100
i8o<»7
18859
18804
18692,5
18636
18560
18508
18454
18382
'»335
18202
18206,0
181 50
18036
17852
1 77 ' 7
17671
17606
1/541,2
17370
1 7222
17052
Die Bandenspektra nahe verwandlet Verbindungen. 285
Baryumchlorid.
Das Flammenspektrum von Baryumchlorid enthält außer den
Bändern und Linien der vorhergehenden Tabelle 9 nur die be-
kannten Chloridbänder im Grün. Diese Bänder, welche von Mit-
scherlich und Lecoq gezeichnet wurden, erscheinen als 6 un-
scharfe Streifen oder Flecken; und King, 1905, beschreibt sie im
Spektrum von Baryumchlorid im elektrischen Ofen in folgender
Weise: „Während die Bänder ihren Kopf offenbar auf der violetten
Seite haben, zeigen die einanderfolgenden Glieder der Gruppe eine
Verschiebung des Maximums der Intensität in jedem Band. Das
erste Band am roten Knde der Gruppe hat das Maximum der
Intensität im Kopf, welcher so stark ist, daß er unscharf wird. Das
zweite Band hat einen scharfen Kopf mit einer erheblichen Ab-
schattierung nach Rot Im dritten Band ist die ganze Struktur in
feine Linien von nahezu gleichem Abstand aufgelöst, wobei der Kopf
stärker und umgekehrt ist. Beim vierten Band ist das rote Ende,
welches wir den Schwanz nennen können, viel stärker als der Kopf,
welcher aber noch sichtbar ist. Beim 5. Band ist die Intensität
mehr im Schwanz konzentriert und nur eine Spur der Mitte ist
sichtbar, während im 6. Band nur der Schwanz zu sehen ist."
Wegen der Unklarheit, welche durch die Metall- und Oxydbanden
hervorgebracht wird, erschienen die Chloridbänder in meinen Photo-
graphien des Bandenspektrums nicht wie sie oben beschrieben sind.
Als ich aber eine Photographie der Bogenflamme herstellte, welche
entstand, als ich einen Salzhaufen auf einer Porzellanplatte zwischen
zwei Kohlestäbe zum Sieden erhitzte, erschienen die Bänder deutlich
und nahe entsprechend der Beschreibung von King. Um die
Flamme so kühl wie möglich zu erhalten, wurden die Kohleelek-
troden erheblich über die Porzellanplatte erhoben, nachdem das
Salz zu kochen begonnen hatte. Der Bogen bildete eine breite
Flamme, welche an der Oberfläche des flüssigen Salzes haftete, und
die glühenden Dämpfe dicht über der Oberfläche müssen erheblich
niedrigere Temperatur gehabt haben, als im gewöhnlichen Bogen.
Obgleich die Bänder annähernd wie oben beschrieben werden
können, glaube ich nicht, daß damit ihre wirkliche Struktur dar-
gestellt ist. Das erste Band nach Kot hin hat deutlich keinen sehr
starken Kopf, sondern ist ein breites Band mit einer scharfen Kante
nach Rot, ganz ebenso wie das dritte Band, nur ist es verstärkt
und wird deutlich gemacht durch ein breites Metallband. Das zweite
286
Olmsted.
Band entspricht der Beschreibung von King. Das dritte Band ist
aufgelöst und entspricht der Beschreibung von King, nur daß der
Teil, welchen King Kopf nennt, von ihm abgetrennt ist und ein
viertes Band bildet, welches ähnlich dem zweiten, aber viel schwächer
ist. Das vierte Band von King mit einem sehr starken Schwanz
scheint mir ein Oxydband zu sein, an dessen roter Kante ein starkes
Band ähnlich dem zweiten aufgelagert ist. Daß der größte Teil
desselben, außer dem Schwanz, entweder zum Oxyd oder zum Metall
selbst gehört, wird deutlich, wenn man die Photographie auf eine
des Oxyds legt. Aber bei 5100,5 sieht man eine weitere Ver-
stärkung des Bandes, welche einen schwachen Chloridkopf anzeigt.
King gibt keine Wellenlängen an, aber ein schwaches Band, welches
dem Aussehen nach seinem 5. Band entspricht, wird durch die
Übereinanderlagerung eines Chloridbandes und eines Oxyd- oder
Metallbandes gebildet. Der übrigbleibende unscharfe Schwanz ist
vorhanden und erscheint viel stärker in einem Bogenspektrum von
Baryumoxyd, gehört daher nicht zum Chlorid. Die Intensitäten und
das Aussehen der Bänder werden in der Flamme erheblich verändert
durch die Gegenwart der starken Metall- und Oxydbänder. Aber
wenn man die störenden Bänder durch einen Vergleich mit den
Spektren der anderen Baryumverbindungen eliminiert, können die
Bänder zu guter Übereinstimmung mit den Bändern des Bogens
gebracht werden. Die folgende Tabelle 10 enthält Messungen aus
der Flamme und dem Bogen. Die Differenzen sind so klein, daß
sie sich leicht erklären lassen durch die Störung der Flammenköpfe
durch Linien der Metallbänder. Das Bogenspektrum ist nicht unter
dem Mikroskop gemessen, sondern es wurde nur eine Schätzung
bis auf 1 A durch Vergleich mit einem übergelegten Eisenspektrum
ausgeführt.
Eine Betrachtung der Schwingungszahlen der Bänder, welche
an anderer Stelle ausführlicher vorgenommen wird, und das all-
gemeine Aussehen deuten darauf hin, daß die Bänder zwei nahezu
identische Triplets bilden, wobei das nach Rot gelegene etwas
stärker ist. Das bei 5100,5 gefundene Band ist dabei ausgelassen;
es bildet mit dem Triplet größerer Wellenlängen eine Serie. Wenn
man das andere Triplet als eine Serie von nur drei Gliedern be-
trachtet und das stärkste Band jeder Serie als Hauptband nimmt,
so ist die Analogie mit dem typischen Calciumchloridsystem voll-
ständig. In der folgenden Tabelle sind die Bezeichnungen in Ana-
logie zu Calciumchlorid gegeben.
Digitized by LaOOQlc
L
287
Die Eigentümlichkeit dieser Baryumserien besteht in dem außer-
ordentlich schnellen Abfall der Intensität nach beiden Seiten vom
Hauptband, und in der Tatsache, daß die Bänder ihre Abschat-
tierung nach Rot vertauschen in eine solche nach Violett, wenn man
das Hauptband passiert von Violett nach Rot Diese letzte Eigen-
tümlichkeit läßt sich leicht erklären, wenn die Bänder nach dem
allgemeinen Plan gebaut sind, welcher für alle Banden der Ver-
bindungen gilt, wie weiterhin besprochen wird. Die Wahrschein-
lichkeit, daß die Triplets die drei stärksten Bänder von Serien bilden,
wird vermehrt durch die Tatsache, daß sowohl die ersten wie die
zweiten Differenzen sich angenähert vorhersagen ließen durch eine
Betrachtung der gleichen Größen bei den Verbindungen von Stron-
tium und Calcium. Diese Bemerkung gilt auch für Baryumbromid,
bei welchen zwei ähnliche aber engere Triplets gefunden wurden.
Der Abstand der beiden Serien A und B, welcher später besprochen
wird, zeigt auch eine Analogie zu den typischen Chlorcalcium-
serien
Lecoq, 1874, bemerkte in dem Spektrum eines Funkens, der
nach einer Lösung von Calciumchlorid übersprang, sechs schwache
Bänder neben den sechs starken Flammenbändern. Drei derselben
entsprechen Oxydbändern , eines dem neuen oben erwähnten
Flammenband, und die übrigen zwei passen zu dem roten Ende
der Chloridserien, so daß die A und B-Serie auf 4 und 5 Glieder
erweitert wird.
King erwähnt eine neue Gruppe von Baryumchloridbändern
im Ultraviolett zwischen 3646 und 3961. Sie sind bei mir nicht
sichtbar, aber merkwürdigerweise erscheinen Bänder in fast genau
derselben Lage in dem Flammenspektrum von Baryumbromid.
Tabelle 10.
Bary umchlorid.
Beschreibung
Flamme
,: i
\
Bogen
1 1
Flamme .
: 1 ecoq
>" 1
Be-
merkungen
f" sm dif K abs R x
B, f » d if K R x
2 5066
I . 5IOO,3
!
= S o66
2 51OJ
1
10730 <e)5<>6.}
kjGo(> $ios'>
1
») Diese Wellenlängen beziehen sich auf schwache Banden, die Lecoq gefunden
hat, wenn der Funke nach einer Lösung von BaCl, überspringt.
Zeitschr. f. wi«i. Phot 4.
21
Digitized by Google
288
Tabelle 10 (FortscUung*.
Beschreibung
Mitte einer umgekehrten
oder d K; X 10
einer gleichmäßig ab-
fallenden , unaufgclösten
Bde
Abstand der K -Kompo-
nenten 3,5 A
B f i ["Enges K P oder umso
I kehrter K abs R; x 4
Viol. Rand
Flaches Band, anscheinend
nach keiner Richtung
abschattiert. X 2
Im Bogen in viele Linien
oder Bd • Kc aufgelöst,
abs R
Abstände 1,8 A
Roter Rand
In Flamme durch Metall-
Ab \ Bden undeutlich.
B..a r Mitte von d oder umge-
kehrter K. abs R; x 10 5242,2
Mors«*)
5' 34,o
B.,
5 ,<,8 .9 ; i
2
520C
[
5214.8
S ,6 7
5 «9°
5202
|( >34 6 (ö| 5»"'
Morse-)
6107.0
10209
19176
(3,^5 *°5
Viol. Rand
Ebenso wie Ab, aber im
Bogen nicht aufgelöst; x 6
Roter Rand in Bogen
K in Flamme abs V
53 »6
532'.6
3 52'4
Morse*)
.04242,5 '9o;6 UO5242 J^ 2 und
Valente
5^43
E u. V.
53'4
Morse*)
5325
5 1 5303
6 53.3 1881 1 ir)53'3
6 |5324
'«79«
'.
1
5385')
5404 s )
Baryumbromid.
Das Spektrum von Baryumbromid enthält, ähnlich dem Chlorid,
außer den Bändern von Oxyd und Metall sechs starke charakte-
ristische Bänder im Gelbgrün. Sie liegen dicht an der roten Seite
der Chloridbänder und sind etwas unschärfer als diese. Ein Ver-
such, sie im Bogen schärfer zu erhalten, war vergeblich. Die Bänder
bilden zwei Triplets, ähnlich den Chloridtriplets, aber der Abstand
zwischen den Gliedern jedes Triplets ist kleiner, und das Aussehen
des Hauptbandes ist anders. Dieses Band ist sozusagen nach beiden
') Vgl. Anm. I der vorhergehenden Seite.
*) Banden im Spektrum des Wehnelt- Unterbrechers mit Pt -Spitze in "BaCl,-
Lösung. Mörse, 1004.
Die Bandenspektra naht verwandter Verbindungen.
289
Richtungen abschattiert. Das würde nach Analogie der typischen
Calciumchloridserie bedeuten, daß schmalere Bänder, die es zu-
sammensetzen, übereinander fallen. Die Bänder, welche auf der
violetten und roten Seite des Hauptbandes liegen, sind nach Rot
resp. Violett abschattiert Das nach Violett abschattierte Band fällt
langsam ab, und ist somit ähnlich dem entsprechenden Baryum-
chloridband. Zu beiden Seiten der sechs starken Bänder liegt je
ein schwaches Band; sie bilden ein viertes Glied jeder Serie
Schwache Verstärkungen in den Metallbändern deuten auf die Mög-
lichkeit eines fünften und sechsten Bandes in der B-Serie.
Im Ultraviolett erscheint eine neue und sehr schwache Bänder-
serie, welche sehr nahe der schwachen ultravioletten Gruppe ent-
spricht, die King im elektrischen Ofen für Baryumchlorid fand
Wahrscheinlich ist diese Serie nicht identisch mit der Gruppe von
King, sondern entspricht ihr für Bromid, weicht aber in der Lage
von den Chloridbändern nur wenig ab. Diese Bänder bilden an-
genähert eine Serie, in welcher die nach Rot liegenden Bänder nach
Violett abschattiert sind, die nach Ultraviolett liegenden nach Rot.
Aber da sie sehr schwach sind und da die lange Serie von Baryum-
metall in dieser Gegend beginnt, kann die Verschiebung des Punktes
maximaler Intensität davon herrühren.
;
Tabelle 11.
Baryumbromid.
Beschreibung
•
1
i
*
Lecoq
Be-
merkungen
A, <
sw K
X
V.
5095
10627
5102
dif K abs R
X
2
S'52.7
19407
(«) 5 '49
A M |-K (enges P?) abs R und V
X
8
5208,2
19201 (ß) 5206
Ab
Flaches undeutliches Bd
Roter Rand
X
4
4
5248,5
5260,6
■9°53
19009
M5249
Bb
K abs R, enges P
i
53°>,5
5302,7
18863
«8859
1
l*i)5304
B ao
Wie A» a
10
536o f 3
18656
(«) 535«
B b
\
Wie Ab x
Roter Rand, sehr undeutlich
6
6
54«°-4
54i6,3
1848}
18463
\ r ) 5410
Sehr dif K abs V
X
l
1
5456
547o
•8325
18282
545*
Bd?
Bc?
Schwache Verstärkungen
der Metallbande
1
55'
556
21'
Digitized by Googl
2go
OimsUd.
Tabelle n (Fortsetzung).
Beschreibung
i
A
1
V 10 '
Bemerkungen
Bei starkem Überexponieren der vorher-
gehenden Bden erscheinen folgende,
deren Intensitätsangaben im Vergleich
mit den vorhergehenden stark über-
King 05
trieben sind.
El. Ofen-
sehr sw dif K abs R |
i
3548.4
28182
spektren von
dgl.
i
3631.3
27538
Bad,:
Schwanz? sm sw Streifen abs R
x
2
2
3696.4
36965
27054
27052
3646 „diffuse"
3094 „Uinubc
acnuniiir hni eiw m iv aus i\
3
37'6.3
26909
X
3
37'9.4
26886
3725 „diffuse"
.1.1,1 utir kmlt» MA
~x
2
3754.5
26634
sehr sw dif K abs V
1
3770.8
26519
3768 „diffuse"
Schwanz? oder K abs R
2
3777.«
25476
ziemlich st Bd mit sw K
~x
3
3789.2
26391
abs V
2
379M
26342
Schwanz? oder sehr sw K abs R
I
26282
Bd wie vorige
X
3
3821.3
26I69
3822
lairlv ström' 4 "
K abs V
3
3829.7
26lI2
schwacher abs wie vorige Bd
X
4
3858,7
26916
K abs V
4
3861,7
25895
3872
„red edge"
sw K abs V
E
3
3891,0
25701
3
3893.0
25687
X
2
3922,0
25497
3922
dgl.
„red edge"
2
3923.2
25489
dgl.
X
I
3944.4
25352
3961 „fainf
Baryumjodid.
Baryumjodid zeigt nur zwei charakteristische Bänder, aber sie
sind sehr breit und unscharf, und Verstärkungen deuten an, daß
jedes ein Triplet sein kann, welches zu einem Bande verschmolzen
ist. Jedes Band ist stärker auf der roten Seite und daher abschat-
tiert nach Violett. Man kann die Analogie zu den Triplets des
Bromids und Chlorids und zu der typischen Calciumchloridserie auf-
recht erhalten, wenn man die Intensitätskurve deutet als Hinweis auf
drei Bänder, oder wenn man annimmt, daß auf beiden Seiten des
Hauptbandes andere Bänder liegen, die zu schwach sind, um auf
dem starken Grund zu erscheinen. Ein Vergleich mit der ersten
und zweiten Differenz bei den anderen Verbindungen würde ungefähr
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 29 1
hinweisen auf ein Band, im Abstand von 20 A nach Rot und in
einem solchen von 30 A nach Violett bei jedem Hauptband. Diese
Werte sind zwar ähnlich denen, welche die Intensitätskurve ergibt,
nämlich 4,6 und 17,3 A, aber doch erheblich größer.
Tabelle 12.
Baryumjodid.
Aß (?)
r
dif Bd
abs V
Aaa
Ab (?)
r
Bjk,
Bb(?)
Verstärkung abs R
Andeutung von «n Bden
ab» V
K abs V; wahrsch. K von
Haupt-Bd
dif K abs V
Verstärkung abs R
Andeutungen schmälerer
Banden X
Bd, K abs V; wahrscheinl.
Haupt-Bd
dif K abs V
7
2
10
7
537*.9
5376,6
5379.9
538<>,6
5383,8
53«8,o
5594.0
5603,3
5606,3
5607,9
5608,5
5609,9 j
56",3 |
56i5,7
Bemerkungen
8636
8612
8599
8588
8585
8576
8560
7876
7846
7837
7832
7830
7825
7821
7807
Lecoq
(fO 5376
Lecoq
(«) 560-
(Fortsetzung folgt.)
Referate.
Referate.
Mitteilungen ui der Technik.
Der Firma C. A. Steinheil Söhne, München, wurden bei der
Pramiierung der Bayrischen Jubiläums- Ausstellung in Nürnberg zwei
goldene Medaillen in den Gruppen für „Photographie 4 , bzw. „Wissen-
schaftliche Instruinente" zuerkannt.
Lehr- und Versuchsanstalt für Photographie, Lichtdruck
und Gravüre zu München (Direktor ' Emmerich). Programm für
die Abend unterrichts-Cyklen im Winter 1006/07. — Jahresbericht über
das 6. Schuljahr 1905/06. — Prospekt über die vom Kuratorium be-
schlossene räumliche Erweiterung. — Die Anstalt erhielt auf der Nürn-
berger Landesausstellung die Goldene Medaille für die ausgestellten
Schülerarbeiten.
Wratten & Wairtwright, London. Prospekt über Trocken-
platten, speziell über „Wrattens Panchromatische Platte", deren bis fast
700 fifjL gehende Empfindlichkeit durch Reproduktion von Probeauf-
nahmen belegt wird.
Charles Mendel, Paris. Katalog über photographische Werke
und Zeitschriften.
Der „Photographischen Gesellschaft in Wien" ist die
Führung der Bezeichnung „Kaiserlich Königlich" im Titel bewilligt
worden.
Carl Zeili, Jena. Beschreibung eines von Dr. F. Löwe kon-
struierten Stativs für Handspektroskope.
Die „Commission permanente des Congres Internationaux
de Photographie" wird im Auftrag der „Union Internationale de
Photographie" im Oktober 1907 einen „Congres de la Documentation
photographique" in Marseille abhalten. Vorsitzender: General Sebert,
Sekretariat: Paris, 51, Rue de Cliehy.
Richard Eckstein Nachf., Berlin. „In paradiesischer Schön-
heit." Farbige Reproduktionen nach Aufnahmen des Malers M. Schneider.
Bildformat 20 : 26 cm.
Für die Redaktion verantworüich: P10I. K. Schaum in Marburg a. L.
Digitized by^GpQSl e
1
Zeitfehriff für wHSenfchaHIIdie Photographie,
Photophyflk und Photochemie
IV. Band. 1906. Heft 9.
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
Von Charles Morgan Olmsted.
Mit 3 Figuren.
(Fortsetzung und Schiuli.)
§ 7. Die Fluoride von Ca, Sr, Ba.
In den Fluoridspektren von Ca, Sr und Ba konnten keine
Banderscrien gefunden werden, welche denen der übrigen Haloide
entsprachen. Die scharfen Bander in Gelb und Griin, welche neuer-
dings von Fabry, 1905, untersucht wurden und in der Einleitung
erwähnt sind, sind auch in der Flamme sehr stark und zeigen viel
Einzelheiten. Ich habe sie aber nicht gemessen, da eine Spezial-
untersuchung der Bogenspektra dieser Fluoride augenblicklich in
diesem Institut ausgeführt wird. Die Fluoride sind wenig flüchtig
und zeigen im Bogen starke, scharfe Spektra, welche mit großen
Gittern photographiert werden können, so daß Messungen an Spektro-
grammen mit dem von mir benutzen Gitter überflüssig erscheinen.
Da das Flammenspektrum von Strontiumfluorid neue, aber
schwache Bänder im Ultraviolett zeigt, dicht neben der ultravioletten
Seite der Chloridbanden, wurden langdauernde Expositionen des
Bogens aller der Fluoride gemacht, um noch weitere ultraviolette
Bander zu finden. Um eine Verschleierung der Films durch diffuses
Licht bei so langen Expositionen zu vermeiden, wurde ein dünner
Schirm von einer Lösung von Nitrosodimethylanilin in Glyzerin
zwischen Quarzplatten vor den Spalt gesetzt. Es läßt die sichtbaren
actinischen Strahlen nicht hindurch, wohl aber die ultravioletten.
Auf diese Weise werden die ultravioletten Bänder stärker und zum
Teil klarer bei Strontiumchlorid erhalten, als in der Flamme. Ein
Teil der Bandengruppe ist aber durch die Cyanbanden verdeckt.
Im Calciumchloridspektrum wurden Bander zwischen 32(3 und 354
gefunden, welche im Flammenspektrum nicht auftreten; aber bei
Zeitschr. f. wi-v. Phot. .». 22
Digitized by Google
294
Olmsled.
Baryumfluorid konnten keine ultravioletten Bänder gefunden werden.
In dem folgenden Vergleich der Flammen- und Bogenbanden haben
nur die relativen Intensitäten der Bänder desselben Spektrums Wert.
Aber auch eine Betrachtung der Expositionszeit gibt eine ungefähre
Idee für die relative Stärke in Bogen und Flamme, da die Ent-
wicklung nahezu die gleiche war.
Die folgenden vier Bänder bilden nahezu eine Serie. Die
schmalen Bänder bilden Serien, welche nach Rot hinlaufen und
einen Abstand von etwa 13 A haben. Die Komponenten des
Kopfes haben einen Abstand etwa 2,5 A. Die schmalen Bänder
sind nicht sehr deutlich, sogar in den zwei stärkeren Banden. Sie
haben das Aussehen, als ob sie plötzlich endeten, oder als ob sie
umgekehrt wären, nachdem sie eine Breite von etwa 6,5 A erreicht
haben. Die breiten Bänder sehen gestreift aus, so als ob sie aus
abwechselnden Emissions- und Absorptionsstreifen gebildet würden.
Tabelle 13.
Calciumfluorid.
Gelbgrüne Gruppe.
Bande
Flamme (expou. 30 m)
Beschreibung
1
5292
5294
;}j Fabrv
3°
5830 angenähert
-3
5833
Bd von 16 sw dif Ken 5
abs R
anfangs sehr sw, allmäh-
lich stärker, bis zu einem
Maximum, nehmen dann
wieder ab.
st Bd, sf d Köpfe, abs R
Intensität rasch abfallend.
Aus 19 d Ken abs R be-
stehend
zuerst sf, aber bald dif
sw Streifen von 5308 bis
53 «6-
sm bandartige Linie, nach
R verbreitert.
dif breiter K abs V
25
20
IO
Bogen (expon. 1 m)
Beschieibung
20 sf d Ke abs R
schärfer als in Flamme;
Int. langsamer abnehmend.
2" d Ke gezählt.
der sw Streifen nicht so
stark wie in Flamme.
K einer Bde, die bei 5845
endet
wie in Flamrae
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
295
Tabelle 13 (Fortsetzung).
Bande
1
Flamme (expon. 30 m)
Bogen (expon. 1 m)
i
Beschreibung
i
Beschreibung
5849,8 Fabry
i
7
dif sm Bd abs V
8
Ende einer aufgelösten Bde,
die mit abnehmenden Ab-
ständen nach 5828 als Kopf
läuft; 14 Ke sichtbar
5859 angenähert
6
dif sm Streifen
8
wie Flamme
Ultraviolette Gruppe im Bogen.
Ungefähre i
1
Beschreibung
3257
1
K einer Bd abs R; aus 4 dif d Bden abs R bestehend.
Größte Int. (1) am ersten und zweiten K.
3307
6
K einer Bd abs R aus 5 d Bden abs R gebildet. Maximum
der Int. am ersten Kopf.
3372
3
K einer Bde, abs R, aus 7 d Bden abs R bestehend Maximum
der Int. am 2. u. 3. sm Bde.
3451
1
K einer Bde abs R, gebildet von 9 Bden abs R. Maximum
am 1. sm K.
Andeutungen von sm Ken bis 368 (tu.
Tabelle 14.
Strontiumfluorid.
Gelbe Gruppe.
Bande
Flamme (expon. 30 m ) Bogen (expon. I m)
1 i Beschreibung 1 i
Beschreibung
- s62 3-3) Fabry 10
5627,4/ aDry
Ij
5773-/I IOO
578, ,6) "
1:
II
. i
5944 angenähert 2
-1
Ahnlich wie Bd 3292,4
von CaFl,. 22 ziemlich
sf Ke.
Ähnlich wie Bd 5292,4
von CaFl t überexpo-
niert; uur 4 Ke sicht-
bar.
sw dif Streifen
5
.
r
Fast wie in Flamme;
wahrscheinlich die Ke
etwas schärfer.
K sehr sf; wohl schärfer
als in Flamme.
Bd etwas breiter als
in Flamme.
Wie in Flamme.
296
Das Strontiumfluorid- Flammenspektrum zeigt die Metall- und
Oxydbänder der Tabelle 5 sehr deutlich. Über letztere sind die
ultravioletten Fluoridbänder gelagert, welche die folgende Tabelle 1 5
aufzahlt. Die Wellenlängen aller Bänder in dieser Gegend werden
angegeben, da wegen der größeren Unscharfe der Oxydbänder in
den Spektren der übrigen Haloide eine vollkommene Trennung der
beiden Arten von Bändern unmöglich war. Die stärkeren Bänder
können als zum Fluorid gehörig betrachtet werden.
Die Gegenwart der Fluoridbanden verändert die Oxydgruppe
in eine Gruppe folgender Art:
X = 3653 stärkste Gruppe, im ganzen nach Rot abschattiert.
X = 3738 schwache Gruppe, abschattiert nach Rot und Violett,
d. h. eine Serie, die nach Violett läuft und eine zweite, die nach
Rot läuft, beginnen in derselben Gegend.
X = 37 8 5 euie starke Gruppe, im ganzen nach Rot abschat-
tiert. Diese Gruppe verdankt Form und Intensität hauptsächlich
Bändern von Oxyd und Metall.
Das stärkste Band, X =3653, ist sehr stark im Bogen. Der
Hauptunterschied zwischen Bogen und Flamme ist der, daß die
schmalen Bänder, welche fast als Linien in der Flamme erscheinen,
im Bogen in ihrer ganzen Ausdehnung deutlich entwickelt sind.
Tabelle 15.
Strontiumfluorid.
U-V Flammenbande.
Beschreibung
i
f'°*
üc 01 erkunden
dif.
1
3624,6
27589
V
l
3«'2 7ii
2757°
I
3 6 39,4
2/553
Linie (Bd abs K ?)
3
363i|22
27538,8
Wahr-
scheinlich
dif Linie
Fe 3631,24
1
3634.3
27516
» i>
3
3637,«
27489
>, 11
3
3"39-4
27477
1» 11
3
364 «<4
27462
sf Linie oder K abs R
10
3646,30
27425.0
Fluorid
dif abs R
1
27410
|, >> ,1
1
3649,8
27399
Linie oder sf Bd K abs R
3^1.31
273 s r,4
»1
11 >> 1) 11 >> 11 ,i
l
3652.39
2 7379.0
1»
" ii i> 1» )i »1 11
3654,56
27363,1
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 297
Tabelle 15 (Fortsetzung).
sf Bd K abs R
dif .1 »1 ,,
1 »,
» >»
r >»
dif
Streifen aus
abs R
>• "
abs V abs R
R
V
R
V
R
V
R
„ V
,. R
., R
Linie auch ,, „
dif „ „
>. •» ?i
MetaU-Bd gebildet
abs R und V
Streifen „ „ „
«> >> »> „
„ V
f.
6
3<>58,Ot
3660,8
3^3.83
3668,76
3669,66
36/2.93
36/5.73
3 6 "S,79
3681,4
3683,6
3686,5
3690,7
3696,5
3699. 1
3/03,1
3705,9
37«*,8
37i8,6
3724,4
3728.2
3730,2
3733.6
3735.«
3739.1
3740.5
3744,7
3746,5
375', 2
3756,4
376i,7
3768,8
377i,9
3776,4
3782,i
3787,o
379». 3
3797,9
27337,2
273'7
27293,8
27257,1
27250,6
27226,2
27205,5
27182,9
27164
27147
27126
27095
27953
27033
27004
26984
26934
26892
26850
26823
26809
26784
26773
26745
26734
26704
26691
26658
26621
26584
26*534
2651 2
26480
26440
26406
26376
2633'
Baryumfluorid.
In diesem Spektrum scheint nur ein Fluoridband zu sein, außer
der starken Gruppe in Grün. Dieses Band, welches außerordentlich
schwach ist, hat einen scharfen Kopf bei 3810,04 und ist nach
Violett abschattiert. Bei 3716,3 liegt eine schwache Schattierung
nach Rot, welche aussieht, als könnte sie ein Schwanz sein.
Eine Vergleichung des starken grünen Bandes in Flamme und
Bogen zeigt folgendes:
Digitized by Google
298
Olmsted.
Tabelle 16.
Baryumfl uorid.
Grüne Gruppe.
Fabry
4938,8
4993.6
5002,0
5106,4
5120,6
Flamme (expon. 25 m)
2
25
2S
5073 1
5084 V angenähert
5">3 >
Beschreibung
sehr dif, abs R
st Bd abs R. Aus sm Bden
mit sf K abs R gebildet
diese rücken immer näher
zusammen, nehmen an Int.
mit größerer Entfernung
vom K sehr schnell ab;
10 Ke gezahlt
Bde, ähnlich wie vorige,
jedoch die Abstände weiter ;
3 Ke, die von folgender
Bd verdeckt sind
Bd ähnlich wie 4952, aber
mit größeren Abständen
9 Ke aufgelöst
? ; sw; von Oxyd-Bd über-
lagert
? sw; von Oxyd-Bd über-
lagert
durch Oxyd-Bd undeutlich
Bogen (expon. 2 m)
Beschreibung
5 sehr dif abs R
20 , wie in Flamme. Nur nimmt
die Int. viel langsamer ab,
so daß die Bd breiter ist
mit deutlichem Rand im
Rot
8 wie Flamme
20
10
8
25
wie Flamme; aber breiter,
weil die Int. langsamer
abnimmt 15—20 Ke auf-
gelöst
sehr dif; abs R
ähnlich wie 4952; aber das
Int. -Maximum erst beim
7. K von Anfang an er-
reicht. 15 Ke aufgelöst
st bis zu plötzlichem Ende
bei 5165
Schwänze
abs V
oder dif Ke
§ 8. Salze von Magnesium.
Die Haloide von Magnesium haben alle charakteristische Bänder
aber ihr Charakter ist ganz verschieden von dem der mehr oder
weniger unscharfen Serien der Chloride, Bromide und Jodide von
Ca, Sr und Ba. Jedes Haloid von Magnesium hat ein Hauptband,
welches nach Violett abschattiert ist, und ein oder mehr weitere
Bänder. Das Hauptband ist beim Jodid zu schwach, um Einzel-
heiten zu zeigen, aber ist beim Bromid, Chlorid und Fluorid deut-
lich zusammengesetzt aus schmalen scharfen Bändern, welche nach
Violett abschattiert sind. Diese schmalen Bänder bilden drei Serien,
welche nach Violett laufen, aber in manchen Fällen sehr ungewöhn-
liche Intcnsiweränderungen zeigen. Es ist möglich, daß eine andere
ed by Google
299
Anordnung der Bänder, als in diesen drei Serien, die Struktur noch
besser darstellen würde; ich habe aber keine solche gefunden.
Die Ähnlichkeit der Bander von Fluorid, Chlorid und Bromid
verspricht interessante Resultate, besonders weil Magnesium das ein-
zige Glied in der Gruppe der alkalischen Erden ist, vielleicht mit
Ausnahme von Beryllium, dessen Fluorid Bänder zeigt, welche
denen des Chlorid, Bromid und Jodid ähneln.
Diese Bänder der Magnesiumhaloide sind, glaube ich, niemals
vorher photographiert oder erwähnt worden. Sie gehören zu den
schwächsten der von mir untersuchten Banden und bieten, wie schon
in der Einleitung erwähnt, große Schwierigkeit dar wegen der Ent-
stehung von Magnesiumoxyd. Das Magnesiumfluoridband erscheint
im Bogenspektrum, ist aber fast vollkommen verdeckt durch das
Cyanband bei 3877.
Gemeinsame Bänder und Linien in Magncsiumfluorid, -chlorid,
-bromid und -jodid.
Verunreinigung: Na, Ca, Mn, K, Fe, CaÜ.
Flammenlinien von Magnesium:
Bemerkungen • i Bemerkungen
FIJCI, Br t J f F!, C1, Br, J»
1 1
1
3
10
4 ! 4 ; * 2»52 1 abs. V 5 4
2.I,o! 3^30 I 2 ; I
2 3 ! 0 ' 3*32 } • N-S. 4 6:4
6 , <) I 4 3«3» J 10 i 7
! 2 j 457»
1 5173 2 N.S. 3
4 '
5184 I
Bänder: Alle Spektra enthalten die bekannten Bänder von Mag-
nesiumoxyd, welche nach Liveing und Dewar bei 5006,4, 4995,6,
4985,4, 4973,6, 4948,6, 4934,4 liegen und die Gruppe zahlreicher
Oxydbänder von Liveing und Dewar zwischen 3750 und 3860.
Ich finde aber in dieser Gruppe etwa doppelt so viele Bänder, von
denen die meisten neuen auf der ultravioletten Seite liegen. Diese Oxyd-
bänder bilden zahlreiche übereinanderliegende Serien, sind aber so
unscharf und so eng zusammengelagert, daß eine vollständige Ent-
wirrung nicht möglich war. .
Eine mögliche Art der Auflösung ist folgende:
1. Eine Serie von engen Bändern oder unscharfen Linien, welche
bei 3914,6 beginnt und nach Rot hinlauft.
2. Eine ähnliche Serie, welche bei 3859,9 beginnt und nach
Violett hinläuft.
3. Noch eine Serie, welche in einer stark geschwärzten Gegend
bei etwa 3701 beginnt und nach Violett zuläuft.
Digitized by Google
300
Olmstrd.
4. Eine Serie von breiten Händern, welche nach Rot abschat-
tiert sind, mit dem starken Paar bei 3X32,7 beginnt und nach Violett
hinlänft, mit abnehmenden Abständen.
5. Eine ähnliche Serie, welche bei 3805,7 beginnt.
6. Eine Serie von breiten nach Rot abschattierten Bändern,
welche sich nach beiden Seiten von dem starken Hand bei 3691,2
erstreckt. Die Bänder unter 4, 5 und 6 sind besonders stark im
Fluoridspektrum. Sie sehen aus, als könnten sie Metallbänder sein.
7. Die schwachen Abschattierungen bei 3627 und 3596 können
Schwänze der Banden sein, welche nach Rot hinliegen.
Das Flammentriplet von Liveing und De war bei 3720—
24 — 30 ist vorhanden, aber es scheint mir durch eine zufällige
Verstärkung dreier schmaler Bänder zu entstehen, welche nach Rot
abschattiert sind, durch die Überlagerung dreier schmaler Bänder, die
nach Violett abschatiert sind: Dann wäre die Ähnlichkeit mit den
anderen Magnesiumtriplets zufällig.
Ich finde kein starkes Band, welches dem entspräche, welches
Hartley, 1894, im Magnesiumsulfatspektrum von 3856 — 3929 ge-
funden hat, und glaube daher, daß dies Band dem Sulfat selbst an-
gehören muß.
Die folgende Tabelle 17 enthält Mittelwerte der Wellenlängen
nach Messungen von Fluorid, Bromid und Chlorid.
Tabelle 17.
Gemeinsame Banden in MgFl,; MgCl 2 ; MgBr 2 ; MgJ,.
Beschreibung
Mitte, sw dif Bd
1» »»
K sw dif, sm
.1 t»
Bd abs R
sehr
., ,. ,. H ,1
11 »• 1,
K sv Bd nbs K
»• 1» 11
>• '» V
Gruppe von 6 dif
ziemlich st sm Bden,
die scheinbar aus
Überlagerungen vnn
Bden abs R und Pden
abs V gebildet sind
Mitte
rot.? K
Mitte
rote K
Mitte
Mitte, auch 1-e be-
sonders stark
Milte, sehr dif st
Mitte, sehr st
3620,9 |
3627.3
3 f '33,5
361,0,5 1
3664.7
3671.7
3673.6
3684,3
36') 1,2
3694,6
3703.»
3704,5
3708,2
3709,4
3712,9
37>9-9 ,
3725.0
373i,3
• 10"
1
27618
27369
27521
273»9
2728S
27235
27207
27142
27061
27066
27004
26094
26967
26959
26933
26882
26S46
26800
Bemerkungen
H = Hartley (1894)
L u. D * Liveing u.
Dcwar (1881)
H 3682
H 3709
II 3714
37 2 °| Lu.D
> Flammen-
373o|
Die Bandenspektra nahe ivrwandter Verbindungen.
30I
Tabelle 17 (Fortsetzung).
Beschreibung
K von sm Bd abs R (auch Fe Linie)
sm Bd auf sehr sm Bd, allmählich abs K
K von Bd, allmählich abs R
sm Bd auf vorhergehendem Bd
K von sw Bd, allmählich abs R
sm Bd auf vorigein Bd
sw Bd, allmählich abs R
sm Bd auf vorigem Bd
K von Bd, allmählich abs R
sm Bd auf vorigem
K von Bd, allmählich abs R
sm Bd auf vorigem
K von Bd abs V
K von st Bd abs R
Intensivster Punkt des Streifens, gebildet
aus vorhergehenden und folgenden Bden
Bd-K, abs V
,. R
Wie 3807,4
K, abs V
K, abs R
Wie 3807,4
K, abs V
K, abs R, sw
Vielleicht sw Bd unter Mg-Linie
sm dif Bd (auch Fc-I.inic)
sm dif Bd
sm dif Bd (auch Fe- Link)
dif K von Bd abs V
Serie von sehr sw dif sm Bden abs R
Die vorhergehenden Banden bilden folgende
breitere Streifen:
sehr sw Bd
Mitte sw Bd
Mitte st. Bd
Mitte sehr st Bd
, iT .,C
Bemerkungen
3737,5
374S,9 |
375 ',3
3759.2
37 6 3' 6
! 3766,4
| 3769,9
| 3773,o
3777.5
I 3782,8
I 3787.9 •
3792.3 i
3795.8
3798,3
3802,2 |
38o5,7 j
3807,4
38'o.3
3812,4
3815.7
! 3818,3
3820,7
3822,7
3824,6
3829,3
3832,7
3838.4
384-Ö
3855,2
3859.9
3890,6
39 '4,6
392«, 2
3928,2
3936,6
3944,5
39 5», 8
3980,9
3596
3627
3/OI
3821
26756
26696
26658
26601
26570
2655«
26526
26504
26473
26436
26400
26369
26345
26327
26300
26276
26265
26244
26230
26208
26189
26173
26159
26146
261 14
26091
26053
25991
25939
25907
25769
25545
25502
25457
25402
25352
25305
25120
27809
2/57«
27020
26171
H
3733
H
^7^9
L u.
D 375°
3765
3772
3777
3782
••
3790
3799
3806
H 3805
L u. D 3810
.» 38i5
3824
Mg-Linie 3829,51
sichtbar
Mg-Linie 3832.46
sichtbar
H 3834
Mg-Linie 3838,44
stark
L u. D 384t
3845
3848
3855
3859
„ 3»<JO
3865
v
302
Olmsted
Tabelle 18.
Magnesiumfluor id.
Beschreibung
»w Fleck, mummen
ge»eUt aM\ einer
Serie von »m Bden
ul>% V. Zuerst tw,
an Int. annehmend
bi» mr n. Bd, um
dann ahmnehraen.
V-Rand von sehr sw Bd abs R
Linie oder noch ein V-Rand
i sehr sw dif V-Rand
sf K, verstärkt, 4. von V-RaDd
( 10. »
4 stärkste Kc J 11. „ „
r'° 4
der Gruppe
II
Bd
abs V
Andeutungen d 14., 15., 16. K
die Mitten von Bandenkopfpaaren
Abstände etwa 1,4 A
sf P abs V
sw Linie oder sf K abs V
sf K, ziemlich breit, abs V
sf st Bd. abs V
Zusammen betrachtet hildcn die Bden Tabelle 18
zwei breite Bänder.
sw Bd
st Bd
Dieses Spektrum enthält auch sämtliche Bdcn der
vorhergehenden Tabelle 17.
X
X
I
3432
2
I
344°.69
29063.9
2
34<>7
3472,42
28798.3
1
34«S,93
28686,8
2
34 f«.4*
28665,7
3
3490.74
28647,3
2
3492.96
28629,1
2
3559-45
28094,2
4
35 62 '95
28066,6
4
3566,25
28040,7
G
3569,92
2801 1,9
8
3573.4'
27084,6
10
3576.90
27V37-2
"3
3579,35
27936,6
13
35*°,94
27925,7
K)
3383.o6
27909,1
16
35*4öo
27897.9
20
3386,84
27879,6
iS
3588,10
27869,8
10
35*9.03
27862,6
20
3590.40
27852,1
.»
3592.71
27834,0
3594.o8
27*--3,6
34*7.5
28674
35*5.8
27887
Tabelle 19.
Magnesiumchlorid.
Beschreibung
i
i.
l' ,OS
Bemerkungen
Oxyd-Bde, etwas verstärkt
3745.9*
26605,2
Oxyd-Bdc, viel verstärkt
375>,2 4
26658,0
sm Bden-P; j unaufgelöstes P
4
3756.1 1
26623,3
>
abs V oder | „
8
3759.96
265**6,0
unscharfe Linien | , ... . „
« . . 1 aufgelöstes P
Ja 1, 4; An 10 \ h
10
8
16
.0
3/63.76
26569,0
3767.16
26545.«
Linie oder K von Bd mit wenig
entwickelter Abschattierung
16
3769,89
26525,9
dgl.
16
377i.8t
26512,5
sf K von Bd abs V, mit gut
entwickelter Abschattierung
20
3775,3*
26487,5
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 303
Tabelle 19 (Fortsetzung).
st Bd
abs V
L
Beschreibung
Linie oder Bd abs V, st K, aber
unentwickelte Abschattierung
mitten von 5 dif Linien oder Bil-
Paarcn, die auf Oxyd-Bden liegen
AuCcr den erwähnten Bdn sind die
Oxyd-Bden der Tabelle 17 vorhanden.
Die Wellenlängen der Punkte größter
Intensität sind:
sehr sw, Oxyd entsprechend
H »1 >• .1
stark
sehr st, Chlorid entsprechend
st, Chlorid und Oxyd entsprechend
10
12
10
S
6
4
3778,68
3808,1
3 8 «5.3
3823.0
3828,9
3833,6
3396,o
3627.5
3685,7
3692,5
3763,8
3823,0
1
. «io» Bemerkungen
Die Intensitäten
sind m. Rücksicht
auf den walir«
«chcinl. Einfluß
der Oxyd-Bden
atigegeben.
Tabelle 20.
Magnesiumbromid.
-
Beschreibung
verstärkte Oxyd-Bde
sehr st sm Streifen,
aus dem Aufeinanderfallen
von Fe-Linie, Oxyd-Bd und
Bromid-Bde gebildet.
Bd abs V oder dif Linie
Serie
von P
abs V oder
dif Linien
unaufgelöstes P
aufgelöstes P
Linie oder st K mit sw
Abschattierung nach V
Ke breiter dif Bden, abs V
1
T
3855,29
25938,3
,0
3860,21
25905,4
6
3801,58
25896,1
6
3862,73
25888,4
6
3863.95
23880,3
5
3867.41
25857,1
5
3870,14
25838,8
8
3872.48
25823,'
5
3875-23
2^8(i;,o
3877,96
25786,8
3880,20
25771,3
39254
25475
3944.8
2 535°
3063,3
25232
3'>r7.2
25'43
398-t,2
25067
4007,2
24955
Digitized by Google
304
Olmsted.
Tabelle 20 (Fortsetzung).
Beschreibung
I
io"> Bemerkungen
Außerdem sind die Oxydbanden der Tabelle 1 7 vorhanden.
Die Stellen größter Intensität sind:
sehr sw, Oxyd entsprechend
»» »
st,
1» »
Bromid
läßig „
SW,
3600,1 , 27777
3627.4 27568
3699,9 27028
3811.1 26239
3859.5 25910
3872,4 25823
3918,4 25521
3943.2 25360
3472,8 25171
Tabelle 21.
Magnesiumjod id.
Beschreibung
sw dif
Bd abs
sehr sw Bden-Kopf abs R
»» »»
Intensive Stelle
K abs V
sw Andeutung, vielleicht Bd
Außerdem sind die Banden der Tabelle 17 vorhanden.
i
l
0
3428.9
29164
0
34 72.3
28799
4102,3
24377
f
4I073
24347
2
4IO8.9
2433«
4I46
24120
Bemerkungen
7- 1
Wahrscheinlich
Spuren von
Oxyd-Bdcn
§ 9. Beryllium.
Berylliumchlorid, die einzige von mir untersuchte Verbindung,
zeigte keine Spuren von Bändern. Ein Stück kontinuierlichen Spek-
trums unterbrochen auf der Strecke 520—480, läuft bis ungefähr
360—350. Es wird zweifellos hervorgebracht durch das feste Oxyd
am Ende der Salzrolle.
Hartley und Ramage, 1901, finden vier schmale Bänder,
abschattiert nach Rot, bei 4780, 4755, 4733, 4708, bei Erhitzung
des Oxyds in der Knallgasflamme; aber sie erscheinen auf keiner
Photographie von Berylliumchlorid.
§ 10. Nachweis einer Gesetzmäfsigkeit in den Spektren und
Beziehungen der Spektren der verschiedenen Verbindungen.
Obgleich das Dispersionsvermögen des von mir benutzten In-
strumentes so gering ist, daß es erlaubt, kleine Einzelheiten bei den
Die Bandenspektm nahe venvandter Verbindungen.
305
untersuchten Banden nur eben zu entdecken, besonders da die
Flammenbanden selten sehr scharf sind, hielt ich doch an dem all-
gemeinen Plan fest, die Einzelheiten zu messen und die Spektra
im Detail nach Gesetzen zu durchforschen. Die vorhergehenden
Tabellen als ein Resultat dieses Planes mögen sozusagen überladen
erscheinen mit Details, und überflüssig in Anbetracht der geringen
Dispersion. Aber ich glaube, daß die Resultate meine Methode
rechtfertigen, denn ohne die Messung aller schwachen Köpfe würde
es nicht möglich gewesen sein, z. B. die durchgehende doppelte
Struktur zu entdecken und die Serien zu verfolgen bei der Calcium-
chloridgruppe.
Auch hoffe ich, daß die Wellenlängen der Einzelheiten nicht
nur von Wert sind für die qualitative Entwirrung der Struktur der
Spektra, sondern daß sie auch Nutzen bringen werden, wenn die
Spektra einmal mit größerer Dispersion untersucht werden. Schwache
Banden erscheinen oft viel deutlicher bei schwacher Dispersion als
bei größerer.
Nachdem ich die Einzelheiten der Struktur jedes Spektrums
untersucht hatte — und es scheint, daß in allen Fällen die Struktur
eine Serie von Banden ist — habe ich versucht, Beziehungen zwischen
den verschiedenen Spektren zu entdecken. Bei dieser Arbeit sind
zwei allgemeine Wege offen: Wir können nach kinematischen oder
nach dynamischen Beziehungen suchen. Da alle Schwingungen, mecha-
nische oder elektrische, bedingt sind durch Abstand, Gestalt und
Masse, materielle oder elektrische, jedes Systems, so ist es am
natürlichsten, zuerst nach einer Beziehung zwischen den Spektren
und den physikalischen Eigenschaften der Atome und Molekel zu
suchen. Da aber die physikalischen Eigenschaften zweifellos durch
Gesetze zusammenhängen, und da diese im Licht verschiedener
neuer Hypothesen über den Bau der Atome vielleicht als sehr ein-
fache numerische Beziehungen erscheinen werden; so ist es möglich,
daß Beziehungen, welche scheinbar rein kinematisch sind, nicht nur
für die verschiedenen Teile desselben Spektrums, sondern auch für
verschiedene Spektra gültig befunden werden.
In der Tat hat Sutherland, 1901, eine angenäherte rein
numerische Beziehung gefunden, welche für den Abstand der Paare
oder Triplets in den Linienserien verschiedener Atome gilt. Aber
wie Kayser erwähnt — Handbuch Bd. 2, S. 592 — 593 — können
diese selben Größen auch viel einfacher annähernd als eine Funktion
des Atomgewichtes ausgedrückt werden: nämlich der Abstand der Paare
306
Olmsttd.
oder Triplets, ausgedrückt in Schwingungszahlen, ist nahezu propor-
tional dem Quadrat des Atomgewichts, wenn nur nahe verwandte
Elemente verglichen werden. Auch die Konstanten, welche die
Verhältnisse der Serien bedingen und ihre Lage im Spektrum, sind
offenbar Funktionen des Atomgewichts, wenn sie auch nicht so
einfach sind, wie die obigen. Wenigstens gilt dies für Elemente
derselben Gruppe. Da praktisch nichts über Bandenspektra bekannt
ist, was einen Wink für die beste Art, nach Beziehungen zu suchen,
geben könnte, außer der oben erwähnten Beziehung von Fabry
zwischen den Fluoriden von Ca und Sr, und der sehr unbestimmten
Beziehung zwischen Lage und Molekulargewicht, welche Mit-
scherl ich und Lecoq erwähnen, so schien es am einfachsten,
allgemein nach charakteristischen Eigentümlichkeiten zu suchen,
welche sich in den Spektren der chemisch am nächsten verwandten
Verbindungen finden. Im Falle ähnlich konstruierter Serien wurden
ihre Proportionen und Lage verglichen mit dem Atom- und Mole-
kulargewicht, wobei gleichzeitig das Auge offen gehalten wurde für
irgend eine einfache numerische Beziehung, welche unabhängig vom
Atomgewicht vorhanden sein könnte. Es Ist in der Tat kaum zu
erwarten, daß mehrere einfache Beziehungen gefunden würden,
welche nur vom Molekulargewicht abhängen, da auch die Kraft,
welche die Molekeln zusammenhält, und die Größe der kombinierten
Atome eine wichtige Rolle bei den möglichen Schwingungen spielen
muß. Da aber das Atomvolumen und die Elektroaffinität Funktionen
des Atomgewichts sind, so ließ sich erwarten, daß allgemeine Be-
ziehungen sich auch finden lassen, wenn nur das Atomgewicht der
verbundenen Atome betrachtet wird. Das gilt besonders, wenn die
untersuchten Verbindungen chemisch nahe verwandt sind.
In einigen Fällen wurde der Versuch gemacht, den Unterschied
in der Elektroaffinität der sich verbindenden Atome in Betracht zu
ziehen mit recht aussichtsvollen Resultaten. Aber dieser Gesichts-
punkt ist noch nicht für alle Verbindungen durchgeführt worden.
Die benutzten Atomgewichte sind folgende:
Be : 9,1
Mg: 24,36
Ca : 40
Sr:S7,6
Ba: 137,4
Fl: 19
Cl: 35,45
Br: 79,96
J: 126,85
O: 16
Digitized by GooqI
307
Allgemeine Beziehungen.
Flammcnlinien: Es ist schon erwähnt worden, daß eine große
Zahl von Bogenlinien im Flammenspektrum erscheinen, wenn lange
exponiert wird. Sie wurden nicht besonders berücksichtigt außer
einer Intensitätschätzung und nur bemerkt, daß die Anfange der
Serien von Kayser und Runge vorhanden sind, und daß in
manchen Fällen die Linien in verschiedenen Spektren verschiedene
relative Intensität zeigen. Dieses Verhalten zeigt sich aber auch bei
verschiedenen Aufnahmen desselben Spektrums und rührt, glaube
ich, hauptsächlich von der Ungleichheit der Fokusierung des Bildes
der horizontalen Flamme auf dem Spalt her.
Kontinuierlicher Grund: Derselbe hat die Neigung, weiter ins
Ultraviolette zu reichen, wenn das Metall der Verbindung niedriges
Atomgewicht hat. Der große Unterschied in der Intensität des
kontinuierlichen Grundes auf verschiedenen Aufnahmen desselben
Spektrums, bei welchen die Banden gleich stark erscheinen, deutet
an, daß er hauptsächlich, wenn nicht ausschließlich, durch die An-
wesenheit festen Oxydes hervorgebracht wird, entweder als Flocken
in der Flamme oder am Ende der Salzrolle, und nicht durch un-
regelmäßige Schwingungen gasförmiger Molekel, wie man es z. B.
vermuten würde bei dem kontinuierlichen Grund im Spektrum von
Wasserstoff, der unter Druck explodiert.
Metallbänder: Wie schon erwähnt, zeigen alle Spektra von Ba,
Sr und Ca lange Streifen eines kanellierten Spektrums, welche bei
den drei Metallen ähnlich aussehen, aber desto weiter nach Ultra-
violett hinliegcn, je kleiner das Atomgewicht ist. Diese Kanel-
lierungen werden durch Bänder gebildet, die nach Rot abschattiert
sind und aus engen Paaren bestehen. Aus dieser allgemeinen
Ähnlichkeit läßt sich noch eine bestimmtere nachweisen, wenn die
gesamten Bänder in Serien zerlegt werden. Wie die folgenden
Tabellen nach Schwingungszahlen und die Zeichnungen zeigen, ist
jede Metallgruppe aufgebaut auf einer prachtvollen Serie von Serien,
welche durch die ganze Gruppe von einem Ende zum andern
laufen. Die Serien sind am besten entwickelt bei Ba, weil hier
das Spektrum am meisten nach Rot liegt und daher die größte
Intensität zeigt.
Eine Betrachtung der Baryumtabelle und der Zeichnung Fig. i
zeigt, daß zwei Hauptserien vorhanden sind, eine longitudinale und
eine quer dazu. Diese Serien sind auf zwei Weisen charakterisiert:
Digitized by Googl
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindttngen.
Digitized by Google
IO
Olmsted.
Digitized by G
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 3 1 I
in der longitudinalen Serie sind die zweiten Differenzen sehr klein
und nahezu konstant, und die Intensitäten, die grüßten des ganzen
Systems, bilden eine Kurve, welche konvex nach der oberen Seite
ist, beinahe durchweg, und ein Maximum nahe an dem langwelligen
Ende der Serie erreicht. Das konkave Stück von 19500 bis 21000
wird vielleicht hauptsächlich oder gänzlich durch die Unetnpfindlich-
keit der Films in dieser Gegend hervorgebracht. Die Hauptquer-
serie ist dadurch charakterisiert, daß sie, soviel ich sehen kann,
konstante erste Differenz hat. Diese Serie nimmt aus den longitu-
dinalen Serien Bänder auf, welche an entsprechenden Punkten der
Intensitätskurven liegen. Die Beziehung der übrigen Serien zu den
Hauptserien ist nahezu eine solche, daß sie parallel laufen, wenn
auch nicht genau. Betrachtet man die fünf stärksten longitudinalen
Serien, so nimmt die mittlere erste Differenz, absolut genommen,
ab, und die mittlere zweite Differenz, absolut genommen, zu, je
weiter die Serien sich von der Hauptserie entfernen. Die Zahl der
scharfen Köpfe des Systems ist zu gering, um eine bestimmte Regel
über die Veränderung der zweiten Differenz mit irgendeiner Serie
aussprechen zu lassen. In der Kurve für die Hauptserie, welche von
allen am schärfsten ist, scheint eine nahezu konstante zweite Differenz
vorhanden zu sein, welche negativ ist, wenn man in der Richtung
wachsender Schwingungszahl vorwärts geht, und daher wird eine
Gleichung von der Form:
N=*A± (Bm + C) 2
vi = 0, 1, 2, 3, 4 usw.
iV = Schwingungszahl; A, B, C — konst.
die Serien darstellen. Aber auch in diesem Fall sind die zweiten
Differenzen im ganzen etwas kleiner am violetten Ende der Serie.
Wenn nun irgendeine Querserie gegeben ist, z. B. die Haupt-
serie, so ergeben sich die übrigen aus der Änderung der ersten und
zweiten Differenz zwischen den longitudinalen Serien; .in Überein-
stimmung mit der Abnahme der mittleren ersten Differenz bei den
longitudinalen Serien, wächst die mittlere erste Differenz bei den
Querserien, wenn man von Serie zu Serie geht in der Richtung
nach größeren Wellenlängen. Die mittlere zweite Differenz der Quer-
serien, die an der roten Seile der Hauptquerserie liegen, ist klein
und negativ, wenn man in der Richtung wachsender Schwingungs-
zahl vorwärts geht. Auch hier ist die Dispersion zu klein und
23*
3 1 2 Olmsted.
die Unscharfe zu groß, um einen bestimmten Ausspruch über den
Verlauf der zweiten Differenzen in irgendeiner Serie zu erlauben.
Über die Verteilung der Intensitäten läßt sich folgendes kurz
aussagen: denkt man sich die Linien, welche die Köpfe der Banden
in der Fig. i darstellen, gedreht, so daß sie senkrecht zur Ebene
des Papieres stehen, so würde die Fläche, die man durch ihre End-
punkte hindurch legen kann, gewellt sein und etwa ähnlich einer
Wasserfläche, über welche zwei Wellensysteme fortlaufen, welche
einen spitzen Winkel miteinander bilden. Das so dargestellte System
umfaßt alle Bänder außer einigen sehr unscharfen schwachen im
Violett. Es sind so viele übereinandergelagerte Serien vorhanden,
und die Bänder sind so schwach, daß sehr oft mehrere Bänder zu-
sammenfallen und es nicht mehr möglich ist, ihre Zugehörigkeit zu
einer bestimmten Serie zu ermitteln.
Das System von Strontium und Calcium (Fig. 2 und 3) unter-
scheidet sich von dem für Baryum nur durch Lage, Intensitäten
und Verhältnisse. Zum Vergleich ist folgende Tabelle beigefügt
Die Mittelwerte sind soweit möglich aus entsprechenden Banden
und entsprechenden Serien gebildet, und da bei Calcium die Zahl
der beobachteten Banden kleiner ist, sind für Baryum und Strontium
nur die stärkeren Banden berücksichtigt.
Vergleichstabelle
für die Banden von Ba-, Sr-, Ca-Metall.
Ba
Sr
Ca
Atomgewicht
Atomgewicht
Atomgewicht
137.4
87/.
40
Lage:
Maximum um
Maximum um
Maximum um
ö 0 ."; ,)is -39."
,44/<; bis ,3<>jj
,40^; bis ,39/*
sich
sich
sich
erstreckend
erstreckend
erstreckend
Intensität ^
Stark
Mällig
Schwach
, Mittlere
473
(»30
707
I. Differenz
Nimmt ab mit
Bleibt annnahernd
Nimmt ab mit
1
wachsender
konstant für alle
wachsender
Entfernung der
I.ongitudinal-
Entfernung von
•
Serien von der
serien
der Hauplscrie
Hauptseric
Mittlere
-3
+ 6
+ -
I
2. Differenz
]J"| wächst mit
Ändert sich
Ändert sich
■
wachsender
wenig von Serie
wenig von Serie
Entfernung von
der Haupuerii-
zu Serie
zu Serie
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
313
Verglcichstabclle (Fortsetzung).
iia Sr
Atomgewicht 137.4 Atomgewicht 87,6
Ca
Atomgewicht 40
1
Mittlere
I. Differenz I
Mittlere
2. Differenz
1
Haupt-Longitudinal-
scric :
Mittlere 1. Differenz
Mittlere 2. Differenz !
Hauptquerscrie :
Mittlere 1. Differenz
Mittlere 2. Differenz
284 518 583
Wächst, wenn man Ändert sich wenig Wächst wie bei Ba
von Scric zu Serie
geht, in Richtung
der größeren
Wellenlängen
-5 +3
Für alle Serien Variiert sehr
außer der Hauptseric
479
-1,8
|J"| nimmt ab mit
wachsendem N
630
+ 7.»
Nimmt ab mit
wachsendem N
257
o
Lage zweifelhaft
Baryum-Metallsericn.
7H
o
Zuerst +,
dann —
Lage zweifelhaft
Haupt-
longitudinal-
serie
Diff.
Ii
l!
uiff
Di ir.
Diff.
Diff.
Diff
Diff. :
Hauptquerserie
Diff.
Diff. :
'l
Diff.
Diff.
Diff.
Diff. \
Diff.
Diff.
Diff.
Diff.
Diff.
11
24S 6 7
449 I
24II8 ; N1
25257
36 24753 ">h 25048 '
.1X455
24360
X499
41»
-SO 2461O
'X454
23463 I233 23701
455
22752
Jj6
23008
4 59
457
22036
*57
222q2,7
22551
474
4'S.a
1
*45»
21562
* ft 5,5 21827,5 ■■>'■■},'■>
22092.7
474
4*4
4*2,9
2I088
2 7 f>
21364
21620,8
476
47*
45t!..!
206I2
;8o
2O8qi,0 79/'
21171,5
474
4*'V
1
473. •<
20138,3
*5
2042?
'75
20608,3
47^,5
471
4' ; 5
19650,8
*<Ji I9952
20233
4^A7
474
474
I9I77.J
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1047«
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•9759
494.*
471
I86<)2 T 5
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47*
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4 '.LS
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1-222
< 754 >
i..
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4 fl »
23 2 39
433
22806
45*;
22350
457
« 21803.:
45«
21435
468
20967
3X458
I9592
43 3
'S IOI09
! 473
30« 1 8636
477
i<=7 18150 -
ii6
4'.a
595
440
47t
455 |
-'5 21700 375
4^
»X438
21975.4
BX460
18202
Digitized by Google
314
Obmted.
Strontium- Metallserien.
Haupt-
serie
Diff.
1
Diff.
Diff.
Diff
Diff.
Din.
262QO
Ulli.
: 24638.1
^*4 * » 3
513
>
2 5'5'
5:0
2566I
6ji
um.
23996,8
r '4°
24506
p 34
533
2.SO30
Wi
508
25547
Diff.
2 3357
632
515
23872
506
24378
635
533
2491 1
Diff.
22723,2
5'4
23230
514
23753
M'
554
2430/.3
633
24 8 32
647
Diff.
22102
di 3
S'5
226l6,<)
fit j.y
505
23122
*M
553
2 36/5
24185
Diff.
21 489
Si4
2 2003,0
(vt\
505
2 2 508
5*7
23035
7x630
Diff.
21397
21904
499
22403
*«4
5"
22925
634
Diff.
21306
4 4 3
1
21789
*34
2H55
513
22301
2X618
2IO65
509
22810
3 Xf.o3
20986
Calcium- Metallserien.
1
Diff.
Haupt-
longitudinal-
Diff.
1
Diff.
j :
Diff.
Diff.
serie
Diff.
28709
AÄ2
1
!
Diff.
28l 17
2 9337
734
535
29872
1
Diff.
3X697
28055
7.3
55s
28613
55"
29I64
1
Diff.
27342
5 7')
27921
Diff.
26083
553
26636
7« 6
»X7«5
27855
768
1
Diff.
2X75°
25920
731
57J
36492
7«9
595
27087
!
Diff.
24582
25 '99
7'7
574
25773
ix 710
j
1
Diff.
24482
f~,7
5?'
25063
7.0
25667
Diff.
23196
23785
7-7
-M353
2x710
1
23057
.')"' ; 7
22078
24248
2 x 677
2 2S94
1 !
22810
1
■
i
f
22710
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Di« Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen. 315
Da wahrscheinlich die zweiten Differenzen variabel sind, schien
es wertlos, die Konstanten der Formel
N-A±{B»t + C) t
zu berechnen. In Ermangelung von Gleichungen können die drei
verschiedenen Systeme in erster Annäherung miteinander verglichen
werden mit Hilfe der folgenden korrespondierenden Händer:
Ba:Band N = 18692
Sr :Band A* = 22725
Ca: Band A* = 24482 oder A r = 26636.
Diese Bänder werden korrespondierend genannt, weil sie an
entsprechenden Punkten der Intensitätskurven liegen. Obgleich
Messungen mit einem Instrument von weit größerer Dispersion für
eine genauere Bestimmung der Seriengleichungen und der Be-
ziehungen zwischen den drei Systemen nötig sein würde, so geben
doch die erwähnten allgemeinen Beziehungen, namentlich die wellen-
förmige Verteilung der Intensitäten, eine Idee für die Struktur der
sog. kannelierten Banden. Alle diese Erscheinungen müssen in Be-
tracht gezogen werden bei jeder Theorie, welche derartige Spektra
erklären will.
§ 11. Allgemeine Beziehungen zwischen den
Verbindungsbanden.
Wenn wir annehmen, daß die oben besprochenen Bänder vom
Metall und nicht vom Oxyd herrühren, so sind zwei allgemeine
Charaktere für alle Verbindungsbänder, die ich untersucht habe, zu
erwähnen:
1. Die Bänder können zwar in größeren Abständen innerhalb
des ganzen Spektrums sich wiederholen, sind aber einzeln auf kurze
Stücke beschränkt. Das kann zwar nur Zufall sein, aber ich kenne
kein Emissionsspektrum einer Verbindung, welches ein langaus-
gezogenes kanneliertes Spektrum wäre, während doch genug solche
Spektra bei Elementen vorhanden sind, z. B. Blei, Schwefel,
Zinn usw.
2. Die einzelnen Bänder sind in jedem Falle aus schmalen
Bändern zusammengesetzt, nicht aus Linien, und diese schmalen
Bänder sind unauflösbar.
Man kann diese allgemeinen Aussagen vereinigen durch fol-
genden Ausspruch: Wenn man sich denkt, daß ein Bandensystem
zusammengesetzt ist aus Reihen von Linien, die Bänder bilden,
3i6
Olmsted.
Reihen von Bändern, welche eine Bandserie bilden, und Reihen von
Bandserien, welche ein Bandensystem bilden, dann liegt bei den
Spektren der Verbindungen, welche hier behandelt sind, ein ganzes
System innerhalb weniger 100A.
Wenn man die Spektra in Unterabteilungen teilt, so werden
andere allgemeine Eigenschaften der Unterabteilungen sichtbar.
Z. B. die Haloidbänder von Magnesium sind nach Violett abschattiert
und durch schmälere Bänder gebildet, welche nach Violett ab-
schattiert sind.
Die Haloidbänder von Ca und Sr sind gebildet durch schmale
Bänder, welche nach Rot abschattiert sind und verlaufen selbst
nach Rot.
Die Haloidbänder von Ba sind teils nach Rot abschattiert, teils
nach Violett, wobei die Haloide von kleinerem Atomgewicht die
Mehrzahl der Bänder nach Rot abschattiert haben.
Die Oxydbänder von Mg, Ca, Sr und Ba bilden Bandengruppen,
welche die Gestalt von Doppelfleckcn haben, indem einige Bänder
nach Rot, andere nach Violett abschattiert sind.
Man kann auch in anderer Weise Unterabteilungen bilden: Die
schmalen Bänder von Magnesiumchlorid, Magnesiumbromid und
allen Fluoriden, d. h. alle Haloide, in welchem wenigstens ein Atom
leicht ist, sind scharf und deutlich, die der übrigen Haloide sind
mehr oder weniger unscharf. Dabei ist Magnesiumjodid nicht be-
rücksichtigt, weil das Spektrum zu schwach ist.
Teilt man die Haloide von Ca, Sr und Ba in Fluoride auf der
einen Seite und die übrigen auf der anderen Seite, so findet sich
eine viel größere Ähnlichkeit zwischen den Gliedern dieser beiden
Gruppen als oben allgemein bemerkt wurde. Diese Ähnlichkeit
beruht in der Struktur der Bandengruppen, und ist schon qualitativ
besprochen bei der Beschreibung der Spektra. Die Einzelheiten
über die Serien des Chlorid, Bromid und Jodid von Ca, Sr und Ba
sind an anderer Stelle besprochen.
Was die Intensität betrifft, so ließ sich sehr deutlich bemerken,
daß eine Annäherung der Atomgewichte der Komponenten an
Gleichgewicht das Bestreben erzeugt, das Emissionsvermögen des
Molekels zu steigern, und so geben im allgemeinen die Bromide
die hellsten Spektra. Dieses Bestreben wird noch auffallender, wenn
man die Verschiedenheit in der chemischen Stabilität berücksichtigt
und die Tatsache, daß die Intensität mit abnehmender Wellenlänge
allgemein sinkt.
Digitized by Google
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
317
In bezug auf die Lage der Bänder im Spektrum, ist eine sehr
deutliche Beziehung mit dem Atomgewicht vorhanden; wenn man
die Spektra der Verbindung jedes Metalles nach dem Atomgewicht
der Verbindung ordnet, und dann die Gruppen nach dem Atom-
gewicht des Metalles ordnet, so ist die Tatsache sehr deutlich.
Innerhalb jeder Gruppe verschieben sich die Bänder nach kurzen
Wellenlängen mit abnehmendem Molekulargewicht, und ebenso ver-
schieben sich die ganzen Gruppen nach kurzen Wellenlängen mit
abnehmendem Atomgewicht des Metalles. Um diese Regel allgemein
zu machen, muß man das Bogenspektrum von Calciumfluorid an
Stelle des Flammenspcktrums nehmen. Die Knallgasflamme ist
offenbar nicht heiß genug, um die ultraviolette Gruppe dieser Ver-
bindung stark zu erzeugen. Diese Regel gilt ohne Ausnahme für
alle 16 Haloide und auch angenähert für die Oxyde, wenn man
annimmt, daß meine Erklärung fiir den Ursprung der beobachteten
Doppelflecken in allen Spektren richtig ist. Für Magnesium lassen
die Untersuchungen von Liveing und Dewar keinen Zweifel über
den Ursprung. Die Lagen der Oxydgruppe sind indessen nur an-
genähert richtig, wenn man die stärksten Punkte der Gruppen in
Rücksicht nimmt. Im Fall von Baryum liegt das Spektrum des
Oxyds auf der violetten Seite des Fluoridspektrums, bei Strontium
fallen beide aufeinander, und bei Ca und Mg liegt das Spektrum
der Fluoride nach kürzeren Wellenlängen hin. Dies kann nicht
überraschen, wenn man die großen Unterschiede in der Struktur
der Oxyd- und Haloidspektra bedenkt.
Bei dieser Besprechung über die Lage der Bänder sind die
wenigen Banden am gelben Ende einiger Spektrogramme von Ca
und Sr nicht berücksichtigt worden, da diese Banden nur das kurz-
wellige Ende einer vollkommen anderen Gruppe am roten Ende des
Spektrums darstellen.
Wenn man Magnesium beiseite läßt, so ist zu ersehen, daß,
wenn man von Metall zu Metall in der Richtung abnehmenden
Atomgewichts geht, nicht nur die ganzen Gruppen nach Violett ver-
schoben sind, sondern auch die Bander für irgend ein bestimmtes
Haloid z. B. die Chloride. Diese Regel gilt auch für Magnesium-
jodid und -bromid, nicht aber für Magnesiumchlorid und -fluorid.
Das starke Band von Magnesiumchlorid hat etwa dieselbe Wellen-
länge, wie die beiden Hauptbänder von Calciumchlorid, und die
Bänder von Magnesiumfluorid liegen erheblich nach Rot hin, im
Vergleich zu Calciumfluorid.
31«
Olmsied.
Dieses abweichende Verhalten von Magnesium und die anders
geartete Struktur der Bänder kann man erklären durch die Tatsache,
daß Magnesium weniger nahe verwandt ist mit Ca, Sr und Ba, als
diese untereinander. Aber es ist auch möglich, daß diese Bänder
der Magnesiumverbindungen den starken roten und gelben Gruppen
entsprechen, welche oben erwähnt wurden, und daß die eigentlich
in Vergleich zu ziehenden Bänder, welche sich in der Regel fügen
sollten, weiter nach Ultraviolett hinüegen — zu weit, um in der
Flamme zu erscheinen.
Das Fehlen von Bändern in dem Spektrum von Berrylium-
chlorid kann auch durch zu niedere Temperatur der Flamme er-
klärt werden.
§ 12. Ähnlichkeit der Struktur der Bandenserien in den
Spektren von Calciumchlorid, -bromid und -Jodid; Strontium-
chlorid, -bromid und -Jodid; Baryumchlorid, -bromid und
-Jodid.
Die Natur der Banden dieser Salze ist schon besprochen worden.
Wie gesagt, sind die Bandenserien der Calcium- und Strontiumsalze
sehr ähnlich, und die der Baryumsalze können, wenn sie auch nicht
so ähnlich sind, doch auf denselben Typus gebracht werden, wenn
man gewisse Annahmen macht. Es bleibt jetzt übrig, zu sehen, wie
genau die einzelnen Serien zahlenmäßig stimmen, und wie sie sich
zahlenmäßig zueinander verhalten.
Folgende Tabellen zeigen sämtliche Köpfe der betreffenden
Spektren in Serien geordnet, wobei die Köpfe in Schwingungszahlen
angegeben sind.
In dieser Tabelle sind die Serien in A- Serien und B- Serien
gespalten und diese wieder geteilt in Serien i , 2 usw. Die Sym-
bole der früheren Tabellen sind beigefügt und zeigen, zu welcher
Bande irgend ein Kopf gehört. Banden, die Aaa und Ba« heißen,
sind Hauptbanden, die Indices ß, y, Ö usw. und b, c, d usw. be-
zeichnen die Entfernung von der Hauptbande und eine Abnahme
der Intensität, wobei die Banden mit griechischem Index nach der
kurzwelligen Seite und Banden mit lateinischem Index nach der
langwelligen Seite der Hauptbande liegen. Die Systeme bestehen,
wie gesagt, aus zwei identischen, gegeneinander verschobenen Serien,
daher sind die Serien in Reihen A und B gespalten. Die Mittel-
werte der Abstände A — B, die in folgender Tabelle für jede Bande
angegeben sind, zeigen die Verschiebung. Die Mittelwerte sind mit
Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
319
<5
a
2
c
00
o
I
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2
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J3
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320
Olmsted.
CaBr,-Serien.
J N der Paare < 8.
Bd
A-Serien
»s 1
B-Scricn
I" 2''
Ar
Aaa
Ab
A c
(26226)
<30J>
26023
939
25788
,6. 2 576/
961
25527,3
,B.,o 2 5506
,8. 3X370
2524 6 »3
WW, 2 5225,o
25205
(j-/poo)
25969
„ 4 25943
25745
25916
(2jo) Ba
I
(IM)
220 j By 25803
j
219 , B/» 25569,4
2> 8 a ^,o 2 5549
361
220,9 B Aa 25306,4
21S >8jii 25288
223,1 Bb 25023,2
2,6 25009
(t86) B c ; (i'j7'4)
Mittelwert «= 219,5
CaJ,-Serien.
A N der Paare < 5.
Bd
A- Serieu
Bd
B - Serien
A-B
.,1"
1"
A,
24109
A ß
23946
426
B ß
23520
204
Aa«
23740
424
B*a
23316
741
,4«
Ab
«3499
429
B>
23070
ISO
A c
23214
424
Bc
22790
Mittelwert =
425,8
Rücksicht auf die Genauigkeit der Messung der Banden genommen.
Die Schwingungszahlen der besonders diffusen Köpfe und die davon
abhängigen Dinerenzen sind in vorstehender Tabelle in Kursivschrift
geschrieben.
Es war bemerkt worden, daß die schmalen Banden, die zu-
sammen breite Banden bilden, Serien von Paaren bilden, die in den
verschiedenen Banden verschieden sind. Sie variieren in einer solchen
Weise, daß es berechtigt erscheint, daß 1., 2., 3. usw. Paar einer
Bande mit dem 1., 2., 3. usw. einer andern zusammenzustellen. Diese
Gruppierung gibt die Serien „1"
>i" „2", »3" usw. der Tabellen.
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Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
321
m
I
PH
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- 1
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0
«/-.
-1
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N
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in
m
I
I I
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Die Bandemftektra nahe venvandter Verbindungen.
SrJ 2 -
323
,-Serien.
J A der
l'aarc sehr klein.
-
A -Serien
B - Serien
Bd
..1
A B
A-B
Utl
{33497)
ill'O
A;
(-\mo)
IS««)
(333X2)
Uli,
A t
23821
554
B*
23267
/jy>
«39
Aj
is<»)
Bö
2312»
(/i/j
A r
23538
557
liy
22981
1
Ap-
233S2
552
*ß
22830
I'IO
A.. a
23222
554
B aa
22668
171
Bb
»75
As
23051
554
22493
«H 7
iSi
A C
2 2864
552
B.
22312
UM
JS5)
Ad
(55*)
B,i
[21127)
rjiit)
A c
Af
iiuy'j)
Mittelwert =
554.o
1
BaClj-Serien.
Bd
Aß
Aa„
Ab
A- Serien
19739
274
19465
I9I79
Mittelwert
I
A-B
«„
B- Serien
By
10606
393
Bp'
19346
3«9
Biu»
19076
385
Bb
I879I
389
In der Mehrzahl der Falle kann man nur kleine Stücke der
Serien 2, 3 usw. beobachten und oft gar nicht. Letzteres trifft in
der Tat zu bei Baryumchlorid, -bromid und -jodid. Man braucht
aber nur anzunehmen, daß hier die mittlere erste Differenz schnell
abnimmt mit wachsender Nummer der Serie und daß gerade bei
der Hauptbande die Hauptglieder der verschiedenen Serien 1, 2,
3 usw. gegeneinander verschoben sind.
Bei Baryumchlorid muß man annehmen, daß in Bande Aaa
oder Ba« die Glieder der „2", „3" usw. Serien zur langwelligen
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324
Olmsted.
Seite des Gliedes „i" liegen. Aber schon bei Bande Ab und Bb
liegen diese weiteren Glieder zur kurzwelligen Seite des Gliedes „i'\
Bei Baryumbromid verhalten sich die verschiedenen Serien ebenso,
nur daß schon bei der Hauptbande die verschiedenen Glieder
übereinander liegen, und endlich bei Baryumjodid liegen die weiteren
Glieder zur kurzwelligen Seite des Gliedes „i" auch in der Haupt-
bande.
HaBr.-Serien.
Bd
A -Serien
A-B
Bd
B- Serien
»» 1
A r
191127
IM
Aß
Ab
19407
206
19201
I9OO9
544
545
546
Bß
Ba«
Bb
B c
18863
207
18656
'9?
18463
1S1
18282
Mittelwert
545
BaJ,-Serien.
Bd
A- Serien
A-B
Bd
B- Serien
..1"
Ab(?)
{18636)
(SO)
18576
(18 560)
(760)
755
(753)
Baa
Bb(f)
{17876)
(05)
I782I
(/«)
U7807)
Mittelwert
756
Ein Blick auf die ersten Differenzen obiger Tabelle zeigt, daß
sie derart variieren, daß die zweiten Differenzen angenähert konstant
sind. Genaueres Studium der ersten Differenzen zeigt aber, daß die
zweiten Differenzen wahrscheinlich nicht streng konstant sind. Leider
reicht die Zahl der genau bestimmten ersten Differenzen nicht aus,
um zu sehen, wie diese verlaufen.
Da die zweiten Differenzen annähernd konstant und dabei ziem-
lich groß sind, erscheint es möglich, daß die Konstanten einer
Gleichung von der Form
A' = A ± {B m + Cf
eine Bedeutung haben könnten. Ich habe daher solche Kon-
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325
stanten ausgerechnet. Die Gleichung bei diesen Verbindungen hat
die Form:
N= A-{Bm-C)\
wobei bei den meisten Verbindungen A, B und C positive Kon-
stanten sind, wenn tn = o bei der Hauptbande, tn = + I , + 2,
+ 3 usw. bei Banden mit griechischem Index und m = — i, — 2,
— 3 usw. bei Banden mit lateinischem Index. Bei BaBr, und BaJ, aber
muß man entweder ein negatives B haben oder tn= —i, —2, —3 usw.
bei Banden mit griechischem Index und in = -f- 1, +2, +3 usw.
bei Banden mit lateinischem Index haben. Außerdem sind die
beiden Konstanten B und C imaginär. Man kann die imaginären
Konstanten umgehen, einfach durch eine Verwandlung der Formel in
N= A +{B m + Cf.
Dieses Verhalten der BaBr 3 - und BaJ, -Banden erinnert an das
ähnliche Verhalten der BaFl,-Banden gegen die CaFI,- und SrFl,-
Banden, welches Fabry gefunden hat (siehe S. 258). Man sieht
leichter, warum eine Veränderung der Formel vorkommt, wenn
man die Formel so umschreibt, daß:
N =* u + ß m + y m* .
Ein Zeichenwechsel von y bei BaBr, und BaJ, erklärt alles und
dieses ist, wie gleich gezeigt wird, zu erwarten.
Tabelle der Konstanten einer Gleichung der Form N-A — {Bm + Cf.
A
c
Verbindung
Al -Serie
Bl -Serie
Ai- und Bi -Serien
Ai- und Bi -Serien
CaCl,
28512
28436
3.90
44.23
CaBr,
26918
26698
3,6?
37.28
CaJ,
24389
23963
4,42
25.45
SrCl,
26934
26788
3.7'
39, «5
SrBr,
SrJ,
26562
26241
2,39
43.5 6
24782
24228
2,11
39.50
BaCl,
22076
21687
2,74
51,10
BaBr,
»777i
17226
-2.65V-!
37,81V'- 1
BaJ,
18561
17805
-4.58V —
3.93V- 1
Diese Konstanten wurden graphisch bestimmt mit Rücksicht
auf das Gewicht, daß den Messungen beigelegt wurde.
Folgende Tabelle zeigt, wie genau die Köpfe sich durch eine
solche einfache Formel darstellen lassen. Der Verlauf der Ab-
weichungen bei genau bestimmten Köpfen, zeigt daß die Formel
nicht streng richtig ist.
Zeiuchr. f. wiM. Phot. 4. 2 4
Digitized by Google
326
Ofmsfed
Prüfung der Formel N — A — {B m + C)* .
Betreffende
Verbindung und
Serie
m
N
berechnet
N
beobachtet
. — —
Diff.
beob. — Der.
-l
27454
27432
— 22
— 2
27185
27181
- 4
— I
26886
26887
+ 1
A i
O
26556
26556
0
+ 1
26195
26196
+ »
+ 2
25805
25799
— 6
+ 3
25584
{25396)
(+ '2)
CaCl,
+4
24932
(24926)
(- 6)
']
4 ***** Q
27378
(27359)
(- 19)
~ 2
27100
(27113)
(+ 4)
— i
20810
26812
+ 2
B I •
o
26480
26480
O
+ i
261 19
261 19
O
+ 2
25729
(25731)
(+ 2)
+ 3
2530 8
(25343)
( + J5)
+ 4
24856
(24*54)
(- 2)
-3
26228
(»6236)
(- 2)
*
2UUZZ
2OO23
+ *
A I
- 1
25788
25788
O
o
25528
25527
— I
+ i
25241
25246
4- 5
CaBr,
+ 2
24926
(24906)
(-26)
-3
26008
(25996)
(~ '2)
- 2
25802
25803
4- l
B i
- 1
25568
25569
4- 1
o
25308
25306
— 2
+ 1
25021
25023
+ 2
+ 2
24706
(247N)
( + 8)
— 2
241 13
24IO9
— 4
— I
23947
23946
— 1
A .
O
2 374>
23740
— 1
+ 1
23497
23499
4- 2
+ 2
23213
23214
+ 1
- I
25521
23520
— 1
B ,
1
O
233'5
233 10
4- 1
+ 1
23071
23070
- 1
+ 2
22787
2279O
+ 3
1
— 2
25928
(25928)
( 0)
•
— I
25678
25677
— 1
A i J
O
25401
2 5400
— 1
+ 1
25098
25099
+ 1
+ 2
24765
(24760)
(- 5)
SrCl t
+ 3
24406
(24400)
(- 6)
— 2
25772
25783
+ 1 1
— I
25522
255'7
- 5
B i
O
25245
25243
— 2
4- 1
24942
24945
+ 3
+ 2
2)bo<) 24612
24250 24245
+ 3
1 +3
- 5
Digitized
Die Bandenspektra nahe verivandtcr Verbindungen. 327
Prüfung der Formel .V = A - (ß m + C)* (Fortsetzung).
Betreffende
I
N
Diff.
Verbindung und
bene
:
berechnet
beobachtet
beob. — ber.
-3
25238
■ _
(+ -')
— 2
25058
25058
0
— 1
24867
24868
+ 1
A 1
0
24665
24665
0
+ 1
24451
24449
- 2
+ 2
24225
24225
O
+ 3
2308Q
U3994)
( + 5)
SrBr,
+ 4
2 3/4°
1+ 2)
-3
24017
(24019)
(+ 4
- 2
24737
24735
- 2
- 1
24546
24546
O
B 1
0
24344
24343
— 1
+ 1
24130
24128
— 2
4-2
23W4
(2JS(J5)
<- 9)
+ 3
23668
(23077)
(+ 9)
+ 4
23410
— u. _=*■= =
(2J4JI)
(+ '->)
-s
23944
(2JVSO)
(+ tf)
-4
23817
23821
+ 4
-3
23682
(2,l6#0)
1 + 7)
— 2
23537
23538
4- >
- 1
233*4
233 8 2
- 2
A 1 ■
0
23222
23222
0
4- 1
2305«
23«5>
0
+ 2
228-0
22864
- 6
+ 3
22682
\22(J.S$)
(4- 3)
+ 4
22483
(2J4 Xt)
(- 2)
SrJ,
+ 5
22277
(4- /?)
-6
23308
{234 97)
(- /')
-5
23390
i 2.13>SJ)
(- •*)
-4
23263
23267
+ 4
-3
23128
23128
0
B 1
— 2
22981
— 2
1
• " j
0
2 2000
O
+ 1
2240:
22493
- 4
+ 2
22316
22312
- 4
3
22 128
V--'-. j
(- 1)
A , 1
'9/ 3/
■ 9/ i9
+■ 2
1
BaCL
O
1 o<i6n
1 njh t
0
+ •
«9«77
19176
- 1
- 2
1 9606
P1606
0
— 1
»934«
«"346
- 2
0
19076
19076
0
+ 1
18788
18791
+ 3
-2
U|t>2<)
19627
BaBr, A 1 j
I94O8
19407
— 1
I920I
19201
0
I9007
19009
4- 2
24*
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328
Olmsted.
Präfang der Formel N = A - (B m + C)* (Fortsetzung).
Betreffende
Verbindung und
Serie
m
berechnet
N
beobachtet
Diff.
beob. — her.
RaBr. B i }
- I
o
+ t
+ 2
18863
18656
18462
18284
18863
18656
18463
18282
0
0
+ 1
— 2
.,{
— I
O
+ 1
18633
18576
18561
(1S636)
18576
(18560)
<+ 3)
0
(- ')
— I
0
- 1
17877
1 7820
17805
(i/*7«)
17821
{17807)
(- ')
(+ l)
§ 13. Beziehungen der Banden zum Atomgewicht.
Besondere Beziehungen zwischen den Konstanten der Serien
der verschiedenen Verbindungen und dem Molekulargewicht habe
ich nicht gefunden. Solche würden Tür beinahe strenge Gültigkeit
der Formel N=—{Bm+C) % sprechen. Ich glaube, daß es
zweckmäßiger ist, die Verbindungsspektra nur in ihren Hauptbanden
zu vergleichen und in den ersten und zweiten Differenzen der den
Hauptbanden unmittelbar benachbarten Banden.
Ich habe die geschlossene Gleichung N = A — (/? tn + C) 1 ge-
braucht wegen der Resultate von Fabry. Da aber bei diesen Ver-
bindungen die zweiten Differenzen wahrscheinlich nicht streng kon-
stant sind, so wäre vielleicht zweckmäßiger, zu schreiben:
A r = a + ßm + ym* ,
wobei höhere Potenzen von ;// weggelassen sind wegen Mangel an
scharfen Köpfen. Bei dieser Form der Gleichuug zeigen die Kon-
stanten keinen Sprung bei BaBr, und BaJ s .
Tabelle der Konstanten einer Gleichung der Form
Serie
Ai
Serie
Bi
A' = a + ß m + y m 2 .
Cl t
Diff.
Br,
DifT.
Jt
Ca 26556
1028
25S28
1787
2374«
Diff. 1 1 55
863
5>9
Sr 25401
73<>
24665
M43
23222
Diff. 5036
5464
4646
Ba 19465
264
19201
625
18576
Ca 26480
1172
25308
«993
233'5
Dill. 1235
964
647
Sr 25245
901
24344
1676
22668
Diff. 61 (.9
5688
4848
Ba 19076
420
18656
836
. 17820
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Die Bandenspektra nahe verwandter Verbindungen.
Tabelle der Konstanten einer Gleichung der Form ff^a + ßm+ym*
Serien
Ai
u.
Bi
(Fortsetzung).
/-•I
Cl,
Diff.
Br,
Diff.
J*
Ca -345
+ 7i
-274
+ 49
-225
um. + 55
65,8
5»>3
Sr -290
-T-81,8
-208,2
+ 41.5
-166,7
Diff. + 10
8,2
130,7
Ba -280
+ 80 -200
+ 164
- 36
Cl,
Diff.
Br,
Diff.
J,
Ca - 1 5,2
+ i,7
-13.5
+ 6,0
-19,5
Diff. + 1,45
+ 7,8
+ «5.05
Sr -13.75
+ 6,05
- 5.7
+ 1,25
- 4,45
Diff. + 6,25
+ 12.7
+ 25.45
Ba - 7,5
- M.5
+ 7,o
+ 14.0
+ 21,0
Serien
„ AI
7 u.
Bi
Zwischen diesen Konstanten und dem Molekulargewicht ist auch
keine genaue Beziehung zu finden. Indessen die Konstanten vari-
ieren sehr regelmäßig z. B.
Bei irgend einem Metall nehmen | cc | und | ß | ab mit zuneh-
mendem Atomgewicht des gebundenen Haloids.
Bei irgend einem Haloid nehmen | a | und \ ß \ ab mit zu-
nehmendem Atomgewicht des Metalls.
Bei irgend einem Haloid nimmt — y ab mit zunehmendem
Atomgewicht des Metalls; je größer das Atomgewicht des Haloids,
desto schneller nimmt — y ab. Das Atomgewicht des Haloids hat
aber wenig Einfluß auf die Größe der Konstante y.
Noch eine Form für die Gleichung, welche die Serien dar-
stellt, ist
N = a + b{m + c) % ,
wobei:
a = A der Gleichung N = A —{B m = C) %
b — y „ „ N = a + ßm -f- ym %
c = CjB „ „ N = A — {Bm + C)* .
Die folgende Tabelle zeigt c
Cl, Br, J 2
Ca 11,34 10,16 S>7 6
Sr 10,55 ^,23 18,72
Ba 18,65 - 14,27 - 0,86.
Ich sehe keinen besonderen Zusammenhang zwischen c und
Molekulargewicht.
Wie gesagt, ich glaube, daß man bei diesen Verbindungs-
spektren am zweckmäßigsten nur die Hauptbänder und die Bänder
33ö
Olmsted.
neben diesen vergleicht. Zu diesem Zwecke braucht man am
besten die Formel
N = « + ßm + y?n* }
wobei
m = — i bei Bde A/? und B/?
w = o „ „ Aaa „ Ba«
;;/= + ! „ „ Ab „ Bb
u = N „ „ Aaa „ Baa
ß = erste Differenz bei den Hauptbanden
y = V, zweite „ „ „
Tabelle der Konstanten einer Gleichung der Form N=a+ß tn + ytrt*,
wenn man nur die Hauptbander betrachtet.
Cl,
Di ff.
Br,
Diff.
J.
Mittel-
i Ca
26518
1101,5
254'6 5
18885
23528
wert bei
Diff.
"96,5
912.5
583
« Bd Am,
1 Sr
25321,5
«•7,5
24504
»559
22945
u.
Di IT.
6151,9
5575,5
474 f >.5
Bd B ao
l Ba
19270,5
342,o
1892-8.5
730.0
18198,5
Cl,
Diff.
Br,
Diff.
J,
Mittel-
i Ca
— 346,0
+ 74.o
— 272.0
+ 47,8
2 2«^ 2
wert bei
1 Diff.
+ 5«.4
4- 62,6
+ 57.2
ß M A. a
- 287,6
+ 78,2
—20*^.4
+ 42.4
—167,0
Diff.
+ 7.9
+ 9,9
+ 130,8
Bd Boa
1 Ba
—279."
+ 80,2
— »99,5
+ « f >3,3
— 36.2
Cl,
Diff.
Br,
Diff.
J,
Mittel-
| < a
— 14,5
+ 4-5
— 10,0
- 9.2
— 19,2
wert bei
Di ff.
+ 2-3
+ 4,4
+ 13,2
r Bd A aa ]
— 12,2
+ 6.6
- 5-6
- 0,4
- 6.0
u.
DifT.
+ 4.7
+ 12,6
+ 27,2
Bd B»a
y Ba
- 7,5
+ 14.4
+ 7,o
+ 14.2
+ 21,2
In dieser Tabelle variieren a und ß, wie u und ß oben, die
aus den samtlichen Banden einer Serie berechnet waren. Die Kon-
stanten aber, welche im Verhältnis zu ihrer Größe am meisten durch
das Weglassen von Banden, die entfernt von den Hauptbanden
liegen, geändert werden, zeigen merkwürdigerweise eine scheinbare
kinematische Beziehung zwischen den Verbindungen. Wenn man
die Konstanten y in Zeilen und Reihen nach Atomgewicht, wie in
der Tabelle, ordnet, so bilden die zweiten Differenzen, aus den ver-
schiedenen Reihen oder Zeilen zusammengruppiert, eine arithmetische
Reihe.
Cl, Br, j,
Ä + 2,3 + 4.4 + 13,2
4" + 2,4 -f 5,8 + 8,2 4- 3-8 +14,0
J' 4- 4.7 4- i2,<> 4- 27,2,
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Die Bandenspektra nahe venvandter Verbindungen.
331
oder
Ca Sr Ba
A' + 4,5 + 6,6 + 14,4
A" - 13.7 + 6,7 ~ 7,0 + 6.8 - 9,2
£ - 9,3 - o,4 + M,2 .
Eine merkwürdige, zahlenmäßige Beziehung zwischen Banden
und Atomgewicht tritt in den Abständen der Bandenpaare zutage.
Wenn man „A — ß" der Serientabellen n nennt, so gilt die Gleichung
y« = /i + Ba»-M)/Ä'-Z'«,
wobei A, B, K und k konstant für CaCl,, CaBr,, CaJ,, SrCl a ,
SrBr a , SrJ a , BaQ s , BaBr 2 , BaJ 2 sind.
a = Atomgewicht des Metalls,
b =
Haloids.
Wenn man
A = 2,5, Ji = 0,000761 , K = 0,000447 und k = 0,00000265
setzt, dann ergibt diese Formel:
Verbindung
Berechnet
Beobachtet
'?
76
220,3
= '9,5
454
42b
•57
'56
3">
321
552
554
3^4
5<"3
545
777
756
CaCI,
CaBr,
SrU,
Srlir,
SrJ t
BaCl,
KaBr,
BaJ,
Wenn man die Abstände in Wellenlängen statt ;/ beniitzt, so
ist die viel einfachere Formel
1 ,U
Mnlckuhir^L-wiihl
konstant ,
annähernd richtig für CaO a , CaBr a , CaJ a , SrCI 2 , SrBr 2 und SrJ a ,
gilt aber nicht für Ba-Salze.
Diese Resultate zeigen am deutlichsten, daß eine enge Be-
ziehung existiert zwischen den Bandenspektren nahe venvandter
Verbindungen; und daß oft die Atomgewichte der verbundenen
Substanzen einen guten Hinweis geben für die Änderungen, die vor-
kommen. Ich habe keinen Zweifel, daß die hier mit kleinem Gitter
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332 Olmsted.
gemessenen und vielfach neuen Spektren ein schönes Material zu
Untersuchungen mit großen Gittern geben würden, und daß vieles
Wichtige zur Erforschung der Materie des Moleküls herauskommen
würde. Und ich meine, daß man sowohl nach Beziehungen in
Wellenlängen, als nach Beziehungen in Schwingungszahlen suchen
sollte.
Zum Schluß möchte ich Herrn Professor Dr. Kayser meinen
herzlichsten Dank aussprechen, da er mich in dieses hochinteres-
sante Gebiet der Physik eingeführt hat, und da er mir während der
Anfertigung vorliegender Arbeit in freundlichster Weise mit vor-
trefflichen Ratschlägen zur Seite gestanden hat.
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334
Referate.
Referate.
Hans Lehmann. Beiträge zur Theorie und Praxis der di-
rekten Farbenphotographie mittels stehender Licht-
wellen nach Lippmanns Methode. 89 S. mit 2 Figurentafeln
und 3 Spitzertypien. Freiburg i. Br., C. Trömer, 1906.
Die nicht nur in praktischer, sondern auch in theoretischer Hin-
sicht sehr wertvolle Monographie enthält nach einem historischen über-
blick eine Zusammenfassung der Untersuchungen des Verf. über die spektrale
Herstellung „synchroner" Mischfarben, bei denen die verschiedenfarbigen
Lichtstrahlen nicht nur örtlich, sondern auch zeitlich zusammenfallen,
sowie über die Möglichkeit der Wiedergabe synchroner und asynchroner
Mischfarben mit richtigen Intensitätsverhältnissen der Komponenten.
Daran schließt sich die Beschreibung einer neuen Abstimmungsmethode
(vgl. diese Zeitschr. Bd. III, 165. 1403) sowie eines Verfahrens zur Be-
seitigung der Überflächenwelle. Der Verf. diskutiert ferner die für die
Praxis sehr wichtige Tatsache, daß sich nichthomogene Farben lediglich
bei Anwendung von Quecksilberspiegeln, nicht aber mittels fester Metall-
reflektoren (die immer eine Luft- bzw. Bindemittelschicht zwischen sich
und der Emulsion bedingen) wiedergeben lassen. Die von verschiedenen
Forschern vergeblich gesuchten „optischen Übertöne" konnte der Verf.
durch den Anhauchversuch nachweisen. Ein ausführlicher Abschnitt
schildert Praxis, Vorteile und Nachteile der Lippmann- Photographie,
die Struktur der Negative sowie die Natur des Silberniederschlags. Den
Schluß bildet ein interessantes theoretisch-optisches Kapitel. — In der
lesenswerten Schrift sind zahlreiche für die Farbenphotographie mittels
stehender Lichtwellen wichtige neue Gesichtspunkte und entschiedene
Fortschritte verzeichnet, was der Ref. aus dem Grunde noch besonders
betonen möchte, da von anderer, um dieses Gebiet hochverdienter Seite
die Lehmann sehen Versuche, wie mehrere Besprechungen erkennen
lassen, sehr unterschätzt worden sind. K. Schaum.
Victor Henri. Cours de Chimie physique, suivi d'appli-
cations ä la Chimie et ä la Biologie. Fase. I. 336 S. Paris,
A. Hermann, 1906.
Der Verf. gibt eine streng wissenschaftliche Darstellung der Grund-
lehren der physikalischen Chemie. Das Werk setzt gleich mit der Theorie
der Lösungen ein, stellt also erhebliche Anforderungen an die Vor-
kenntnisse des Lesers. Daran schließen sich Kapitel über elektrische
Leitfähigkeit, Ionentheorie, osmotischen Druck, Diffusion, Molckular-
gewichtsbestimmungen, Absorption, Verteilungssatz, Oberflächenspannung,
optische Eigenschaften und elektromotorische Kräfte. Wir werden nach
Erscheinen der weiteren Abschnitte auf das schöne Werk zurückkommen.
K. Schaum.
Für die Redaktion verantworüich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
Digitize
Zeitsrhr. f. WtU. Phot. Dd. IV.
Kaliumspektrum.
Tafel I.
'H 1 I
Willy Beckmann.
Vertag von Johann Atnlnosius Barth, I~ei[>zig.
<
Digitized by G
Zeitschrift für wiKenIchaftliche Photographie,
Photophyfik und Photochemie
IV. Band. 1906. Heft 10.
Spektroskopische Untersuchung über die Verschiedenartigkeit
der Teile des galvanischen Lichtbogens.
Von Willy Beckmann.
Mit 1 Tafel.
Von großer Bedeutung für die Spektralanalyse ist der galvani-
sche Lichtbogen geworden; besitzen wir doch in ihm eine so hohe
Temperatur, in der alle uns bekannten Elemente und Verbindungen
verdampfen. Benutzt man nun bei spektroskopischen Untersuchungen
den Bogen als Lichtquelle, so wird man stets je nach den Um-
ständen mehr oder weniger mit Unterschieden der Spektren in den
verschiedenen Teilen des Bogens zu rechnen haben. Dieses bemerkt
zuerst Lock y er und gründet darauf seine Methode der langen und
kurzen Linien, wonach also bei senkrechter Stellung des Bogens
zum Spalt manche Linien den Rand des Spektrums nicht erreichen
und in der Mitte dicker sind als am Rande. Er erklärt diese Unter-
schiede durch die Änderung der Bedingungen für leuchtende Dämpfe
von innen nach außen, nämlich abnehmende Temperatur und ab-
nehmende Dichte, da Dämpfe sich einmal durch Diffusion nach
außen verbreiten, immer mehr mit Luft mischen, andererseits durch
die abnehmende Temperatur, Kondensation oder auch Oxydation
eintritt. Alles das bewirkt Abnahme der Strahlung von innen nach
außen. Andererseits können aber auch durch höhere Temperatur im
Innern Verbindungen zerfallen, und somit eine Abnahme von außen
nach innen auftreten.
Als Lockyer seine Versuche anstellte, war weder die Tem-
peratur des Bogens bekannt, noch die Tatsache, daß die positive
Elektrode etwa 1000 Grad heißer ist, als die negative. Während
daher Lockyer nur Unterschiede zwischen Kern und Hüllen ins
Auge faßte, müssen wir solche aucli in Längsrichtung des Bogens
erwarten. Haben wir Bogen und Spalt vertikal aufgestellt, so müssen
noch zwei Wirkungen auftreten: I. Muß wegen der hohen Tem-
Zeittchr. f. wUs. Phoi. 4. 25
Digitized by Google
336
peratur der Gase ein sehr energischer aufsteigender Konvektions-
strom vorhanden sein, der einerseits die Neigung hat, an der unteren
Elektrode entstehende Dämpfe nach oben zu führen, andererseits der
Diffusion der oben entstehenden Dämpfe nach unten entgegenwirkt.
Besonders deutlich muß das sein, wenn die untere Kohle positiv,
also möglichst heiß ist. 2. Muß eine Destillation der Dämpfe von
der heißeren zur kälteren Elektrode auftreten; ist die untere Elek-
trode positiv, so wird dadurch die unter i. erwähnte Konvektion
begünstigt, ist die obere Elektrode positiv, so wirken sich beide
Erscheinungen entgegen, und es kann in einem Falle die eine, im
anderen die andere uberwiegen.
Besonders deutlich können dann weitere Unterschiede in der
Längsrichtung des Bogens auftreten, wenn die Elektroden verschieden
sind, wenn man z. B. nur in eine Kohle ein Metallsalz einführt.
Dann wird sich der betreffende Metalldampf nur an der einen Kohle
bilden, und es hängt nun wieder von den übrigen Bedingungen ab,
— nämlich ob diese Kohle positiv oder negativ, oben oder unten
ist — ob eine Mischung der Dämpfe über den ganzen Bogen oder
eine Konzentration an der Entstehungsstelle eintritt. Für die Mischung
ist es offenbar am günstigsten, wenn das Salz sich in der unteren
positiven Kohle befindet, für die Konzentration, wenn die obere,
negative gefüllt ist, da dann der Konvektionsstrom der Verbreitung
entgegenwirkt, auch keine Destillation infolge der Temperaturunter-
schiede vorhanden ist, sondern nur Diffusion.
Denken wir uns nun einmal irgend ein Salz, etwa Kalium in
den Lichtbogen eingeführt und fragen uns, welche Unterschiede
im Spektrum sich nach dieser Erklärung in folgenden zwölf Fällen
ergeben werden.
A. Salz in beiden Kohlen.
I. Nähe der unteren positiven Kohle.
II. Nähe der oberen negativen Kohle.
III. Nähe der oberen positiven Kohle.
IV. Nähe der unteren negativen Kohle.
B. Salz in der unteren Kohle.
V. Nähe der unteren positiven Kohle.
VI. Nähe der oberen negativen Kohle.
VII. Nähe der oberen positiven Kohle.
VIII. Nähe der unteren negativen Kohle.
Digitized
Verse hiedenariigkeit der 7 eile des galvanischen Lichtbogens. 337
C. Salz in der oberen Kohle.
IX. Nähe der oberen positiven Kohle.
X. Nähe der unteren negativen Kohle.
XI. Nähe der unteren positiven Kohle.
XII. Nähe der oberen negativen Kohle.
Bei den Aufnahmen I — IV befinde sich das Salz in beiden
Kohlen, beide Elektroden sind also gleich. Bedenken wir nun, daß
bei der Füllung beider Kohlen, durch jede der drei Wirkungen
Konvektion, Destillation und Diffusion, mögen sie nun gleich oder
entgegengesetzt wirken, Metalldämpfe verschoben werden, so dürfen
wir annehmen, daß dieselben über den ganzen Bogen ziemlich gleich-
mäßig verteilt sind, große Unterschiede der Spektren also nicht auf-
treten werden. Anders aber wird es, wenn die Elektroden ver-
schieden sind. Befinde sich das Salz zuerst in der unteren Kohle.
Ist die untere Kohle positiv (V, VI), so sind die Bedingungen für
die Verteilung der Dämpfe offenbar die günstigsten, da sie durch
Konvektion und Destillation nach oben geführt werden. Die Spektren
V und VI werden also nahezu gleich sein. Ist die untere Kohle
negativ (VII, VIII), so sucht die Konvektion die Dämpfe nach oben
zu führen, die Destillation aber wirkt der Verteilung entgegen. Die
Stärke der Spektren VII, VIII wird also davon abhängen, welche
von beiden Kräften hier überwiegt. Befinde sich nun das Salz in
der oberen Kohle und zwar sei sie einmal positiv (IX, X), ein ander-
mal negativ (XI, XII). In dem Falle IX, X arbeiten sich wieder
Konvektion und Destillation entgegen und es fragt sich, wird die
Destillation entgegen der Konvektion stark genug sein, die Dämpfe
über den ganzen Bogen zu verteilen, also von oben nach unten zu
führen, oder nicht. Im ersteren Falle dürfen wir dann noch bei X,
also an der unteren negativen Kohle Metallinien erwarten. Ist nun
aber die obere Kohle negativ, wie bei XI, XII, so wirken Konvektion
und Destillation beide der Verteilung entgegen und so werden wir
wohl an der unteren positiven Kohle kein Kaliumspektrum erhalten.
Man erkennt also, daß jedenfalls Unterschiede der Spektren in
Längsrichtung des Bogens auftreten können, namentlich an den
beiden Elektroden, ausschließlich bedingt durch die Temperaturver-
hältnisse. Es ist aber auch eine ganz abweichende Erklärung für
solche Unterschiede versucht worden. Man hat angenommen, daß
die Leitung im Bogen eine elektrolytische sei, daß also die elektro-
positiven und elektronegativen Teile nach den entsprechenden Elek-
338
Beckmann.
troden hingeführt werden, daher an der einen Elektrode reichlicher
vorhanden sind als an der anderen, und dementsprechend ihre
Spektren verschieden stark zeigen. Diese Anschauung ist namentlich
vertreten von Thomas, Bald w in und Foley. Ihre Arbeiten seien
hier kurz angegeben.
L. Thomas stellt bei seinen Untersuchungen zuerst Spalt und
Kohlebogen vertikal und findet die Metalldämpfe über das ganze
Spektrum sichtbar, jedoch nehmen sie an Intensität und Breite vom
positiven zum negativen Pole zu, manchmal plötzlich in der Nähe des
negativen Poles. Die Selbstumkehr der Linien ist am negativen Pole
am größten, und während einige Linien nur im Kohlebogen zu sehen
sind, gehen manche sogar über den negativen Pol hinaus. Stellt
er den Spalt senkrecht zu den Kohlen, so breiten sich die Metall-
linien viel weiter aus als die Linien des Swan sehen Spektrums.
Die Bandenlinien haben die Form von Spindeln mit stetig ab-
nehmender Breite von der Mitte zu dem Rande. Die Metallinicn
haben dieselbe Form in der Nähe des negativen Poles, die anderen
haben konstante Breite bis auf die äußersten Spitzen. Aus seinen
Beobachtungen zieht er den Schluß: Im Kern des Bogens finden
sich Kohle, Kohlenwasserstoff und Cyandämpfe, in der Hülle strömen
vom positiven zum negativen Pole dissoziierte Metalldämpfe hin,
die sich mit dem Sauerstoff der Luft zu Metalloxyden vereinigen.
Entschieden bestimmter spricht sich schon Caroline W.
Baldwin für Elektrolyse aus. Zur Erklärung der verschiedenen
Spektren will sie den Unterschied der Temperaturen nicht gelten
lassen, weil sie Ka-, Na-, Li-Linien, Metalle mit niederem Schmelz-
punkte, ebenso verstärkt findet, wie Ba-, Sr- und Ca-Linien, Metalle
mit hohem Schmelzpunkte. Auch die Dichte der Gase kann nach
ihrer Meinung nicht die Ursache sein, da der Zuwachs mit der
jeweiligen Dichte nicht im richtigen Verhältnisse steht. Sie glaubt
vielmehr an einen elektrolytischen Vorgang und wird in ihrer An-
nahme bestärkt durch die Tatsache, daß die Metallinien am negativen
Pole erscheinen, die Kohlebanden an der positiven Kohle am stärksten
sind, ferner dadurch, daß die elektropositiveren Elemente K, Na,
Ba, Li, Sr, Ca am negativen Pole stärkere Linien zeigen, als die
weniger positiven Cd, Zn, Cu und Ag.
Den direkten Beweis für die elektrolytische Leitung sucht dann
A. L. Foley zu erbringen. In dem ersten Teile seiner Arbeit
unterwirft er den gewöhnlichen Kohlebogen ohne Einführung von
Salzen einer eingehenden Untersuchung. Das Spektrum zeigt außer
339
den Kohle- und Cyanlinien noch viele Metallinien, die aus Verun-
reinigungen in der Kohle herstammen. Sämtliche Linien, besonders
die der Kohle, nehmen an Zahl und Intensität schnell ab vom
Zentrum zu den Grenzhüllen hin, welche Beobachtung ihn den Satz
aufstellen läßt: „Alle im Bogen befindlichen Linien haben das
Maximum der Intensität im violetten Kern. Die Verschiedenheit
der Spektren beruht auf den ungleichen Temperaturen der drei
Regionen." Dann erhält er auch bei der Einführung von Salzen
verschiedene Spektren in der Nähe der Kohlen. Seine Beobach-
tungen führen zu dem Endresultate: „Der Bogen ist elektrolytisch;
das elektropositive Element strebt nach dem negativen; das elektro-
negative nach dem positiven Pole hin."
Überlegen wir, wie die Erscheinungen sich hier gestalten müssen,
und welche Unterschiede gegen die vorige Erklärung durch Tem-
peraturdifferenz sich ergeben müssen. Wenn der Bogen ein elek-
trolytischer Vorgang ist, so müssen die elektropositiven Bestandteile
namentlich hell leuchten an der negativen Kohle, die elektronegativen
an der positiven. Es muß dabei ganz gleichgültig sein, welche
Kohle die obere oder untere ist, und in welcher Kohle sich das
Metallsalz befindet. Die Temperaturdifferenz an den Kohlen kann
zwar einen Einfluß haben, dann müßte das Spektrum immer am
hellsten an der positiven Kohle sein; aber die Konvektionsströme
durch Temperatur können keinen Einfluß haben, denn wenn sie die
elektrolytische Konvektion verhindern könnten, würden sie eben den
Bogen zum Verlöschen bringen. Was hätten wir nun nach dieser
Erklärung unter den I— XII angegebenen Bedingungen zu erwarten?
Die einzelnen Bogenteile müssen hier ein verschiedenes Spektrum
geben, je nachdem wir ein Element der elektropositiven Serie
(Kalium) oder der elektronegativen Serie (Mangan) zur Verbrennung
bringen. Das Kaliumspektrum muß dann immer am hellsten
leuchten an der negativen Kohle, während die Manganlinien an der
positiven Elektrode am stärksten auftreten müssen.
Wie man aus diesen Betrachtungen ersieht, müssen nach den
beiden Auffassungen sich wesentlich verschiedene Resultate ergeben,
und es erscheint möglich, zwischen den beiden Anschauungen zu
entscheiden. Übrigens sei hervorgehoben, daß heute die Theorie
des elektrolytischen Bogens vielleicht nicht mehr viele Anhänger
rinden wird, nachdem man beobachtet hat, daß der Bogen Elektronen
aussendet. Man wird daher nicht an einen Zerfall in elektrolytische
Ionen, sondern an einen Zerfall in positive Restatome und Elektronen
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i
340
denken müssen, wie es ja auch von verschiedenen Seiten geschehen
ist; aber ein Erklärungsversuch der Bogenspektren in dieser Richtung
liegt außerhalb des Rahmens der vorliegenden Arbeit, die vielmehr
den Zweck verfolgt, die elektrolytische Theorie als unrichtig zu er-
weisen, und sie somit für die Zukunft bei der Betrachtung der
Bogenspektren auszuschalten.
Zur Untersuchung der Bogenspektren haben wir zwei Methoden:
I. Projektion eines kleinen Bildes auf den Spalt; dann sind nur
anastigmatische Apparate, also Prismen oder Plangitter brauchbar,
die den Gebrauch von Linsen erfordern. Baldwin und Foley
haben diese Methode angewandt, dabei aber Rowlandsche Konkav-
gitter benutzt. Es ist das aber vollständig falsch, weil das Konkav-
gitter bei kleinem Bilde wegen seines Astigmatismus die Unterschiede
wieder vollständig verwischt; oder 2. Projektion des vergrößerten
Bildes, so daß man die einzelnen Teile getrennt untersuchen kann;
dann sind auch Konkavgitter brauchbar. Ich glaubte einer ver-
größerten Projektion der Lichtquelle den Vorzug geben zu müssen
aus folgenden Gründen:
1. Durch die Vergrößerung des Bogens werden die beiden
Kohlen in große Entfernung gebracht, wodurch es leicht wird
a) den Spalt möglichst nahe an die einzelnen Elektroden heran-
zubringen, dabei aber doch die Mitwirkung der glühenden Kohlen-
spitzen auszuschalten, die einen kontinuierlichen und daher störenden
Untergrund veranlassen würden; b) die einzelnen Teile des Bogens,
also die Nähe der negativen, die der positiven Kohle und die Mitte
zwischen beiden möglichst getrennt und unabhängig voneinander
zu photographieren.
2. Die Vergrößerung des Bildes bedingt ja auch eine Ver-
größerung des violetten Kernes, der blauen und gelben Hülle. In-
folgedessen wird es im Verein mit der langen Expositionszeit ver-
hältnismäßig leicht sein, beim Flackern der Lampe durch rasches
Verschieben der Linse wenigstens während des größten Teiles der
Belichtungsdauer stets dieselbe Bogenpartie zu photographieren.
Benutzen wir das Bild der Lichtquelle in natürlicher Größe, so
ist es bei unruhigem Brennen der Lampe freilich kein Leichtes,
zumal noch bei kurzer Exposition, beispielsweise nur die blaue
Hülle zu photographieren, ohne auch Licht vom Kerne und der
gelben Hülle zu erhalten. Foley hat die Schwierigkeit dadurch
zu überwinden gesucht, daß er den Bogen entweder horizontal
brennen ließ oder den vertikalen durch einen Magneten ablenkte.
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Verschiedenartigkeit der Teilt da galvanischen Lichtbogens,
341
Ich glaube, die Vergrößerungsmethode führt schneller und einfacher
zum Ziel und erspart eine Menge Aufnahmen. Zur Herstellung der
Photographien der einzelnen Spektren benutzte ich ein Row-
iandsches Konkavgitter von i m Krümmungsradius und 20000 Linien
pro inch. (= 2,54 cm). Das Gitter hat eine Totalbreitc von 5 cm
und ist in Rowlandscher Manier aufgestellt. Es ist wenig lichtstark,
eine Eigenschaft, die, wenn auch sonst nicht sehr lobend hervor-
zuheben, mir doch gerade für den Zweck der vorliegenden Unter-
suchung sehr günstig zu sein scheint. Die geringe Lichtstärke be-
dingt natürlich eine längere Expositionszeit, wodurch es leicht
gemacht wird, verschiedene Aufnahmen gleichlange zu exponieren.
Wenige Augenblicke der Unterbrechung, mag dieselbe nun hervor-
gerufen sein durch ein Verlöschen der Lampe oder ein Flackern
des Bogens von einer Hülle zur anderen, können z. B. bei einer
Exposition von 5 Minuten nur wenig die gleiche Belichtungsdauer
beeinflussen. Als Lichtquelle wurde eine Handregulierbogenlampe
benutzt, welche bei 220 Volt mit einer Stromstärke von 10 Ampere
brannte. Von dem 2 cm langen Bogen projizierte ich mit einer
bikonvexen Linse ein möglichst scharfes Bild auf den Spalt und
zwar in einer Vergrößerung von 10 cm. In der so beschriebenen
Weise habe ich das Spektrum untersucht im bestphotographierbaren
Teile zwischen /. = 3000 und 6000. Die Belichtungszeit wurde bei
sämtlichen Aufnahmen auf 5 Minuten ausgedehnt, ebenso war die
Entwicklungszeit dieselbe, zwei Umstände, die man wohl berück-
sichtigen muß, will man nicht zu falschen Resultaten kommen.
I. Spektrum des Kohlebogens.
Zuerst unterwarf ich den Kohlebogen ohne Einführung von
Salzen einer eingehenden Untersuchung, zu welchem Zwecke ich
Kern und Hüllen getrennt photographierte und zwar einmal nahe
der positiven, ein andermal nahe der negativen Kohle. Sie führte
zu folgendem Resultate:
Außer den Banden der Kohle und des Cyans treten bei sämt-
lichen Aufnahmen auch noch eine große Zahl von Metallinien auf,
die offenbar von Verunreinigungen der Kohle herrühren. Die Unter-
schiede zwischen den Spektren in der Nähe des positiven und
denen des negativen Poles sind nicht so bedeutend, daß sie zu
einem sicheren Schlüsse berechtigten, zumal da besonders im Kern
des Bogens eine sichere Auffindung und Identifizierung der Metall-
342
Beckmann.
linien durch den äußerst störenden kontinuierlichen Kohlegrund sehr
erschwert wird. Wirklich greifbare Differenzen bieten dagegen die
Spektren der einzelnen Teile des Bogens, des violetten Kernes, der
blauen und gelben Hülle. Während im Kern des Bogens die
Banden der Kohle und des Cyans sehr deutlich sichtbar sind, treten
dieselben immer mehr zurück, je weiter wir im Bogen nach außen
gehen. Die gelbe Hülle zeigt z. B. nur noch die Cyanbanden bei
X = 3590 und 3884. Auch die Metallinien nehmen vom Kern zu
den Hüllen hin ab und zwar sowohl an Zahl als auch an Intensität.
C. W. Baldwin findet die Intensität verschiedener Metallinien in
den Hüllen stärker als im Kern. Ich muß zugeben, zu dieser irrigen
Ansicht kann man sehr leicht kommen, da uns die Linien auf dem
klaren durchsichtigen Grunde der Hüllen tatsächlich stärker er-
scheinen können als auf dem dunkeln Grunde des Kernes. Um die
Sache dann nochmals zu prüfen, habe ich später bei Einführung
von Kalium und Natrium in den Bogen dieselben Aufnahmen
wiederholt, weil hier der Kohlegrund fast ganz zurücktritt Aber
auch hier fand ich Foleys Ansicht bestätigt: Sämtliche Metall-
linien haben das Maximum der Intensität im violetten Kern. Die
Linien wurden nach den Tabellen von Kayser und Runge, Row-
land und Hasselberg identifiziert, und gibt die folgende Tabelle
ein Verzeichnis der Metallinien, wie sie in den einzelnen Teilen
des Bogens auftreten.
Element
Viol. Kern
Blaue Hülle
Gelbe Hülle
»i
69
40
Ca
»4
12
11
16
'4
8
6
5
4
2
2
2
1
1
0
1
1
0
2
2
2
2
2
2
Nicht ident. . .
IG
20
Gesamtzahl . .
169
124
98
Iiier finden wir also bestätigt, was schon Lockyer gefunden
hat, nämlich: Abnahme der Strahlung von innen nach außen, eine
Erscheinung, die sich leicht erklärt durch die Temperaturdifferenz
zwischen Kern und Hüllen und die dadurch bedingte Dichte der Dämpfe.
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Verschiedenartigheit der Teile des galvanischen Lichtbogens. 343
II. Spektra der Elemente.
Wir kommen nun zum zweiten Teile meiner Untersuchung, zu
der Frage: Wie gestalten sich denn die Unterschiede in Längs-
richtung des Bogens, erklären sie sich durch Temperaturdifferenz
oder durch elektrolytische Leitung? Zu diesem Zwecke führte ich
die Chloride von Calcium, Kalium und Kupfer, Natriumnitrat und
Mangansulfat in den Flammenbogen ein und verglich die auf-
tretenden Spektrallinien auf ihre Zahl und Intensität. Die Einführung
der Salze geschah in der Weise, daß die Kohlen ausgehöhlt und
mit Salz gefüllt wurden. Von jedem Elemente wurden zwölf Auf-
nahmen gemacht und war die Anordnung bei denselben wie vor-
her angegeben. Stromstärke und Belichtungszeit blieben dieselbe.
Baldwin schreibt, daß die verschiedenen Salze zum konstanten
Brennen der Lampe auch eine andere Stromstärke bedingen. Ich
habe gefunden, daß der Bogen beim Gebrauche der obigen Ver-
bindungen ruhig genug brennt, um 5 Minuten ziemlich konstantes
Licht zu erhalten; deshalb hielt ich auch für alle Elemente die
gleiche Stromstärke bei.
Calcium.
Zunächst untersuchte ich das Spektrum von Calcium. Ich habe
dieselben Aufnahmen verschiedentlich wiederholt und aufs genaueste
die gleiche Belichtungszeit einzuhalten gesucht, um nicht durch
ungleiche Exposition zu falschen Resultaten zu kommen. Von vorn-
herein muß ich bemerken, daß ich ein vollständiges Verschwinden
auch der schwächsten Ca-Linien nur in dem Falle VII bemerken
konnte — entgegen den Beobachtungen von Baldwin und Foley— ;
ich komme später darauf zurück. Wenn sich Unterschiede zeigten,
so bezogen sie sich nur auf Intensität und Breite der Linien. In
den Aufnahmen I — IV sind überhaupt keine Unterschiede zu kon-
statieren, die Intensität und Breite der Linien ist überall dieselbe,
auch ist die Linie bei Ä = 4226,91 bei allen umgekehrt. Die Auf-
nahmen V und VI sind nur insofern verschieden, als die Linie bei
4226,91 bei V umgekehrt ist, bei VI nicht, ferner treten die Linien
bei X = 4878,34, 5041,93 und 5189,05 am negativen Pole wenig
schwächer auf als am positiven. Ganz dieselben Unterschiede finden
sich bei den zwei folgenden Aufnahmen, und zwar zeigt VIII die
Linien umgekehrt und stärker als VII. Die Spektren von VI und VII
sind identisch, ebenso die von V und VIII. Hier treten also an
der unteren gefüllten Kohle die Metallinien am stärksten auf, gleich,
344
Beckmann.
ob dieselbe positiv oder negativ ist, und Unterschiede sind zwischen
beiden nicht zu konstatieren. IX zeigt noch ein ausgeprägtes Ca-
Spektrum, nur schwächer als X. Eine wirklich große Differenz be-
steht zwischen den Spektren im Falle XI und XII. Während XII
alle Ca-Ltnien zeigt und mit IX identisch ist, finden wir bei XI
nur so viele und so schwache Linien, wie dieselben auch im ge-
wöhnlichen Kohlebogen enthalten sind. In diesem Falle haben wir
also zum ersten Male einen wirklich nennenswerten Unterschied.
Immer aber finden wir: Die Zahl und Intensität der auftretenden
Metallinien ist stets am größten in der Nähe der gefüllten Kohle,
mag dieselbe nun positiv oder negativ, oben oder unten sein.
Kalium. (Hierzu die TafeL)
Die Elemente Kalium und Natrium sind für vorliegende Unter-
suchung sehr geeignet, weil sie die Kohle und Cyanbanden im
Spektrum stark zurückdrängen. Die Metallinien treten uns also auf
einem klaren Grunde entgegen, was die Vergleichung ihrer In-
tensitäten sehr erleichtert Auch bei Kalium ist ein vollständiges
Verschwinden der Linien nur im Falle XI zu bemerken. Die Auf-
nahmen I— IV sind identisch. Bei VI sind die Metallinien im
ganzen etwas schwächer als bei V, besonders treten an der nega-
tiven Kohle die Linienpaare der ersten Nebenserie bei 4957/43
und 4864/51 fast ganz zurück, sind aber doch noch spurweise vor-
handen. Ganz dieselben Unterschiede finden sich bei VII und VIII,
während V, VIII und VI, VII wieder paarweise gleich sind. Die
Intensität des Spektrums im Falle IX ist größer als bei X, bei XI
verschwinden die Linien wieder vollständig, während XII mit IX
identisch ist Also auch hier finden wir unsere Beobachtungen bei
Calcium bestätigt, nämlich: Auftreten der stärksten Metallinien an
der gefüllten positiven oder negativen Kohle. Hier will ich denn
auch auf eine Erscheinung aufmerksam machen, die mir besonders
bei Kalium deutlich aufgefallen ist. Baldwin und Foley finden
ihrer elektrolytischen Theorie zufolge ein Stärkenverden der Kohle
und Cyanbanden von der negativen zur positiven Kohle hin. Wie
sehr das verschiedene Auftreten von Kohlebanden aber von Zufällig-
keiten abhängt, zeigt folgende Tatsache: Im Verlaufe meiner Be-
obachtungen habe ich oftmals Aufnahmen erhalten, bei denen tat-
sächlich die hellen Cyanbanden bei 3590 und 3884 an der negativen
Kohle am stärksten waren, während an der positiven Elektrode
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Verschiedenartigkeil der Teile des galvanischen Lichtbogens. 345
beispielsweise bei zwei Kaliumaufnahmen (III und IX) nur noch die
Bandenköpfe sichtbar waren. Im ganzen finde ich, je reichlicher
das Salz verdampft, die Intensität des Spektrums also größer wird,
umsomehr treten die Kohle- und Cyanbanden zurück, und zwar
verschieden stark bei den einzelnen Elementen, wenig bei Ca, Mn
und Cu, mehr schon bei Ba, am stärksten bei den Alkalien K und
Na. Ganz verschwinden sie nie; immer ist das Spektrum von den
ganz feinen Linien der Kohle und des Cyans durchzogen, wenn
sie auch manchmal sehr schwach werden. Letzteres ist besonders
der Fall, wenn man die Nähe der Kohlen möglichst meidet, also
die Mitte zwischen beiden photographiert. Im übrigen glaube ich,
hätte Foley als Erklärung für das stärkere Auftreten der Kohle-
banden an der positiven Kohle gar keine Elektrolyse heranzuziehen
gebraucht. Infolge der höheren Temperatur der positiven Elektrode
muß auch hier notwendig die Kohle sehr viel reichlicher ver-
dampfen als an der negativen, die Kohlebande auch intensiver
auftreten.
Natrium.
Bei Natrium habe ich denn zum ersten Male ein vollständiges
Verschwinden von Linien bemerkt, und zwar das Verschwinden des
Linienpaares der II. Nebenserie bei 6160, 596. Dieser Unterschied
ist aber auch nur ein minimaler und wenig von Bedeutung, wenn
man bedenkt, daß die Linien schon im roten Teil des Spektrums
liegen, also bei der geringen Rotempfindlichkeit des angewandten
Films nur sehr schwer erscheinen. Zudem verschwinden sie in den
Fällen VI und VII, also an der positiven und negativen Kohle zu-
gleich. Im übrigen treten bei sämtlichen zwölf Aufnahmen ganz
dieselben Unterschiede auf wie Ca und K. V und VIII zeigen die
Linien des Linienpaares der Hauptserie bei 5890/96 umgekehrt, und
zwar an der positiven Kohle ebenso stark wie an der negativen.
Thomas findet die Umkehr der Linien am negativen Pole am
deutlichsten. Diese Erscheinung ist aber wohl nicht auf Rechnung
der negativen Kohle zu schreiben, wie denn auch die Beobachtungen
bei Ca und Na beweisen. Bedingung für die Umkehr der Linien
ist ja bekanntlich folgende: Ein heißer Kern muß von einer ge-
nügend dicken Schicht kühler Gase umgeben sein, um nach dem
Kirchhoffschen Gesetze die Erscheinungen der Umkehr hervor-
zurufen. Wir haben nun im Bogen eine Quelle so hoher Temperatur,
daß die Metalle reichlich genug verdampfen, nach außen hin als
346 Beckmann.
Dampf abfließen und sich abkühlen. Es hängt die Selbstumkehr
der Linien also lediglich mit der Dichte der Dämpfe zusammen,
die am positiven Pole wegen der höheren Temperatur eher größer
sein muß als am negativen Pole. Bei den Aufnahmen VI und VII
sind die D-Linien auch umgekehrt, aber noch getrennt; während
bei V und VIII die Umkehr so stark ist, daß die hellen Linien auf
einem einheitlichen schwarzen Hintergrunde erscheinen. Also auch
hier finden wir wieder den Satz bestätigt: Die Metallinien treten
stets am stärksten an der gefüllten Kohle auf, mag sie nun positiv
oder negativ sein.
Bisher habe ich also in Ca, K und Na Elemente untersucht,
die der elektrolytischen Serie angehören, also nach der elektro-
lytischen Theorie an der negativen Kohle stärker auftreten sollen,
als die weniger positiven Elemente Cd, Mn, Cu und Ag. Ja. Foley
findet sogar, daß Mangan ein gleiches Verhalten zeigt wie Kohle.
Er schreibt: Die C-, Si- und Mn-Linien wurden am positiven Pole
am stärksten gefunden, die Ca-, K-, M- Ba- und Na- Linien am
negativen, während die Ti-, Fe- und Cu-Linien überall gleichmäßig
stark waren. So prüfte ich denn auch noch Mn und Cu auf ihr
Verhalten im Lichtbogen hin.
Mangan und Kupfer.
Das zur Verbrennung gebrachte Salz war Mangansulfat Wenn
auch der Bogen sehr ruhig und gleichmäßig brannte, so zeigten
doch nachher die Aufnahmen, daß die Verdampfung des Salzes
nicht immer gleichmäßig war; ich habe sie daher verschiedentlich
wiederholen müssen. Sämtliche Aufnahmen bieten nichts Neues,
die Mn-Linien zeigen dasselbe Verhalten wie die Ca-, K- und Na-
Linien; sie treten nämlich am stärksten an der gefüllten positiven
oder negativen Kohle auf. Auch bei der Aufnahme XI, also an
der positiven unteren Kohle, finden wir ebensowenig Metallinien wie
bei den anderen Elementen. Die Unterschiede zwischen den ein-
zelnen Spektren des Kupfers sind ganz dieselben, wie sie sich auch
bei den anderen Elementen gezeigt haben, nur treten dieselben
weniger stark zutage. Es liegt das vielleicht an der Eigenschaft der
Cu-Linien, sich proportional der Dichte der Dämpfe weniger stark
zu verbreitern und intensiver zu werden. Sonst finden wir auch hier
immer in der Nähe der gefüllten Kohle die stärksten Metallinien,
mag sie nun positiv oder negativ, oben oder unten sein.
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Verschiedenartigkeit der Teile des galvanischen Lichtbogens. 347
Fassen wir zum Schlüsse unsere Beobachtungen nochmals kurz
zusammen. Befindet sich das Salz in beiden Kohlen, so treten keine
Unterschiede auf. Das Spektrum zeigt überall dieselbe Linienzahl
und Intensität. Foley rindet an der unteren negativen Kohle sehr
stark verbreiterte Ca-Linien, während dieselben an der positiven
Elektrode nicht stärker sind als im Falle VII, wo das Spektrum nur
durch die von den Konvektionsströmen nach oben geführten Metall-
dämpfe erzeugt wird. Ich habe bei keinem Elemente solche Unter-
schiede konstatieren können. Wohl finde auch ich in der Nähe der
oberen Kohle das Spektrum verschiedentlich schwächer, gleich, ob
dieselbe positiv oder negativ ist. Das ist aber wohl nur geringen
Expositionsunterschieden zuzuschreiben, die durch die große Beweg-
lichkeit des Lichtbogens an der oberen Kohle veranlaßt werden.
Hier können wir also schlechterdings eine elektrolytische Leitung
nicht annehmen, weil sonst das Spektrum beispielsweise bei einem
elektropositiven Elemente an der negativen oberen oder unteren
Elektrode bedeutend stärker sein müßte.
Befindet sich das Salz nur in der unteren Kohle, so daß also
die beiden Elektroden verschieden sind, so ist das Spektrum stets
am stärksten an der gefüllten Kohle, mag sie nun positiv oder
negativ sein. Aber auch die obere leere Kohle zeigt die Metallinien
nur wenig schwächer. Wir finden also hier einen Transport der
Metalldämpfe von unten nach oben. Durch elektrolytische Leitung
können wir denselben nicht erklären; denn dann müßte bei Ca, K
und Na das Spektrum an der oberen negativen Kohle am stärksten
sein, an der oberen positiven Kohle verschwinden. Leicht dagegen
erklärt sich die Erscheinung durch die Temperaturverhältnisse und
die dadurch bedingte Konvektion und Destillation, welche die Metall-
dämpfe über den ganzen Bogen zu verteilen suchen.
Ist nun die obere Kohle mit Salz gefüllt, so treten die Metall-
linien an der oberen positiven oder negativen Kohle wiederum
gleich stark auf, während die untere Kohle einmal das Spektrum
zeigt, ein andermal nicht. Hier finden wir also zum ersten Male
einen bedeutenden Unterschied in Längsrichtung des Bogens und
und es fragt sich nun, reicht auch hier unsere Erklärung durch
Temperaturunterschiede aus? Elektrolyse können wir nicht annehmen,
denn sonst müßte bei Mangan an der unteren positiven Kohle ein
34»
Beckmann.
deutliches Spektrum auftreten. Das Salz befindet sich in der oberen
negativen Kohle, die untere ist positiv, also am heißesten. Wir
haben also hier den Fall, daß Konvektion und Destillation beide
der Verteilung der Dämpfe entgegenarbeiten, es kann uns also
nicht auffallen, wenn wir an der unteren Kohle kein Spektrum
erhalten. Anders aber wird es, wenn die untere Kohle negativ ist.
Trotz der nach oben gerichteten Konvektionsströme finden wir an
der unteren negativen Kohle Metallinien, wenn auch schwächer als
an der gefüllten positiven Kohle. Wenn wir aber bedenken, daß
der Unterschied der Temperaturen an den beiden Kohlen stark
genug ist, um dem Luftstrom entgegen Kohle vom positiven zum
negativen Pole überdestillieren zu lassen, die sich dann in Form
von sogenannten Pilzen an der negativen Kohle niederschlägt, so
können wir es wohl erklärlich finden, daß auch Metalldämpfe zur
unteren Kohle mit fortgerissen werden. Die Dämpfe erreichen
übrigens die Kohle selbst nicht, was folgender mit Calcium ange-
stellter Versuch beweisen soll. Das Salz befand sich in der oberen
positiven Kohle, die untere war leer und negativ. Ich ließ nun
den Bogen während der Dauer einer Aufnahme, also 5 Minuten lang
brennen und ersetzte dann die obere Kohle durch eine neue leere,
die untere blieb bestehen. Dann photographierte ich den Bogen
in der Nähe dieser letzteren, und zwar benutzte ich sie einmal als
negative, einmal als positive Elektrode. Beide Aufnahmen aber
zeigten mir so viele Ca- Linien, wie sie auch im gewöhnlichen Kohle-
bogen enthalten sind.
Foley scheint übrigens gerade diesen letzteren Fall als Beweis
für die elektrolytischc Leitung anbringen zu wollen, wenn er schreibt:
„In Nr. IV (nach meiner Bezeichnung IX, X) ist die Neigung der
Linien, den negativen Pol zu erreichen, groß genug, um die Kon-
vektionsströme des Bogens überwältigen zu können; die Linien sind
an beiden Kohlen gleichstark." Dem widerspricht aber die XI. Auf-
nahme bei Mangan, wo sich das Salz in der oberen negativen Kohle
befindet. Ist der Transport wirklich ein elektrolytischer und treten
die Mn-Linien nach den Angaben Foleys an der positiven Elektrode
am stärksten auf, so müßten wir auch im Falle XI an der unteren
positiven Kohle Metallinien gefunden haben; es sei denn, wir wollten
annehmen, die Konvektionsströme seien hier stark genug, eine
elektrolytische Leitung zu verhindern; eine Annahme, die wie schon
gesagt, unmöglich ist, weil in diesem Falle der Bogen verlöschen
müßte.
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Verschiedenartigkeit der Teile des galvanischen Lichtbogens. 349
Ziehen wir nun aus unseren gemachten Beobachtungen den
Schluß, so kommen wir zu folgendem Ergebnisse:
I. Die Unterschiede, welche bei den Bogenspektren zwischen
Kern und Hüllen auftreten, erklären sich durch die Änderung der
Bedingungen für leuchtende Dämpfe von innen nach außen, näm-
lich abnehmende Temperatur und abnehmende Dichte, da Dämpfe
sich einmal durch Diffusion nach außen verbreiten, immer mehr mit
Luft mischen, andererseits durch die abnehmende Temperatur Kon-
densation oder auch Oxydation eintritt.
II. Der Bogen ist nicht elektrolytisch. Die in Längsrichtung
des Bogens, also hauptsächlich in der Nähe der beiden Elektroden
auftretenden Unterschiede erklären sich durch die Temperatur-
differenz zwischen den beiden Kohlen und die dadurch bedingte
Konvektien, Destillation und Diffusion.
Vorliegende Arbeit habe ich auf Veranlassung meines hoch-
verdienten Lehrers, des Herrn Prof. Dr. H. Kayser, unternommen
und im physikalischen Institut der Universität Bonn ausgeführt. Ich
kann nicht umhin, an dieser Stelle ausdrücklich ihm meinen ver-
bindlichsten Dank auszusprechen für die mannigfache Unterstützung,
mit der er den Fortgang meiner Arbeit gefördert hat.
Literatur.
*
N. Lockycr, Researches in spectrum analysis in connexion with the
spectrum of the sun.
L. Thomas, Sur la Constitution de l'arc elcctrique.
Caroline W. Baldwin, A Photographie study of arc spectra.
A. L. Foley, Arc spectra.
3 SO B//a Szildrd. Notiz über das Uranylsilberchromat.
Notiz Ober das Uranylsilberchromat
Von B<üa Szilärd.
Löst man in einer Lösung von Chromsäure gelbes Uranoxyd
auf, so bildet sich Uranylchromat. Mischt man die Lösung jenes
Salzes mit überschüssigem Silbernitrat, so bildet sich nach For mä-
nek 1 ) ein Doppelsalz folgender Zusammensetzung: 2Ag,Cr0 4 .
U0 8 Cr0 4 . „Die eben beschriebene interessante Verbindung des
Uranylchromats mit dem Silberchromate hat eine besondere Em-
pfindlichkeit für das Licht und läßt sich, wie ich vermute, vielleicht
als lichtempfindliches Präparat zu den Kopierungszwecken benutzen.
„Unter dem Einflüsse des Lichtes verwandelt sich dasselbe
ziemlich rasch in ein schweres, kristallinisches, braunrotes Pulver,
welches der durchgeführten Analyse zufolge, gewöhnliches Silber-
chromat Ag,Cr0 4 ist"
Genau nach Angaben Formaneks habe ich das Uranylsilber-
chromat hergestellt, doch war es mir vollständig unmöglich, ein licht-
empfindliches Präparat zu erhalten.
Der gut ausgewaschene (nach den Formänekschen Angaben
mit überschüssigem Silbernitrat hergestellte) Niederschlag wurde im
Dunkeln bis zur dickbreiigen Konsistenz in einem Exsikkator einge-
trocknet (das trockene Präparat zersetzt sich 8 )) und dann auf zwei
Glasschalen gelegt. Eine der Glasschalen wurde dann dortselbst,
die andere bei Tageslicht aufbewahrt.
Die Farbe des Salzes war bei der Herstellung zwischen zinno-
berrot und ziegelrot, und diese Farbe änderte sich selbst nach
mehrtägiger Bestrahlung nicht, wenigstens war die Farbe des im
Dunkeln aufbewahrten Präparates mit derjenigen des bestrahlten
Stoffes noch nach drei Tagen fast vollständig identisch; der Unter-
schied war nicht größer, wie der, welcher bei unter ähnlichen Um-
ständen hergestelltem Silberchromat auftritt. Man kann weder direkt,
noch mit organischen ^natürlich alkalifreien) Entwicklern die Licht-
empfindlichkeit bestätigen.
Selbst die Spaltung des Doppelsalzes (2 Ag 2 Crü 4 UO a Cr0 4 )
wird durch Licht unter den erwähnten Umständen kaum beschleunigt.
Auch erweist sich die Struktur des beleuchteten oder unbeleuchteten
Salzes bei starker Vergrößerung als identisch, und zwar als amorph.
') Korm.inck, Annalen der Chemie und Pharmazie 257. 110. 1890.
») 1. c.
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Trautz. Photochem. Verzögerung u. Temperaturkoeffizient ehem. Reaktionen. 35 1
Nach meinen Untersuchungen handelt es sich hier also kaum
um eine photochemische Reaktion.
Budapest, Oktober 1906.
(Eingegangen am 21. Oktober 1906.)
Über photochemische Verzögerung
und Temperaturkoefflzient chemischer Reaktionen.
W.i Max Trautz.
Mit 2 Figuren.
I. Photochemische Partialgleichgewichte.
1. Historisches über photochemische Verzögerung wurde vor
kurzem a. a. O. erwähnt. 1 ) Daselbst wurde auch auf die Ver-
schiebbarkeit chemischer Gleichgewichte durch Licht und die daraus
sich ergebende Folgerung hingewiesen, daß es photochemische
Reaktionsverzögerungen geben könne.
Es ist in der letzten Zeit mehrfach die Frage erörtert worden,
ob die Gesetze der Thermodynamik auf photochemische Systeme
anwendbar seien. Dabei wurde betont, daß allgemeinen
photochemische Systeme nur zu stationären Zuständen, nicht zu
Gleichgewichten gelangen könnten. 2 ) Es sei hier, die unten er-
wähnten Publikationen in dieser Zeitschrift ergänzend, festgestellt,
daß in jedem bestrahlten System, das nicht nur schwarze Strahlung
seiner eigenen Temperatur enthält, zwar vollständiges thermo-
dynamisches Gleichgewicht nie erreicht werden kann, denn stets
geht nicht schwarze in schwarze Strahlung über, wohl aber wird,
solange man Temperatur und Außenstrahlung cet. par. konstant häk
stets nach ausreichend langer Zeit in einer ausreichend dünn ge-
wählten Schicht an der Grenzfläche des Systems ein thermodynami-
sches, chemisches Gleichgewicht bestehen, ein richtiges, aber partielles
Gleichgewicht. Betrachten wir die im Zeitmoment dt so im Gleich-
gewicht befindliche Schicht, so wird zwar diejenige individuelle Masse,
die sie gerade bildet, nur auf einen Moment im Gleichgewicht sein, 2 )
aber wir können, anstatt diese Masse zu betrachten, das Raum-
dement betrachten, das stets dieselben Konzentrationen enthält.
Dann herrscht schließlich in diesem thermodynamisches Gleichgewicht,
Zeitschr. f. wi«s. Phot. 4- 2t)
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352
dadurch charakterisiert, daß das System gänzlich und dauernd
homogen ist, in bezug auf Strahlung und auf die Masseneigenschaften
und daß der Zustand unbegrenzt lang erhalten bleibt, solange die
äußeren Bedingungen (Einstrahlung etc.) sich nicht ändern, sowie
dadurch, daß es „von beiden Seiten" zu erreichen ist.
Wählt man das Gefäß so dünn, daß sein ganzer Inhalt stets
homogen ist, so kann der chemische Zustand nur vom System,
seiner Körpertemperatur und der Dichte jeder Strahlungsart 3 ) ab-
hängen; er ist dann keine Funktion des Ortes.
Auf den in solchem System sich herstellenden Endzustand ist
die Thermodynamik anwendbar.
IL Reaktionsverzögerung durch Licht.
2. Ob eine dem Massenwirkungsgesetz analoge Formel für
photochemische Gleichgewichte mit einer anderen Konstanten als
sonst gilt — wie das auf Grund des (unzureichenden) experimentellen
Materials den Anschein hat*) — soll hier nicht geprüft werden.
Wir nehmen im folgenden nur an, daß man auch die photo-
chemischen Reaktionen in Reaktion und Gegenreaktion trennen kann,
machen aber keine Voraussetzung über das photokinetische Grund-
gesetz.
Ferner nehmen wir an, was durch Luther und Weigert be-
wiesen ist, daß Dunkelgleichgewichte durch Licht wesentlich ver-
schoben werden können, und wir fassen diese Verschiebung auf als
verschiedene Beeinflussung der reziproken Reaktionen durch das
Licht.
Ist die Geschwindigkeit der Reaktion durch tp (1) gegeben, die
der Gegenreaktion durch (1), so kann das Verhältnis rp jip ab-
nehmen oder zunehmen in einem gegebenen Zeitelement, etwa im
Anfang der Reaktion.
Die Temperatur bleibe konstant.
Dann kann Abnahme von tpjyj davon herrühren, daß
1. tp wächst, V wächst \ . .
' , . / , . . J- in ungleichem Verhältnis,
2. ff abnimmt, \p abnimmt J
3. (p konstant bleibt, \p wächst,
4. (p abnimmt, w konstant bleibt,
5. <p abnimmt, \p wächst.
Durch Vertauschung von q> und \p erhält man die Möglichkeiten
bei Zunahme von
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Photochemische Verzögerung u. Temperaturkoeffizient chemischer Reaktionen. 353
3. Welcher von diesen Fällen stattfindet, läßt sich durch eine
Betrachtung des Reaktionsverlaufes entscheiden. Die Typen der
Reaktionskurven, wie sie bei Gültigkeit des Massenwirkungsgesetzes
etwa erhalten würden, zeigt Fig. 1.
I. Wenn Licht beide Reaktionen beschleunigt, so wird bei
„ziemlich weit" verlaufender Reaktion die Gegenreaktion zunächst
nicht in Betracht kommen. Das Licht beschleunigt also zuerst den
Vorgang. Allmählich gewinnt die Gegenreaktion an Boden. Nach
Ablauf einer gewissen Zeit schneidet also die Reaktionskurve die
Kurve der Dunkelreaktion.
!
I
_
1
-i
aß
iß
dt
s
-
1 — .
fr
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+
-
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. — .
fr
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1 —
|-
j
z«
t
T
1 1
Fig. 1
III. Gibt dementsprechend anfangs gar keine Beeinflussung,
spater Verzögerung der Reaktion. Die Annahme, daß eine „Einzel"-
Reaktion 6 ) ganz unempfindlich gegen Licht irgendwelcher bestimmter
Wellenlänge, erscheint nicht ganz unbedenklich. Experimentell wird
der Fall freilich als Grenzfall von I oder V wohl zu beobachten sein.
IV. Wäre ein ebensolcher Grenzfall. Hier käme aber ein
wesentlich neues Phänomen hinzu. Eine liinzelrcaktion wäre durch
Licht verzögert.
II. Ergibt anfangs Verzögerung, dann Beschleunigung.
V. Verzögerung von Anfang bis zu Ende.
4. Theoretisch lassen sich die Fälle in der Weise betrachten,
daß man jeder Einzelreaktion ein Empfindlichkeitsspektrum zuordnet.
Der Dunkelreaktion z. B. ein solches, das (bei gewöhnlicher Tem-
peratur) im wesentlichen aus Infrarot besteht und aus einer Anzahl
26*
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Irautz.
anderer Strahlenarten. Diese Reaktion geht also schon im Dunkeln
vor sich, werde z. B. aber durch manche Lichtarten schwach be-
schleunigt, z. B. durch Rot. Ihre Gegenreaktion sei gegen Infrarot
nur sehr wenig, gegen Rot aber sehr empfindlich. Hier sollen also
im Infrarot Streifen schwach wirken, solche im Rot stark. Dies
entspräche Fall L
5. Zusammen mit Herrn cand. F. Thomas habe ich den Einfluß
verschiedenfarbigen Lichts auf die chemische Reaktionsgeschwindig-
keit verschiedener Systeme untersucht. Herr Thomas hat einen
Fall gefunden, der I entspricht.
Zerfall von ß^o'S 6111 H sO f .
Zeit Druckzunahme durch O, — Entwickclung in mm
o Dunkel Rot
418' 28 < 33
3583' 52 > 44
3928' 62 > 57
5118 85 > 74
Die thermometrische Temperatur war bei allen unseren ver-
glichenen Versuchen jeweils auf ^ao 0 mindestens gleich. Die durch
Temperaturänderung in beiden verglichenen Systemen zugleich ent-
stehenden Druckschwankungen wurden durch Reduktion auf eine
Mitteltemperatur eliminiert
Für Fall II liegen auch mehrere Beobachtungen von Herrn
Thomas vor.
Oxydation von Na,S 1,236 n durch O s .
Zeit Druckahnahme durch O, — Ahsorption in mm
O Dunkel Rot
I34O' 104 > I02
1905' 13» < MO
2548' I87 < I99
Oxydation von Na,S. 1,297 n durch 0 8 .
Zeit Druckabnahme durch O t — Absorption in mm
o Dunkel Rot
126' 46 > 45-5
860' IOI < I35
980' IO6 < I43
Als Rotfilter wurde ein Mantel von Goldrubinglas, der mit
konzentrierter Natriumbichromatlösung gelullt war, verwendet. Die
Photochemische Verzögerung u. Temperaturkoeffizient chemischer Reaktionen. 355
Na,S -Lösungen waren farblos, die Systeme hinsichtlich Strahlung
ziemlich homogen.
Die Fehlergrenze der erwähnten Messungen beläuft sich auf
höchstens 1 mm. Es werden noch weitere Versuche angestellt, die
die Tatsache direkter V erzögerung noch überzeugender prüfen sollen.
Eine nähere Erklärung der Reaktionsbeeinflussungen kann durch
Annahme von Zwischenstoffen versucht werden.
Über andere messende Beobachtungen von großer Reaktions-
verzögerung und Beschleunigung s. Physikal. Zeitschr. 1906.
Daselbst ist eine Anzahl von Reaktionen erwähnt, die bei gleich-
bleibender Temperatur durch Strahlung einer Art verzögert, durch
Strahlung anderer Art beschleunigt werden. Als Vergleichsmaß
dient die Dunkelgeschwindigkeit.
HI. Lumineszenz und Lichtempflndllchkeit.
6. Wenn man in Betracht zieht, daß Lumineszenz und Licht-
empfindlichkeit häufig zusammen vorkommen, 7 ) so ergibt sich als
wahrscheinlich, daß in vielen Fällen (in allen?) eine Reaktion für die
Strahlen lichtempfindlich ist, welche sie selbst erzeugt. Daß also
auch für chemische Emission und Absorption eine dem Kirch-
Ii offschen Gesetz analoge Beziehung besteht. 8 ) Ist es doch bekannt,
daß dem Kirchhoffschen Gesetz, das durch thermodynamische
Betrachtungen begründet, nur auf Gleichgewichtszustände anwendbar
sein dürfte, auch Geltung zukommt für Nichtgleichgewichte in vielen
Fällen, z. B. bei Gasen. Diese Überlegung führte zur Entdeckung
von Herrn Thomas, daß die Oxydation von alkalischem Pyro-
gallol, die mit heller Lichterscheinung von roter Farbe verknüpft
ist, 9 ) rotempfindlich ist.
Oxydation von alkalischem Pyrogallol durch 0 2 , 100 ccm \o Q \^\%es>
Pyrogallol -f- 4,99 g Kaliumhydroxyd.
Zeit
Druckab
□ahme in
mm
0
Violett
Dunkel
Kot
5'
«5
15
40
12'
18
17
87
32'
25
21
184
42'
27
23
194
Bei Untersuchung von zahlreichen Fällen von Lumineszenz
konnte ich beobachten, daß lichtempfindliche Vorgänge, wenn sie im
356
Dunkeln verliefen, diejenigen Wellen erzeugten, gegen die sie emp-
findlich waren. 8 )
Chlorreaktionen, die bläulichgrünes Licht geben und stark auf
die photographische Platte wirken, sind sehr oft violettempfindlich,
Bromreaktionen, die gelbgrünes Licht entwickeln, oft gelbgrün-
empfindlich, Oxydationen, die weißes, photographisch sehr wirksames
Licht geben, z. B. Aldehydoxydationen, sind enorm violettempfind-
lich, solche die rotes Licht geben, wie Phenoloxydationen, können,
wie das erwähnte Beispiel zeigt, rotempfindlich sein.
IV. Der Temperaturkoeffizient chemischer Reaktions-
geschwindigkeiten.
7 a) Die Berechnung der Temperaturkoeffizienten für IO 0 ent-
hält viel Willkür.
Erstens lautet die allgemeinste Formel zur Berechnung von k
woraus sich ln£ ergibt zu
ln*= ß\n T+ CT+D
die gewöhnlich benutzte Formel enthält aber nur zzvei Kon-
stante xa )
\nl- = a + bT
Zweitens nimmt man meist die Temperaturkoeffizienten über
große Temperatnrintcrvalle , selten nur über io°, meist über 20,
50 ja über 200 °. Berechnet man dann nach der Formel
kr
aus dem Temperatureinfluß in diesen Intervallen den für io°, so
setzt man implizite voraus, daß die Temperaturfunktion für je 10 0
im ganzen Intervall dieselbe sei oder, was auf dasselbe herauskommt,
man nimmt Mittelwerte über das ganze Intervall; wie man sieht, ein
sehr rohes Verfahren, das zur Erforschung des Temperatureinflusses
nicht zweckmäßig ist.
b) Es stützt sich die Behauptung, daß alle Temperaturkoeffi-
zienten von Thermoreaktionen mit steigender Temperatur stets ab-
nehmen) nur auf wenig Material und nur in sehr wenig Fällen ist
bei ein und demselben System der Tempcraturkoeffizient für mehr
als ein Intervall bestimmt worden. Daher wird eine Untersuchung
Photochemische Verzögerung u. Temperaturkoeffizient chemischer Reaktionen. 357
der Temperaturkoeffizienten der Reaktionsgeschwindigkeit am selben
System, also eine Untersuchung der Temperaturkoeffizienten der
Reaktionsbeschleunigung erst genauere Aufschlüsse geben. Vorver-
suche 11 ) ergaben, daß die Temperaturkoeffizienten etwa Exponential-
funktionen der abnehmenden Temperatur sind, aber kleine, ganz
unregelmäßige Schwankungen aufweisen, die die Versuchsfehler
überschreiten, und für jede Reaktion und Temperatur andere sind.
Fig. 2.
Figur 2 zeigt die Kurve I, die man durch die Mittelwerte bis
jetzt bestimmter Temperaturkoeffizienten von Thermoreaktionen
legen kann, wenn man als Abszissen die Temperaturen in absoluter
Zählung, als Ordinaten die Temperaturkoeffizienten der Reaktions-
geschwindigkeit wählt. Die Tangenten an der Kurve geben dann die
Temperaturkoeffizienten der Reaktionsbeschleunigung wieder.
Wir wenden uns zu dem Unterschied zwischen den Temperatur-
koeffizienten von Thermo- und Photoreaktionen.
Bei beiden steigt die Körpertemperatur um einen Betrag A T,
bei beiden steigt die Temperatur der schwarzen Strahlung gleich-
falls um A T.
Im Thermosystem herrscht und wirkt nur schwarze Strahlung.
Im „reinen" Photosystem herrscht schwarze Strahlung, wirkt
aber kaum merklich, und dazu herrscht und wirkt noch andere
Strahlung, die nicht schwarz ist.
Man kann die Einflüsse der Temperatur in zwei scheiden, in
den der schwarzen Strahlung und den der Körpertemperatur. Letz-
358
terer läßt sich deuten als Einfluß der Molekularbewegung. Im
Thermosystem sind stets beide Einflüsse zugleich vorhanden, so daß
hier eine Trennung zunächst unmöglich und zwecklos erscheint.
Im Photosystem aber ist sie möglich und gibt, wie mir scheint,
vielleicht einen Weg zur Erforschung der Temperaturkoeffizienten
aller Reaktionen an.
Wir betrachten ein violettempfindliches „reines" Photosystem,
d. h. ein solches, das bei den Untersuchungstemperaturen T bis
T -f A T lt ) ohne Violetteinstrahlung nicht reagiert.
Wenn der Temperaturkoeffizient nur der Erhöhung der Körper-
temperatur entstammt, so ist er im Dunkeln = i. Alsdann und nur
dann ergibt der Temperaturkoeffizient das Maß für die Erhöhung
der Lichtivirkung durch Erhöhung der Körpertemperatur. Diesen
Temperaturkoeffizienten bezeichnet man zweckmäßig als den Tempe-
raturkoeffizienten der rein photochemischen Reaktion.
Nur dieser Temperaturkoeffizient ist eine einfach definierbare
Größe, wie im späteren noch weiter ausgeführt wird.
Die bisher bestimmten Temperaturkoeffizienten photochemischer
Reaktionen entsprechen meist ausreichend diesem Koeffizienten.
Wie bekannt, sind sie im allgemeinen klein, 1,01 — 1,36, aber
nicht alle gleich, doch immerhin in derselben Größenordnung.
Man kann sagen, daß die photochemischen blau-, violett- und
ultraviolettempfindlichen Reaktionen im allgemeinen einen sehr kleinen
Temperaturkoeffizienten haben.
Dem Gang der Temperaturkoeffizienten gewöhnlicher Reaktionen
schließt sich die Funktion
• = , r ,t + ( cntsprechcnd Arrhcnius' Formel =
worin A = 9,5 • io 3 , einigermaßen an, wie Kurve II, Figur 2 zeigt.
Ob der Gang der Temperaturkoeffizienten violettempfindlicher
Reaktionen derselben Formel, etwa mit A = 1,69» io 3 (Kurve IV)
gehorcht, ist noch ganz unmöglich zu unterscheiden. 13 ) Für Rot
läge dann A zwischen 9,5 • io 3 und 1,69 • io 8 .
Interessant ist im Hinblick darauf die Tatsache, daß die Oxy-
dation von alkalischem Pyrogallol durch O, , die durch rotes Licht
auf etwa das 8,5 fache beschleunigt wurde, den Temperaturkoeffi-
zienten ca. 2,4 in toto aufwies. Dem entspräche ein ungewöhnlich
hoher Temperaturkoeffizient der photochemischen Reaktion. Da
jedoch hier Homogenität bezüglich der Strahlung noch nicht erreicht
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Photochemische Verzögerung u. Temperaturkoeffizient chemischer Reaktionen. 359
werden konnte, so muß auf Schlüsse daraus verzichtet werden.
Andere photochemische Reaktionen, die rot- und gelbgrünempfindlich
waren, haben diesen Bedingungen besser genügt und wird seiner-
zeit an dieser Stelle über sie berichtet werden.
Anmerkungen.
1) Phys. Zeitschr. i<>o6. Daselbst findet sich auch experimentelles Material,
das hier nur zum notwendigen Teil zitiert wird.
2) Vgl. Luther und Weigert, Z. phys. Ch. öl. 297—328; 53. 387. 1905.
— Ferner: Trautz, diese Zeitschr. IV. 169; III. 1906.
3) Daß die Strahlungstemperatur nicht definiert ist, wurde in dieser Zeitschr. IV.
167. 1906 erwähnt.
4) Die Ergehnisse von Lu th er- Weigert an inhomogenen Systemen können
nicht entscheidend dagegen angeführt werden.
5) Gilt das Massenwirkungsgesetz mit anderer Konstante, so ist <f> durch
xp durch i t zu ersetzen, deren Quotient die Gleichgewichtskonstante x.
6) Zu der also noch eine „Gegen • Reaktion" gehört, im Gegensatz zu der aus
Reaktion und Gegenreaktion superponierten „Gesamt-Reaktion".
7) Trautz, diese Zeitschr. IV. 169. 1906.
8) Trautz, Z. f. phys. Ch. 53. 1. 1905.
9) Z. f. Elektroch. fi, 596. 1904. — Traut/, u. Schorigin, diese Zeitschr. III»
121 — 130. 1905.
10) Sie läßt den Einfluß der Temperatur auf den Quotienten ^ ganz
unberücksichtigt.
10 Frl. P. Blum und Herr F. Thomas befassen sich mit den Fragen. Ich
selbst konnte feststellen, daß hierzu die SO,-Spaltung sich nicht eignet, da sie allzu-
bald zu einem stationären oder quasistationären Zustand führt, wenn man die SO,-
6'</jreaktion untersucht. Mehr Ergebnisse verspricht die Untersuchung von flüssigem
SO„. Als brauchbare, für Rot, Grün, Blau unempfindliche meßbare Reaktion
habe ich die Reaktion 2 NO + Cl, 2NOCI auf die Temperaturkoeffizienten der
Reaktionsbeschleunigung zu untersuchen begonnen.
12) Das Intervall T bis T+ A fliege bei ca. 0°.
13) Wenn man annimmt, daß Resonanz auf Strahlen von der Wellenlänge iL
in um so höherem Betrag erfolgt, je intensiver schon im System die Temperatur-
strahlung von der Wellenlänge i ist und je näher die Mehrzahl der Schwingungen
der schwarzen Strahlung bei l liegen, so wird man zu dem Gedanken geführt, daß
die Koeffizienten von Infrarot zu Rot, Grün, Blau abnehmen müssen, also daß ihre
Größe eine Funktion dery Wellenlänge der spektralen Empfindlichkeitsmaxima sei.
Dies führt auf Zusammenhange zwischen dem Temperaturkoeffizienten der photo-
chemischen Absorption und Plancks und Wiens Strahlungsgesetzen. Hierüber später.
Freiburg i. H., 12. Oktober 1906.
Philos. Abteiig. d. Chemischen Laboratoriums.
(Eingegangen am 14. Oktober 1906.)
360 Lumicre und Seyewetz.
Die Wirkung der Alaune und Tonerdesalze auf die Gelatine.
Von A. und L. Lumiere und A. Seyewetz.
Die Alaune besitzen bekanntlich die Eigenschaft, die Gelatine zu
gerben und die Erstarrungstemperatur ihrer wäßrigen Lösungen zu
erhöhen.
Dieses Phänomen scheint noch nicht genau studiert zu sein. *) Man
betrachtete es bisher als analog mit der Gerbung durch die Chromoxyd-
salze. Wir haben uns vorgesteckt, diese Frage zu zergliedern und vor-
nehmlich folgende Punkte aufzuklären:
1. Einfluß der Natur der Aluminiumverbindung, die verwendet
wurde, um die Erstarrungstemperatur der Gelatinelösungen zu erhöhen.
2. Einfluß der Menge dieser Verbindungen und der Konzentration
der Gelatinelösungen auf den Erstarrungspunkt.
3. und 4. Konstitution und Eigenschaften der alaunierten Gelatine.
1. Einfluß der Natur der Aluminiumverbindungen auf den
Erstarrungspunkt
Außer dem Tonerdesulfat und dem Kali- und Ammoniakalaun,
deren Wirkungsweisen bekannt waren, haben wir die Wirkung des Chlo-
rids, Bromids und Nitrats des Aluminiums auf die Gelatinelösungen
studiert
Wir konnten nachweisen, dali diese Salze genau dieselbe Erhöhung
des Erstarrungspunktes bei gleicher Menge der Tonerde bewirken. 2 )
Dieselben Wirkungen können ferner durch Tonerde im Augenblick
des Freiwerdens hervorgebracht werden (wenn auch etwas schwächer),
die im Innern der Lösung durch Zersetzung von Alaun und Ammoniak
in äquimolekularen Mengen entsteht.
Ein Überschuß von Ammoniak verhindert die Wirkung der Ton-
erde, in die Erscheinung zu treten.
Die basichen Salze, die entstehen, wenn der Alaun genau mit
Ammoniak neutralisiert wird, verhalten sich ebenso wie der nicht neu-
tralisierte Alaun.
Endlich üben die alkalischen Aluminate gar keinen Einfluß auf die
Erstarrungstemperatur.
2. Einfluß der Menge der Aluminiumverbindungen auf die
Erstarrung.
Wir haben festgestellt, daß, wenn man mit Gelatinelösungen von
7,5 °/ 0 arbeitet, schon sehr kleine Mengen von Alaun oder TonerdesaJzen
die Erstarrungstemperatur erheblich erhöhen.
Diese Temperatur wächst um einen Grad durch 0,107 g Tonerde
auf 100 g Gelatine. In dem Maße, als man den Zusatz der Aluminium-
verbindungen vermehrt, findet man, daß sich der Erstarrungspunkt er-
höht und dies bis zu einem Gehalt, der etwa 0.64 g Tonerde auf 100 g
Gelatine entspricht. Die Erstarrungstemperatur ist dann um etwa 6°
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Die Wirkung der Alaune und Tonerdesalze auf die Gelatine. 36 1
gestiegen. Diese maximale Wirkung auf 100 g Gelatine tritt demnach
bei folgenden (0,64 g Tonerde entsprechenden) Mengen der verschiedenen
Aluminiumverbindungen ein :
6 g Kalialaun: A1 2 (S0 4 ) 3 + S0 4 K 2 + 2 aq.
5,6 g Ammoniakalaun: Al,(S0 4 )j,, S0 4 (NH 4 ) 2 + 24 aq.
4.2 g Aluminiumsulfat: A^(S0 4 ), + 18 aq.
1,6 g Chloraluminium: A1 2 C1 8 .
4.3 g Aluminiumnitrat: Al 8 (NO 3 ) 0 -f 15 aq.
Wenn man dieses Gewicht übersteigt, so wird die Wirkung der
Alaunierung nicht vergrößert.
Wenn man den Gehalt der Gelatine variiert, so bemerkt man, daß
die maximale Erhöhung des Erstarrungspunktes ebenso variiert. Sie
beträgt 7 0 für eine Gelatinelösung von 12% und 3,5°, wenn der Ge-
halt der Gelatine auf 5 °/ 0 herabgesetzt wird. Welches auch die Kon-
zentration der Gelatinelösung sei, so ist es immer dieselbe Menge Alaun,
die den Maximaleflekt bewirkt (d. i. 6 g Kalialaun entsprechend 0,64 g
Tonerde auf 100 g Gelatine in Lösung).
3. Zusammensetzung der durch Aluminiumsalze veränderten
Gelatine.
Wenn man dünne Schichten von Gelatinelösung, die mit Alaun
versetzt ist, auf eine Glasplatte gießt, und nach dem Erstarren wäscht,
bis das Waschwasser keine Spur Schwefelsäure mehr enthält, so kann
man feststellen, daß der Alaun dissoziiert worden ist und daß die
Schwefelsäure und das Kali vollständig entfernt sind, so daß nur Ton-
erde festgehalten ist.
Wenn man trockene Gelatineblätter in eine Lösung von Aluminium-
sulfat von bestimmtem Gehalt taucht, so bemerkt man, daß die Lösung
schwächer wird und daß demnach die Gelatine Tonerdesalz angezogen hat.
Wenn man in dieser Lösung die Tonerde und die Schwefelsäure
vor und nach dem Eintauchen der Gelatineblätter bestimmt, so kann
man feststellen, daß das Verhältnis der Gewichte dieser Substanzen
fast konstant geblieben ist.
Die eingetauchte Gelatine scheint demnach zuerst die Aluminium-
verbindung als Sulfat (Alj(S0 4 ) 3 ) aufgenommen zu haben, das die Be-
handlung mit Wasser nachher dissoziiert, indem nur die Tonerde von
der Gelatine zurückgehalten wird.
Es ist angebracht, zu untersuchen, ob die alaunierte Gelatine als
eine wirkliche chemische Verbindung anzusehen ist. Zu diesem Zwecke
wurde eine Gelatinelösung von 7,5 °/<> m gleiche Teile geteilt, denen
wachsende Mengen Alaun zugesetzt wurden.
Diese Mischungen wurden auf Glasplatten gegossen, getrocknet und
dann einer langen Waschung in fließendem Wasser unterworfen.
Die von den Platten abgelöste Schicht wurde von neuem gewaschen
bis die Waschwässer weder Spuren von Tonerde noch Schwefelsäure
enthielten. Diese Produkte wurden dann durch Waschen mit Alkohol
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362
Lumiere und Seyewelz.
entwässert, ausgetrocknet, gepulvert und analysiert. Die Resultate dieser
Bestimmungen sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Diese Bestimmungen zeigen, daß die von der Gelatine zurückge-
haltene Tonerde mit der verwendeten Menge des Alauns zunimmt, bis
zu dem Punkte, wo die Gelatine 3,6 °/ 0 Tonerde fixiert hat. Wie man
das Verhältnis des Alauns auch erhöhen mag, das Verhältnis der in
der Gelatine enthaltenen Tonerde bleibt konstant.
Nummer
des Versuchs
Menge
des Alauns,
der zu
1 1 Gelatine
von 7.5%
hinzugesetzt
wurde
Gramm Ton-
erde, die auf
100 g Gelatine
zugesetzt
wurden
Gramm Tonerde,
festgehalten von
100 g Gelatine
(nach dem
Waschen), Mittel-
wert mehrerer
Analysen
Menge der
Schwefelsäure,
festgehalten
von 100 g
Gelatine
Gesamte
Aschenmenge
in 100 g
Gelatine
Kontrollvers.
1
nichts
Nichts
Nichts
Nichts
°>5
2
1,85
0,23
0,47
..
0,906
3
4.75
0,59
2,09
!>
2,7'
4
9,5
1,18
2,6
>>
3.25
1
19
2,36
2,9
.»
3.3
25»)
3,'
3
..
3-5
7
4.75
3.6
..
4,18
8
75
<M
3.56
4.03
Es scheint, daß man sich in diesem Falle gegenüber einer wirk-
lichen chemischen Verbindung befindet.
Es ist zu bemerken, daß die Maximalerhöhung des Erstarrungspunktes
der alaunierten Gelatine, eine Erhöhung, die erhalten wird, wenn die
Gelatine 0,6 °/ 0 Tonerde enthält, nicht dem fixierbaren Maximum dieser
Substanz entspricht.
4. Eigenschaften der alaunierten Gelatine.
Die alaunierte Gelatine, die das Maximum von Tonerde, d. h.
3,6 °/ 0 fixiert hat, zeigt dasselbe Aussehen wie gewöhnliche Gelatine,
aber sie quillt in kaltem Wasser langsamer auf als die letztere.
Sehr verdünnte Säuren scheinen keine Wirkung auf die alaunierte
Gelatine bei gewöhnlicher Temperatur auszuüben, aber sie zersetzen sie,
wenn sie eine bestimmte Konzentration erlangen.
Die kaustischen Alkalien und Ammoniak scheinen selbst in kleinen
Mengen die Verbindung zu zerstören, indem sie die Gelatine wieder in
ihren ursprünglichen Zustand versetzen.
Die alkalischen Karbonate haben dieselbe Wirkung, wie die kau-
stischen Alkalien, jedoch in weniger starkem Maße.
Schlußfolgerungen.
Die vorstehende Studie gestattet folgende Schlüsse zu ziehen:
1. Die verschiedenen Tonerdesalze und die Tonerde im Augen-
blick des Freiwerdens besitzen wie der Alaun die Eigenschaft, den Er-
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Die Wirkung der Alaune und Tonerdesalze auf die Gelatine, 363
starrungspunkt der Gelatine zu erhöhen. Diese Eigenschaft scheint allein
der Wirkung der Tonerde zugeschrieben werden zu müssen, da die-
selben Resultate erhalten werden mit sehr verschietlenen Mengen der
verschiedenen Tonerdesalze, vorausgesetzt, daß sie dasselbe Gewicht
Tonerde enthalten.
2. Von allen Tonerdesalzen bewirkt der Alaun bei gleichem Ge-
wicht die schwächste Erhöhung der Temperatur des Erstarrungspunktes,
wegen seines geringen Gehaltes an Tonerde.
Aus dem entgegengesetzten Grunde bewirkt dagegen das wasser-
freie Chloraluminium bei gleichem Gewicht die größte Erhöhung.
3. Die Erstarrungstemperatur der Gelatinelösungen wachst propor-
tional der Menge der Tonerde, die man ihr zusetzt bis zu einem Ge-
halt, der etwa 0,64 g Tonerde für 100 g Gelatine entspricht, welches
auch das angewendete Tonerdesalz sei. Über diese Menge bleibt die
Erstarrungstemperatur stationär und sinkt dann.
4. Die Erhöhung der Erstarrungstemperatur wechselt nach der
Konzentration der Gelatinelösung.
5. Die Gelatine scheint eine Maximalmenge von etwa 3,6 g Ton-
erde auf 100 g Gelatine zu fixieren und verliert an Wasser die Säuren
und Salze, mit denen sie verbunden war. Sie scheint also mit der
Tonerde eine bestimmt definierte chemische Verbindung zu bilden.
Anmerkungen.
1) Diese Eigenschaft scheint Ähnlichkeit zu haben mit der, die man bei der
Gerl>erei der Häute wahrnimmt, die mit Alaun oder Aluminiumsulfat ausgeführt wird
(Weißgerberei).
Die Arbeiten von Knepp und von Reimer (Dinglers photytechn. Journal 1866,
S. 311 und 1872, S. 358) und von Philipp (Zeitschr. f. angew. Chemie 1877, S. 680J
haben diese Autoren zu verschiedenen Hypothesen über die Zusammensetzung so be-
handelter Häute geführt, ohne daß man aus diesen Arbeiten sichere Schlüsse ziehen
konnte. (Siehe auch „La Tannerie", pr. L. Meunicr et Vaney, S. 413.)
2) Der Erstarrungspunkt der mit Alumiumsalzen versetzten Gelatinelösungcn ist
schwerer abzuschätzen, als wenn diese Lösungen frei von Aluminium sind. Die
letzteren gehen tatsächlich aus dem flüssigen in den starren Zustand über, in dem
Intervall von ungefähr i°. Von dem Augenblick an, da die sich abkühlende Masse
in den teigartigen Zustand übergeht, befindet sie sich in der Nähe des Erstarrungs-
punktes. Bei Gegenwart von Aluminiumsalzen dagegen bleibt die Lösung lange Zeit
leigartig, ehe sie in den festen Zustand übergeht. Die Masse ist schon in gewissen
Fällen zähflüssig, wenn ihre Temperatur noch 15 0 vom Erstarrungspunkt entfernt
liegt. Ferner ist die Viskosität verschieden, je nach dem verwendeten Aluminiumsalz,
und sie nimmt zu, je mehr man sich diesem Punkte nähert. Wir betrachten die
Erstarrung als eingetreten, wenn bei dem Umrühren der Mischung mit dem Thermo-
meter beim vertikalen Herausziehen desselben die kleine Menge der anhaftenden
Masse daran haften bleibt, ohne abzufließen.
3) Bei den Versuchen 1, 2, 3, 4 und 5 wurde Gelatine durch die Waschungen
ausgezogen, wodurch sich die Vennehrung des Tonerdegehalts gegen den anfäng-
lichen erklärt.
(Eingegangen am 6. September 1906.)
364 AUfeld.
Eine neue Lichtwirkung und ihre photographische Anwendung. 1 )
Von F. Alefeld.
Eine Harz-{Kolophonium-)Lösung auf eine Glasplatte dünn auf-
strichen, getrocknet (etwa x / 4 Stunde bei ioo°), unter einem Negativ in
direkter, intensiver Sonne etwa i j s Stunde belichtet, zeigt bei darauf
folgendem stärkeren Erwärmen in einem bestimmten Moment die positive
Kopie des Negativs scharf und deutlich plastisch hervortretend. Die
den Schatten des Negativs entsprechenden Stellen sind vertieft, die
Schicht liegt hier dünner, die den Lichtern entsprechenden sind erhaben,
die Schicht stärker.
Die gleiche Erscheinung zeigen, wenn auch verschieden gut, die
harzhaltigen Lösungen, am besten alle sog. keramischen „Lüster" und
ähnliche Lösungen, femer Asphalt in verschiedenen Lösungsmitteln
gelöst, wässerige Gelatinclösung, Höllenstein mit Gummi in Wasser
gelöst, Eisenchlorid in Wasser, Kollodiumlösung, Anisöl, Lavendelöl,
Rosmarinöl usw., nach meiner Ansicht alle Körper, deren Lösung sich
in gleichmäßiger Schicht aufstreichen, amorph und ohne Ausscheidung
trocknen läßt und bei denen die getrocknete Schicht noch eine gewisse
Bewegungsfreiheit gestattet. Bei denjenigen der genannten Lösungen,
die eine sichtbare Asche hinterlassen, zeigt diese beim Einbrennen nach
dem Belichten die positive Kopie des benutzten Negativs in Form
eines Diapositivs. Die Platten werden nach dem Belichten auf keine
der sonst üblichen Arten „entwickelt", sondern nur stärker erwärmt, so
daß die noch vorhandenen Reste der Lösungsmittel verdunsten; das
Bild ist also schon während des Belichtens durch ungleiche, dem Ne-
gativ entsprechende Verteilung des gelösten Körpers entstanden und
diese Verteilung muß durch Diffusion zustande gekommen sein.
1. Diese eigenartige Erscheinung wird durch Lichtenergie bewirkt.
Wärmcstrahlen sind ohne Wirkung. Verschiedenfarbiges Licht wirkt wie
bei den chemisch-photographischen Verfahren in der Reihenfolge blau,
gelb, rot.
Vorgeschaltete Kupfersulfat- und Alaunlösungsschichten verzögern
die Entstehung des Bildes kaum, dagegen selbst dünne Jodlösung außer-
ordentlich stark.
In stärkster direkter Sommersonne gelang der Nachweis des Beginns
der Einwirkung nach 10 Sekunden Belichtung. Mg- Licht wirkt auch ein.
2. Das Licht bewirkt in diesem Falle eine Diffusion der gelösten
Stolle von den nicht belichteten nach den belichteten Stellen hin.
Beweise hierfür sind:
a) Eine chemische Einwirkung, Oxydation oder Reduktion, würde sich
beim Einbrennen ausgleichen.
!) Vgl. Chviiiiker-ZcituiiR i»)o6. S. i<j8<>. 1127.
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Eine neue Lichtwirkung und ihre photographische Anwendung. 365
b) Das plastische Erscheinen des Bildes ist nicht anders zu erklären;
beim Belichten nicht getrockneter Schichten ist das plastische Bild
direkt nach dem Belichten, also vor weiterem Trocknen zu sehen.
c) Bei eingebrannten Kopien sind die Konturen heller Flächen heller,
dunkler Flächen dunkler als die Flächen selbst, die Diffusion konnte
in diesen Grenzpartien am weitesten fortschreiten.
d) Auf Platten, die vorher lange frei direkter Sonne ausgesetzt waren,
lassen sich immer noch in relativ kurzer Zeit Bilder erzeugen.
e) Ein schon erzeugtes, aber noch nicht durch stärkeres Trocknen
oder Einbrennen „fixiertes" Bild läßt sich durch weiteres Belichten
unter einem anderen Negativ durch ein zweites Bild fast ganz er-
setzen oder durch Exponieren ohne Negativ fast ganz zum Ver-
schwinden bringen, wenn während dieser Vorgänge ein stärkeres
Trocknen der Schicht verhindert wird.
f) Ich habe den analytischen Nachweis erbracht, daß bei Anwendung
von Silberresinatlösung die Verteilung direkt nach dem Belichten
unter dunklen und hellen Streifen sich wie 22 : 53 verhalten kann,
d. h. daß unter den schwarzen Streifen nur noch 2 / 7 , unter den
farblosen etwa 6 / 7 des gelösten Salzes sich befindet.
3. Wenn lange exponiert wurde, so zeigen sich im eingebrannten
Bilde die dunklen Stellen je langer belichtet wurde um so mehr ver-
engt und in Striche zusammengezogen. Diese anscheinende „Ober-
exposition" beruht wahrscheinlich auf Tropfenbildung und läßt sich
durch stärkeres Trocknen vor dem Belichten und möglichst schnelles
Einbrennen einigermaßen ausgleichen. Im allgemeinen ergeben sich
folgende Regeln für die drei Faktoren: Trocknen, Belichten und Ein-
brennen:
a) Je stärker getrocknet worden ist, um so langsamer entsteht ein Bild
von gleicher Stärke und um so weniger macht sich die vermeint-
liche Überexposition bemerkbar. Auf genügend stark getrockneten
Platten erscheint noch kein Bild nach einer Belichtung, welche
sonst zur Erzeugung eines Bildes genügt.
b) Je intensiver belichtet wird, um so stärker, kontrastreicher wird das
Bild, um so mehr erscheint es „überexponiert' 4 , ganz besonders,
wenn nur schwach getrocknet wurde.
c) Diese Erscheinung wird durch langsames Einbrennen noch verstärkt,
während schnelles Einbrennen anscheinend eine geringe „Über-
exposition" ausgleicht.
4. Die „mechanische" Lichtempfindlichkeit ist verhältnismäßig gering,
zur Erzeugung eines guten Bildes ist mindestens '/ 4 stündige Belichtung
in direkter stärkster Sonne nötig.
Die Empfindlichkeit ändert sich aber auch wenig; 5 Jahre alte
Platten geben noch gute Bilder; und aufgenommene, nicht durch Ein-
brennen fixierte Bilder haben sich nach ebensolangcr Zeit noch hervor-
rufen lassen.
366
5. Eine chemische Lichtwirkung wurde nur bei zu stark getrock-
neten oder solchen Platten, deren aufgestrichene Lösungen durch Zusätze
fest gemacht waren, beobachtet. In diesen Fällen blieb die Diffusion aus.
Vielleicht beruht auch das „Reifen" gewöhnlicher photographischer
Platten nur auf stärkerem Unlöslichmachen und infolgedessen aus-
geschlossener „mechanischer" Lichtwirkung; die gesamte Lichtenergie
setzt sich in chemische Energie um.
(EingeRanRen am 22. Oktober 1906.)
Referate.
BtteherbenprechuBsen.
AugUSte et Louis Lumicre. Rcsume des travaux 18S7— 1906.
190 S. Lyon, Lion Sezanne, 1906.
Der vorüegende Band repräsentiert eine Sammlung der von den
Verf. während der letzten beiden Dekaden veröffentlichten Abhandlungen.
Da zahlreiche derselben wichtige photographische Fragen behandeln und
die Zeitschriften, in denen sie erschienen sind, oft schwer zugänglich
sein dürften, wird diese Zusammenstellung vielen Interessenten sehr
wertvoll sein. K. Schaum.
W. Hoffmeister, K. Wüster und A. Hartjenstein. Ratgeber
für Gewerbetreibende. 4. Aull. 99 S. Hildesheim. H. Helmke,
[ 006.
Illustrierter Katalog der „Fiftv-First Annual Exhibition of the Royal
Photographie Society of Great Hritain, London 10.06." 62 S.,
mit zahlreichen Reproduktionen.
Nene SRoltNrhrlften.
Zeitschrift für Chemie und Industrie der Kolloide. Heraus-
gegeben von Rudolf Ditmar in Graz. Verlag: Steinkopf &
Springer, Dresden.
La Photographie des Couleurs. Herausgegeben von Ch. Mendel
und H. Quentin. Verlag der Photo-Revue, Paris.
Für die Redaktion verantwortlich: l'rot. K. Schaum in Marburg a. L.
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Zeitfchrift für wiKenfchaftlidie Photographie,
Photophyllk und Photodiemie
IV. Band. 1906. Heft 11.
Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid, -bromid und -Jodid.
Von Johannes Lohmeyer.
Mit 3 Figuren.
Während die Spektroskopie die auf sie gesetzten Hoffnungen
zur Verwertung in der chemischen Analyse nur teilweise erfüllt hat,
scheint sie in neuerer Zeit berufen zu sein, uns höchst wichtige Auf-
schlüsse über die Kräfte und Bewegungen der Atome zu ermög-
lichen. Da die Schwingungszahl irgend einer Spektrallinie der
Schwingungszahl des erregenden Molekels enspricht, so gestattet
die Bestimmung der Schwingungszahl einer Linie Rückschlüsse auf
den Bau des zugehörigen Molekels zu ziehen. Von besonderem
Werte ist diese Möglichkeit für die Untersuchung der Molekular-
verhältnisse bei den komplizierteren Verbindungen, wo die Hilfs-
mittel der Chemie oft nicht mehr ausreichen. Bei diesen Be-
stimmungen kommt es nun hauptsächlich darauf an, die Gesetze zu
finden, nach denen die Linien oder Banden geordnet sind, d. h. die
emittierenden Teilchen schwingen.
Zu diesen Untersuchungen fehlen nun vorläufig die zu allererst
nötigen Festlegungen der Wellenlängen einiger Verbindungsspektra,
die ja nach unserer bisherigen Erfahrung immer Bandenspektra
sind und bis jetzt so wenig behandelt wurden. Der Grund für
letztere Tatsache ist wohl hauptsächlich in der Lichtschwäche der
Bandenspektra zu suchen, die ja mit größerer Dispersion noch weiter
zunimmt
Die vorliegende Arbeit, die sich mit den Spektren der Ver-
bindungen Quecksilberchlorid, -bromid und -jodid befaßt, soll ein
Beitrag zu den Vorarbeiten sein, die auf diesem Gebiete noch zu
leisten sind, ehe man von einem Versuche, durchgreifende Gesetze
aufstellen zu können, Erfolg erhoffen kann.
Die Haloidverbindungen des Quecksilbers wurden zuerst von
Peirce ') untersucht. Er führte die Messungen mit einem Spektroskop
Zeittchr. f. wisi. Phot. 4 - *7
3 68
aus, das ein Flintglasprisma und eine photographierte Skala besaß,
an dem er die Wellenlängen der Banden ablas. Rechnet man seine
gefundenen Werte in A.E. um, so reicht die Bande
des Quecksilberchlorid von 44OO— 4460 A.E.
des Quecksilberbromid von 4960 — 5040 A.E.
des Quecksilberjodid von 5540—5620 A.E.
Die Mittelpunkte der Bandenkomplexe bestimmt er dann zu
4430, 5000 und 5580 A.E., so daß die Bande des Quecksilber-
bromid gerade zwischen der des Jodid und der des Chlorid
liege. Zu beachten ist noch, daß nach seinen Zahlenangaben die
Banden der Verbindungen mit steigendem Molekulargewichte nach
längeren Wellenlängen rücken.
Eingehender wurden die Spektra der Haloidverbindungen des
Quecksilbers dann noch von Jones*) untersucht; er arbeitete mit
Geißlerröhren und einem Spektralapparate, der je nach Bedarf mit
optischen Teilen aus Flußspat und Quarz oder mit solchen aus Glas
benutzt werden konnte. Auf 1 mm der photographischen Platte
kamen ca. 45,675 A.E. Die sichtbaren und ultravioletten Teile der
Spektren wurden gesondert photographiert und in der Arbeit wieder-
gegeben ; sie zeigen flir das Chlorid und Bromid verschiedene Maxima
und Minima, während das Jodid von einem starken Maximum stetig
nach Violett hin abfällt. Jones glaubt in manchen Fällen Banden
aus paarweise angeordneten Linien zu sehen, für die er aber keine
durchgreifenden numerischen Beziehungen habe aufstellen können.
Seine Messungen reichen im Quecksilber-
Chlorid von 5663 — 2492 A.E.
Bromid von 5062—2528 A.E.
Jodid von 4396 — 2539 A.E.
so daß nach seinen Angaben die Bandenkomplexe in entgegen-
gesetzter Richtung rücken, wie aus den Zahlen von Peirce her-
vorgeht
Diese Widersprüche zwischen den beiden Arbeiten legten den
Gedanken nahe, die Resultate zu prüfen. Auf Anregung des Herrn
Professor Kayser unterzog ich mich daher dieser Aufgabe, wobei
die vorzüglichen spektroskopischen Mittel des Bonner physikalischen
Instituts genauere Resultate erhoffen ließen.
Zur Untersuchung füllte ich die Präparate in Geißlerröhren, die
nach Angabe des Herrn Prof. Kayser in der in Fig. 1 abgebildeten
Form angefertigt wurden.
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Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid, •bromid und -jodid. 369
Die Elektroden bestanden aus Platinzylindern. Die Röhre wurde,
nachdem das Präparat in den weiten Teil an der unteren Elektrode
gebracht war, an die Pumpe angeschmolzen, dann unter Erhitzen
und Durchfuhren des Stromes 2 — 3 Stunden ausgepumpt und darauf
abgeschmolzen. Die Aufnahmen, welche ich mit den so erhaltenen
Röhren bekam, zeigten jedoch immer so starke Verunreinigungen,
besonders mit Kohlenoxyd, daß ich bald dazu überging, die Röhre
während der Exposition an der Pumpe zu lassen. Es gelang mir
auf diese Weise durch stetiges Pumpen, den Druck während der
Aufnahme auf wenigen Tausendstel Millimetern zu erhalten und reine
Spektra zu bekommen.
Flg. l.
Bei der Erwärmung handelte es sich hauptsächlich darum, eine
konstante und nicht zu hohe Erhitzung herbeizuführen, da einerseits
die Spannung in der Röhre schon an sich groß war, andrerseits wegen
der niedrigen Verdampfungstemperatur eine Dissoziation zu be-
fürchten war. Am besten gelang mir dies nach vielfachen vergeblichen
Versuchen durch zwei Bunsenflammen, die in der in Fig. 1 ange-
deuteten Weise untergesetzt wurden; auf diese Art arbeiteten die
Röhren 2 — 3 Stunden.
Bei den ersten Versuchen benutzte ich ein kleines Induktorium
von 25 cm Schlagweite. Das Licht war jedoch so schwach, daß
ich nach längeren vergeblichen Versuchen ein großes Induktorium
von 1 m Schlagweite benutzte, zu dessen Betrieb ich Wechselstrom
von etwa 60 Wechseln verwandte. Bei einer Stromstärke von
13 Ampere erhielt ich jetzt ein brauchbares Licht Zur anfangs
erhofften Verwertung am großen Gitter von 6,6 m Krümmungsradius
reichte es jedoch nicht aus, weshalb ich mit einem kleinen Row-
landschen Konkavgitter von 1 m Krümmungsradius und 16000 Linien
pro inch arbeitete.
2 7*
37Q
Lohmeyer.
Das Licht wurde durch eine Quarzlinse auf den Spalt dieses
Gitters geworfen. Die Aufnahmen wurden auf orthochromatische
Films gemacht, auf 0,595 mm kommen darauf 10 A.E.
Bei dieser Dispersion sind die Banden leider noch nicht auf-
gelöst, so daß ich nur die Köpfe messen konnte.
Diese Messungen geschahen auf der Kayserschen Teilmaschine 3 );
auf die schon öfters beschriebene im Bonner Institut allgemein
übliche Meßmethode brauche ich nicht näher einzugehen. Die Teil-
maschine hat eine Schraubenganghöhe von 0,33 mm und ermöglicht
noch Tausendstel derselben abzulesen.
Als Normalen dienten die Linien des Eisenspektrums, das nach
erfolgter Aufnahme über den oberen Teil des Spektrums nach Ab-
biendung der einen Hälfte des Spaltes geworfen wurde. Aus diesen
Linien wurden in Abständen von ca. 30 A.E. nach den von Kayser*)
bestimmten Wellenlängen Normalen ausgesucht. Von 4500 an
wurde der Rowl and sehe Sonnenatlas 6 ) benutzt, da die Tabellen
von Kayser nicht weiter reichen. Da von ca. 5400 an nur noch
Linien zweiter Ordnung zu finden waren, habe ich dort wieder die
Kayserschen Tabellen benutzt. Ich glaubte das ruhig tun zu können,
da die dadurch vielleicht vorkommenden kleinen Ungenauigkeiten
bei den erreichbaren Genauigkeiten nicht in Betracht kommen.
Die Banden waren im allgemeinen sehr schwach und diffus,
so daß sie unter dem Mikroskop der Teilmaschine durchweg nicht
mehr zu sehen waren und eine direkte Messung nicht gestatteten.
Ich habe daher mit Hilfe einer schwachen Lupe die Bandenköpfe
mit feinen Nadelstichen versehen und diese dann gemessen. Da die
Banden auch noch sehr häufig so unscharf waren, daß ich die
Köpfe nicht erkennen konnte — sie sahen dann wie breite Bänder
aus — , so war ich gezwungen, diese auf der Mitte zu markieren.
Unter diesen Umständen brauche ich wohl nicht hervorzuheben,
daß die Markierung auf zwei verschiedenen Platten von subjektiver
Beeinflussung nicht freizusprechen ist und eine objektive genaue
Messung sehr erschweren mußte. Es können daher Fehler bis zu
1 A.E. vorkommen; die durchnittliche Genauigkeit beträgt ± 0.3 A.E.
Folgende Tabellen mögen ein Bild der bei den Messungen erreichten
Genauigkeit geben.
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Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid, -bromid und -jodid. 371
Tabelle Tabelle
aus dem HgC^-Spektrum. aus dem HgBr,-Spektrum.
Messung I
II
Mittel
Messung I
II
Mittel
.4
5138,4
4953.2
»•
4953,2
36,9
.4
36.7
44,8
4945.°
44,9
3L5
,4
31.5
40.3
,5
40,4
297
»*
29,7
18,3
33,4
.9
33.6
i8,3
,3
26,7
.4
26,6
15.8
,0
»5,4
20,5
21,0
20,8
15.0
5114,8
'4.9
10,2
,2
10,2
1 «.5
,4
",5
ot,5
.5
oi,5
07,2
.4
07,3
4889,9
4890,0
4889,9
03,2
,0
03.1
88,2
87,7
88,0
Tabelle aus dem HgJ, -Spektrum.
Messung I
n
Mittel
4»82,3
»3
4182,3
77,5
.6
77,6
74,8
.7
74,8
69,3
,0
69,2
63,4
,7
63,6
59,4
,6
59.5
57.3
,2
57,3
54,6
4153.9
54,3
SO.o
,6
48,8
50.3
49.1
49.0
Zu erwähnen ist noch, daß die Messungen sich nur auf den
sichtbaren Teil des Spektrums erstrecken, da ja die Geißlerröhren
aus Glas nur diesen zu photographieren gestatten. Die Zahlen von
Jones ließen sich mit meinen Werten nicht vergleichen, weil ich
durch die mehr als doppelt so große auflösende Kraft meines
Spektralapparates bedeutend mehr Banden erhalten habe, wie Jones
angibt.
Das Spektrum des Quecksilberchlorids beginnt bei 5853,8 mit
einem Minimum und zeigt dann mit zunehmendem kontinuierlichen
Hintergrunde bei 5567,1 ein Maximum. Bei verschwindendem
Hintergrunde geht dann das Spektrum scharf zum breiten Minimum
bei 4950 über, um nochmals ein Maximum mit starkem Hinter-
grunde bei 4383 zu bilden und von dort allmählich nach Violett
abzuklingen. Die Kannellierung zeigt paarweise Anordnung am
klarsten zwischen 5093,6 und 5405,1; im übrigen sieht das Spektrum
sehr diffus aus.
372
Das Quecksilberbromid zeigt ein schmales Maximum bei 5020
mit kontinuierlichem Hintergrunde; dieser verschwindet bei dem
Minimum um 4841, um von dort bis etwa 4637,7 die Banden in
voller Schärfe hervortreten zu lassen. Hier setzt wieder der kon-
tinuierliche Hintergrund ein und wird am stärksten bei dem aus-
gedehnten Maximum bei 4508,9, von wo die Intensität nach Violett
hin abnimmt. Das Quecksilberbromid hat das am regelmäßigsten
gebaute Spektrum; besonders zwischen 4458 und 4750 treten deut-
liche Linienpaare hervor, die beim Aufsuchen von Gesetzmäßig-
keiten einen brauchbaren Stützpunkt boten.
Das Quecksilberjodid zeigt eine zusammenhängende Bande, die
mit einem scharf abgegrenzten Maximum bei 4441 beginnt und ganz
allmählich an Intensität nach Violett zu abfällt Die Bandenköpfe
sind ziemlich scharf und bilden stellenweise Dublets und Triplets.
Die untersuchten Präparate Quecksilberchlorid, -bromid und
-jodid stammten aus der Fabrik von Merck in Darmstadt. Im fol-
genden sind die Messungen niedergelegt, wobei die Zahlen die
Wellenlängen der Bandenköpfe angeben. Die Abschätzung der
Intensität war durch den kontinuierlichen Hintergrund sehr erschwert,
da er den Banden ein gleichartiges Aussehen gab; die Banden mit
der Intensität 1 sind daher großenteils auf der Mitte gemessen.
Tabelle des HgCl,-Spektrums.
1
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/
l
Bemerkungen
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1
Bemerkungen
5853.8
1
5688,1
I
5574.»
31.7
2
82.5
1
72,9
03.8
1
79.2
I
7o.<>
5796,2
2
70,9
2
67,1
82,0
2
67.9
scharf
2
64.4
scharf
80,4
1
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I
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74.4
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54-7
1
33.3
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30.2
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»9.3
42,2 !
1
23.«
I
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40,5
1
14,0
2
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1
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1
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2
5497.7
zieml. schart
27,8
1
02,6
2
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i',5
1
5599,5
2
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04.9
2
89,0
scharf
I
57,6
I 1 5699.7
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86,2 '
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55.9
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Über du Bandenspektrtn des Quecksilberchlorid, -bromid und 'Jodid. 373
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1
5445.8
2
1
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1
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1
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2
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2
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I
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2
05.«
03,1
i
24,9
zieml. scharf
2
02,1
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30,7
1
5395. 2
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zieml. scharf
1
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zieml. scharf
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1
78,8
86,8
83,9
1
09,2
1
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/ scharf
1
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00.8
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70,5
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1
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29.5
I
72,3
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90,7
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zieml. scharf
86,2
93.2
scharf
3
38,4 :
81,0
90,7
36,7
76,1
87,1
3'. 5
7 ».3
82.4
Digitized by Google
374 Lohmeyer.
1
1
k
Bemerkungen
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1
A
Bemerkungen
. _. .
7
1
Bemerkungen
J
j
442Q.2
j
4276,5
zieml. scharf
J
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69,3
scharf
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68,2
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65.6
67.O
1 1,1
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1
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J
scharf
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1
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1
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1
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1
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70,8
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| zieml. scharf
81,0
10,8
07,6
1
64,2
1
68,3
65,2
j
*^.2
33»
1
zieml. scharf
02,3
S2.7
3*»'
(
53,5
4496,7
43,9
2
5°.4
93,6
zieml. scharf
1
2
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89.1
JJ>
2
40,1
83.9
zieml. scharf
2q,6
!
35.5
79,9
28,2
1 _ 1 _1_ C
\ zieml. scharf
23.8
73,8
09.9
20,5
<>5. >
06,1
1
08,3
60,6
4295.6
scharf
j
<>5,o
57.7
94,3
04,2
50,0
43.8
•
87.4
4094,4
81,9
scharf
!
91.9
35.o
77.7
74,9
Tabelle des HgBr, - Spektrums.
/
i
Bemerkungen
/
1
Bemerkungen
1
_ . _
l
Bemerkungen
I
5089,8
l
_
5029.5
2
4974.4
I
87.7
25-7
2
72,2
1 86,4
2
23,4
scharf
2
69.4
1
74.'
2
20,0
2
57.7
2
7i,5
1
17,4
zieml. scharf
53.2
zieml. scharf
1
67.4
2
14,2
scharf
44.9
1
60,3
1
07,5
40,4
2
53,8
2
04,0
33,6
2
49,9
zieml. scharf
2
4997,1
zieml. scharf
26,6
i
45.o
scharf
2
92,8
20,8
2
41,6
2
90,3
10,2
| scharf
2
39,3
2
85.3
01,5
37,6
1
82,.
2
4889,9
zieml. scharf
l
35.9
2
76,6
2
88.0
Über die Bandenspelären des Quecksilberchlorid, -bromid und -Jodid. 375
1
Bemerkungen
/
1
Bemerkungen
Bemerkungen
/
Ä
— ■
Bemerkungen
2
4878,0
2
4623,1
1
4367.0
2
76,0
scharf
I
18,3
2
64,2
I
72,0
2
IO,2
scharf
1
58,2
scharf
2
64,9
I
04,6
1
55-3
2
63,6
scharf
I
OI,9
2
53.8
3
49,0
2
4599.3
2
4«. 7
I
4 3,0
I
97.0
2
35.o
I
41. 1
2
92,4
1
29,2
I
2
87,0
2
26,6
\ scharf
7
J
2
85,1
1
21,1
I
I
77.7
zieml. scharf
2
10,9
1
27,6
zieml. scharf
I
76,0
2
4298,1
1
24,4
2
73.5
1
88,7
I
21,4
I
71,2
1
79.8
I
20,0
I
66,9
2
76,4
2
'9.3
scharf
i
62,5
1
63.6
I
t 3,6
2
59.5
2
56,2
scharf
1
10, 1
!
56,4
2
49.8
zieml. scharf
1
08,7
I
53.5
2
42,1
1
05,2
I
5°,9
1
33.o
I
02,0
2
48,3
scharf
1
29.9
I
4790,5
2
45.7
1
25.7
I
88,8
I
41,8
1
19,6
1
83,6
2
39.°
1
14,1
3
2
34.3
scharf
1
09,8
zieml. scharf
1
68,5
I
02,7
j
0
61,9
scharf
I
22,8
1
00,2
1
47.8
1
20,3
1
4191,3
2
44,5
2
I >,5
08,9
88,8
2
35.4
\ scharf
1
2
•
80.5
4
2
4498.8
77.6
I
28,9
2
96,0
scharf
1
75.5
scharf
I
26,1
I
9°i7
1
72,5
3
20,0
zieml. scharf
2
85,1
scharf
1
70,6
68,4
1
16,0
2
82,2
1
1
13.2
I
77.9
i
64.3
2
05,2
J scharf
2
7i.«
scharf
58.9
1
02,0
I
61,0
1
54.«
1
4698,9
I
58,0
50,2
1
92,4
I
47. 2
zieml. scharf
1
43.3
1
91,0
2
3 6 ,4
1
35.8
2
78.3
2
27,2
1
33.5
2
64,8
2
23,8
1
29.5
2
5>.9
scharf
1
»4.4
1
22,2
1
5o.3
I
12,8
15.4
2
47.5
I
10,1
00,0
1
45.o
1
00,7
4092,8
«
39,8
scharf
I
4392,5
86,2
2
37.7
I
89.0
1
74.7
1
3',<>
scharf
2
78,7
| scharf
2
25,6
2
73.8
376 Lohmeyer.
Tabelle des HgJ 8 - Spektrums.
/
■ —
1
Bemerkungen
/
l
Bemerkungen
/
l
Bemerkungen
2
4488,7
3
4251,8
i schart
2
4 0 52,3
2
77,3
49,5
43.9
2
I
I
I
1
I
73.4
70,8
67.5
64,3
62,4
59.8
1
1
1
I
l
45.3
4L5
38,4
33-4
31.0
26,5
l
1
I
I
4>.5
36,8
33.4
27.7
2*,9
17,1
scharf
zieml. scharf
3
56,2
»4.4
scharf
\
10,8
2
49.3
04,1
04,4
2
47.8
Maximum mit
1
01,1
zieml. scharf
1
01,3
41,0
starker
l
4»979
1
3994.7
scharf
2
30,1
Verbreiterung
1
95. 6
84,4
3
23.9
93 5
75.2
3
12,9
t
89.2
I
69.3
zieml. scharf
1
09.0
1
86,2
I
53.4
1
03,2
zieml. scharf
1
82,3
scharf
1
43.7
1
00.8
77,6
1
4<>,5 !
2
4396.0
1
74,8
1
37.2
2
1
92,7
82,4
t schart
69,2
63,6
I
I
34.0
28,0
1
64.6
59,5
1
22,5
1
61,2
57.3
zieml. scharf
1
02,7
1
56.4
scharf
54.3
I
3898,4
2
5M
5o.3
1
88,6
2
5o,8
49,0
l
83,3
2
40,8
1 scharf
46,2
1
78.6
2
39.4
44-7
68.5
1
35.3
zieml. scharf
39.5
59.8
2
3°-4
32.9
52.3
2
l
2 7,5
29,1
44,8
30,6
2
22,1
V schart
1
1 26,2
2
20,8
1 • 21,8
22,8
1
1 5.5
1 i «7.9
15.9
2
10,2
1 -_L„_f
1 schart
J
I j 12,1
07,4
1
07.7
07.3
00,3
1
02,3
05.0
3787,i
2
4299,2
4°9".7
scharf
80,5
1
95.9
scharf
93.7
' 73.5
91,0
89.7
scharf
65,6
i
88,9
86,8
46,9
8. ,5
zieml. scharf
83.3
zieml. scharf
3',o
1
77,o
80,6
23.1
2
7i,5
72.3
16,9
68,7
66,9
04.2
!
62,5
scharf
63,4
3697.4
60,4
60,1
90,0
56.9
54.»
1
Über Beziehungen zwischen verwandten Verbindungsspektren
sind bisher nur Arbeiten von Mitscherlich, 6 ) Lecoq 7 ) und Wiede-
mann 8 ) veröffentlicht worden. Mitscherlich 8 ) fand Ähnlichkeiten
Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid, -bromid und -jodid. 377
zwischen den Spektren des Bariumchlorid, -bromid und -jodid und
eine Verschiebung nach längeren Wellen mit steigendem Molekular-
gewichte. Weitere hypothetische Bestimmungen von Lecoq 7 ) sind
ohne wissenschaftliche Bedeutung. Zu erwähnen ist die Arbeit von
Wiedemann. 8 ) Er untersucht darin die Haloidverbindungen des
Calciums, Strontiums und Baryums. Aus den beigegebenen Photo-
graphien ergibt sich, daß die Banden mit steigendem Molekular-
gewichte in jeder Gruppe nach Rot rücken.
Betrachtet man nun daraufhin die Spektra der Haloidverbin-
dungen des Quecksilbers, so ist zunächst zu konstatieren, daß alle
drei kompliziert gebaute und diffuse Bandenspektra sind. Sieht man
weiter nach dem Verhältnis ihrer Lage zum Molekulargewichte, so
findet man den direkten Gegensatz zu den früheren Resultaten. Es
reicht nämlich der Bandenkomplex des
HgClj von 4075—5854 A.E.
HgBr 8 von 4075— 5090 A.E.
HgJ 2 von 3690 — 4489 A.E.
Die Zahlen zeigen, daß die Bandenkomplexe der Haloidver-
bindungen des Quecksilbers mit steigendem Molekulargewichte nach
kürzeren Wellen rücken.
In den nun folgenden Gesetzmäßigkeiten habe ich mit „a" die
Banden angezeichnet, die so schwach waren, daß sie nicht gemessen
werden konnten, z. T. auch wegen des kontinuierlichen Hindergrundes
nicht einmal andeutungsweise zu finden waren. Ich habe daher
diese Werte aus denen der benachbarten offenbar zusammengehörigen
Banden abgeschätzt, um die Lücke zu überbrücken und habe so
anscheinend richtige Serien aufstellen können.
Serie A in HgCl a .
i
I
X
A
D t
i
1
D \
5803,8
1723,0
18,5
51/1.2
«933.8
20,1
20,8
20,8
21,2
«9,4
20,0
20,0
19.3
19,0
18,8
18.6
-o,7
5742,2
4«.5
18,3
17,6
17.9
19.«
18,8
«9.3
«9,6
«9,7
20,2
20,8
-0,2
«8,«
5064.0
53,9
+ 0,7
5682,5
59,8
-0,7
74.7
0
23.'
78.4
+0,3
«1,2
95.5
+ 0,4
5567.«
96,3
+ 1.2
4958.5
2016,7
-1,8
08,5
1815,4
-0.3
'«.3
36,1
+ 0,6
« 5451.9
5395.2
34.2
53.5
+ 0,5
+ 0,3
4863,6
16,8
56, «
76,1
0
-0,7
38.8
73.1
+ 0,1
4772.3
95.4
-o,3
a 5283,2
92,8
+ 0,5
29,5
2114,4
— 0,2
27.5
>9i3,o
+0,6
4687,8
33.2
-0,2
Digitized by Google
378
Lohmeyer.
Serie A in HgCl, (Fortsetzung).
i
I
A
*\
l
t
l
D i
D %
4647.3
07,7
4569,9
« 33.3
4496,7
60,6
25,4
4393.0
2151,8
70.3
88,2
2205,9
2 3.9
4>,9
59.7
76,4
185
17.9
17,7
18,0
18,0
17,8
16,7
15.6
-0,1
-0,6
-0,2
+ 0,3
0
—0,2
- 1,1
-','
« 4363.»
33,2
06,1
4277.7
« 53,o
28,8
04.5
4181,0
2292,0
2307,8
22,3
37,7
51.3
64J
78,4
9«.8
»5.8
»4,5
»5,4
13.6
'M
•3.7
'3,4
+ 0,2
-«.3
+ 0,9
-i,8
-0,2
+0,3
-0.3
Serie B in HgCl,.
X
l
D t
5679,2
1760,8
17,6
17,9
18,0
18,0
17,8
17,6
»7.7
18,0
18,3
17.9
18,4
18,6
l8,q
18,8
18,4
18,1
'7.5
17.7
'7.3
'8,3
47 '3.4
2121,6
18,2
18,4
18,9
18,7
18,3
18,1
-0,1
23,1
78,4
+ 0,3
4673.4
39,8
+ 0,2
5567,1
96,3
+0,1
33.5
58.2
+ O.S
11,9
•814.3
0
4593.2
77.1
-0,2
5457.6
32.3
-0,2
54,i
95,8
-0,4
05,1
50,1
-0,2
16,4
2214,1
5354.2
67.7
+ 0,1
4479.9
32,2
-0,8
03.9
85,4
+ 0,3
a 45.5
49.5
17,3
17.5
16,9
18,2
18,1
•7,5
'7.3
18,6
16,4
»7,6
'7,4
'7,4
+0,2
-0,6
5253.8
»903.4
+ 0,3
11,1
67,0
03,8
21,7
-0,4
4378,5
83.9
+ ',3
5155.2
39.6
+ 0,5
43,9
2302.1
-0,1
o7,3
58,0
+ 0,2
09,9
20,2
-,06
a 5059,2
76,6
+0,3
4277.7
37.7
-,02
11,2
95.5
-o,i
46,3
55,o
+ >,3
4964.6
2014,3
-0,4
'3.0
73,6
-2,2
19,6
32.7
-,03
4'84,i
90,0
+ 1.2
4876,1
50,8
— 0,6
53,5
2407,6
-0,2
a 35.0
68,3
+ 0,2
23.8
25,0
O
4793.9
86,0
-0,4
4094,4
42,4
54.o
2103,3
+ 1,0
Bei Messungen an Spektren größerer Dispersion würden diese
Gesetzmäßigkeiten jedenfalls viel klarer zutage treten.
Die Serie A zeigt wieder, daß das Deslandressche Gesetz,
nach welchem die Schwingungszahlen der aufeinanderfolgenden
Banden einer Serie eine arithmetische Reihe bilden sollen, die Struktur
der Serie nicht bestimmt. Das wird sofort klar, wenn man die
Differenzen z. B. jedesmal der vierten Banden bildet:
54,1 61,3 70,5 72,7 77,1 81,4 81,9 77,4 73,9.
Die Differenzen wachsen zuerst schnell, dann langsamer, um
von einer gewissen Stelle an abzunehmen. Es zeigt sich also auch
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Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid, -bromid und -Jodid. 379
hier wieder, daß das Deslandressche Gesetz nur eine Annäherung
an die wirkliche Struktur einer Bandengruppe darstellt.
Bei der Aufstellung von Serien für das Quecksilberbromid
ergaben sich verschiedene Möglichkeiten.
Um das zu zeigen, seien die stärksten Banden von 4637—4458
angegeben :
4637.7
4573.5 -
45".5 "
25,6 —
71,2
08,9
23.1
6 2,5 Jm
4498,8 -
ii,3 —
59,5 -
96,0
09,2
48.3 -
85,1 -
4599.3 -
45.7
82,2
97.o
34,3 -
71. 1 *
87,0 -
31.5
61,0 -X
85.1
21.5 — -
58,0 -
Zuerst schien es, als müßten die Banden in der angedeuteten
Weise zusammengefaßt werden, so daß immer zwei zusammen-
liegende Banden ein Düblet bilden. Aus den Differenzen bei den
Serien für Quecksilberchlorid und -jodid glaubte ich jedoch schließen
zu müssen, daß die Banden überschichtig zusammenzufassen sind,
so daß die Differenzen sich den erstgenannten anpassen. Ich habe
dann die folgenden Serien aufstellen können.
Serie A in HgBr $ .
1
I
T
l
l
D \
A
5067,4
1973.4
'2,3
12,7
12,8
12,9
«2,5
13,8
12,9
12,4
12,8
'2,5
«2,7
12,6
12,2
12,9
4650,3
2150,4
12,7
12,2
«2.3
«2,3
«2,3
12,0
12,4
12,0
«'.9
««,9
i«,4
10.7
-O f 2
35.9
85,7
+0,4
23.«
63.1
-0,5
04,0
98,4
+0,1
4597,0
75.3
+ O.I
4972.2
201 1,2
+0,1
7«,2
87,6
0
40.4
10,2
24.1
36,6
-0,4
+0,3
45.7
20,3
99,9
2212,2
O
-0,3
a 4879,6
49.4
+0,1
4496,0
24,2
+ 0,4
49.0
62,3
-0.5
71,1
36,6
-0,4
20,0
74.7
+0,4
47,2
48,6
-0,1
47905
87,5
-0,3
23,8
60,5
0
61,9
2100,0
+0,2
00,7
72,4
-o,S
33.2
05,2
•2,7
25.3
— 0,1
-0,4
4378.7
58,2
83,8
94.5
-0,7
4678.3
37.5
+0,7
3 So Lohmeyer.
Serie B in HgBr,.
X
1
T
A
A
X
t
X
A
A
5023.4
1990,7
16,5
16,9
16,1
»5.3
15.9
16,1
16,4
16,5
I7,t
17,8
16,4
18,0
17.»
»7,4
4496,0
2224,2
»7.5
»7.»
17,8
»7,4
»7,3
17,1
17,0
»7.o
17,0
»7,2
16,9
»6,4
+ 0,1
4982,1
2007,2
-0,4
6 t,o
4».7
-0,4
4°»4
24.1
— 0,8
27,2
58,8
+0,7
01,5
40,2
-0,8
4392,5
76,6
-0,4
4864,9
55»5
+0,6
a 59,2
94,°
-0,1
27,6
71.4
+ 0,2
26,6
23» ».3
-0,2
4790.5
* 53,2
16,0
87.5
2103,9
20,4
+ 0,3
+0,1
+0,6
a 4294,8
63,6
33,0
28,4
45.4
62,4
-0,1
0
0
4678.3
37,5
+ 0,7
02,7
79-4
+ 0,2
39.«
55,3
-M
4'72,5
96,6
-0,3
04,6
7», 7
+ »,6
43.3
24 »3.5
-0,5
4566,9
89,7
-0,9
»5.4
29,9
3',5
2206,8
+0,3
Serie C in HgBr,.
1
1
T
A
A
5014,2
»994,3
»9.»
18,8
»8,7
18,8
»8,5
18,6
»8,5
4966,8
2013,4
-0,3
20,8
32,2
-0,1
4876,0
50.9
+0,1
3».6
69.7
-0.3
4788,6
88.2
+0,1
46,5
2106,8
-0,1
05,2
25,3
»8,4
18,2
18,2
18,5
18,0
-0,1
4664,8
43.7
-0,2
25,6
4587,0
61,9
80,1
0
+0,3
48,3
98,6
-0,5
»».5
2216,6
Die erhaltenen Serien berechtigen zu der Annahme, daß eine
größere Dispersion die Gesetzmäßigkeiten ganz einwandfrei dartun würde.
Es folgen nun die für das Quecksilberjodid gefundenen Serien.
Serie A in HgJ 2 .
X
,
1
°'
A
X
1
T
A
A
4400,8
4350,8
02,3
4256,9
a 12,3
4169,2
29.»
2272,3
98,4
2324.3
49.»
74,o
98,5
2421,8
26,1
2 5.9
24.8
24.9
24,5
23,3
2 3.4
— 0,2
- 1,1
+0,1
-0,4
- 1.2
+0,1
4089,7
52,3
»7.»
3984,4
53,4
22,5
2445,2
67,7
89*
2509,8
29,5
49,4
22,5
21,7
20,4
»9.7
19.9
—0,9
-0,8
-».3
-0,7
+0,2
I
Digitized by Google
Über die Bandenspektren des Quecksilberchlorid, -bromid und -jodid. 38 1
Serie B in HgJ r
4464,3
2240,0
00,8
72.3
4339.4
2304.5
4281,5
15.6
26,5
4174.8
66,0
95.3
26,2
2423.5
4080,6
50.6
36.8
77.2
3994. 7
2503.3
53,4
29,5
I
l
32,3
32.2
3M
30,4
29,3
28,2
27.1
26,6
26,1
26,2
-0,1
- 1,1
-0,7
-1,1
-Ii»
-0,5
-0,5
+0,1
70
$0
SO
«ö
■20
\
}*
)
10
Fig. 2.
Serie C in HgJ r
4430.«
2257.3
a 4376,7
84,8
2 7,5
2310,8
4281,5
35-6
38,4
59.4
4>97.9
82,1
59,5
2404,1
21,8
26,1
4086,8
46,9
54.1
66,6
22,9
85,8
3994.7
2503.3
69.3
'9,3
43,7
35,7
27.5
26,0
24.8
23,8
22J
22,0
22,0
20,8
19,7
19,2
»7,5
16,0
16,4
-',5
-1,2
-I.O
-1,1
-0,7
o
-«,2
-1,1
-0.5
-1,7
-».5
+ 0,4
gitized by Google
3»2
Lohmeyer.
Das Quecksilberjodid zeigt die schärfsten und am regelmäßigsten
gebauten Banden; dies kommt auch in den verhältnismäßig gut
stimmenden, stark abfallenden ersten Differenzen zum Ausdruck.
Es wäre nun sehr wünschenswert gewesen, die Kanten der
Serie zu bestimmen, um auf diese Weise weitere Aufschlüsse über
die Beziehung zwischen diesen verwandten Verbindungsspektren zu
erhalten. Ich habe dies zunächst auf graphischem Wege versucht;
die Kurven sind in den Figuren 2 und 3 wiedergegeben.
Als Abszissen sind die Wellenlängen der Banden einer Serie
und als Ordinaten ihre Abstände voneinander in 10 bezw. isfacher
Überhöhung aufgetragen.
60
50
<to
'
■1
r —
— —
1
B
r
30
30
10
I , I L 1 . U ^ 1 .. J I I I I L_
3300 1IOO tJOO hSOO HOO »ÄW 5100 StO» SSM
FiR. 3-
Die so erhaltenen Kurven gestatten aber leider keine einiger-
maßen berechtigt erscheinenden Kanten zu bestimmen, weil die
vorliegenden Werte der Serien schon weit vor der zu erwartenden
Kante aufhören und die verhältnismäßig kleinen Stücke keinen
Schluß auf den Verlauf der ganzen Kurven gestatten.
Ein Versuch, mit der Deslandresschen Formel zum Ziele zu
gelangen, ergab bei der probeweise mehrere Male für eine Serie
berechneten Kante immer sehr divergierende Werte, wenn ich von
anderen Banden ausging. Es zeigte sich wieder, daß die Des-
landressche Formel auch keine angenäherten Werte für die Kanten
zu berechnen gestattet, wenn die Genauigkeit der berechneten
Zahlen eine gewisse Fehlergrenze überschreitet. Ich habe daher
auf die Hoffnung verzichten müssen, aus einer Lagebestimmung der
Ober du Bandenspektren des Quecksilberchlorid, -bromid und -jodid. 383
Kanten weitere wünschenswerte Aufschlüsse über die Struktur der
verwandten Verbindungsspektren herleiten zu können.
Zum Schlüsse möchte ich die Resultate der vorliegenden Arbeit
folgendermaßen zusam menfassen :
1. Die Spektra der Verbindungen Quecksilberchlorid, -bromid
und -jodid sind anscheinend analog gebaute Bandenspektra.
2. Die Bandenkomplexe dieser Verbindungen rücken mit steigen-
dem Molekulargewichte nach kürzeren Wellen.
3. Das Deslandressche erste Gesetz ist für die Banden der
Haloidverbindungen des Quecksilbers ungenau, während
die Thielesche Annahme, daß die Abstände der aufein-
anderfolgenden Banden einer Serie nur bis zu einer be-
stimmten Grenze wachsen, um dann wieder abnehmend zu
den Kanten zu verlaufen, sich zu bestätigen scheint
Zum Schlüsse erledige ich mich gerne der angenehmen Pflicht,
meinem hochverehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. Kayser nochmals
für die Anregung zu dieser Arbeit und sein liebenswürdiges und
förderndes Interesse bei ihrer Ausfuhrung meinen ehrerbietigen
Dank auszusprechen.
Anmerkungen.
1) B. O. Peirce, Wied. Ann. 6. p. 597. 1879.
2) A. C. Jones, Wied. Ann. 62. p. 30. 1897.
3) H. Kayser, Handbuch der Spektroskopie Bd. I., Kap. V.
4) H. Kayser, Normalen aus dem Eisenspeklrum , Ann. d. Phys. Bd. III.
4. Folge.
5) H. A. Rowland, A premiliminary table of solarspektrum wawelengths.
Chicago 1896.
6) A. Mitscherl ich, Ober die Spektren der Verbindungen und der ein-
fachen Körper. Pogg. Ann. 121. p. 459—488. 1864.
7) Lecoq de Boisbaudran, Sur la Constitution des spektres lumineux.
C. R. 70. p. 974—977. 1890.
8) Eilhard Wiedemann, Festschrift für L. Boltzmann. Leipzig 1904.
p. 826—831.
(Eingegangen am 15. November 1906.)
Ztiuchr. f. wm. PhoC «.
Rösch.
Untersuchungen Ober die Struktur der Banden im Spektrum der
Effektkohlen sowie des Baryum-Fluorids.
Von Joseph Rösch.
Von Fabry erschien im Astrophysical Journal 21. 1905 eine
Arbeit über die Banden im Spektrum der Erdalkalimetalle. Kurze
Zeit vorher hatte ich auf Anregung von Herrn Prof. Kayser in
Bonn dasselbe Thema zu bearbeiten angefangen. Vorliegende Arbeit
ist im physikalischen Institut der Universität Bonn mit Hilfe eines
Rowlandschcn Konkavgitters von 6,5 m Krümmungsradius und
800 Linien pro Millimeter ausgeführt. Fabry untersucht die Banden
in einem Spektroskop von großer Dispersion und mißt sie ohne
Zuhilfenahme der Photographie direkt durch Beobachtung mit dem
Auge. Dies ist gegenüber meinen Messungen nach Photographien
ein Nachteil, wie ich denn auch durch Vergleichung gefunden habe,
daß seine Werte höchstens auf einige Zehntel einer A.E. genau
sind. Eine direkte Vergleichung seiner Werte mit den meintgen
ist aber deshalb nicht möglich, weil er seine Wellenlängen aufe
Vakuum reduziert hat, während ich diese Reduktion weggelassen
habe, weil sie auf das Resultat doch keinen wesentlichen Einfluß
ausübt Fabry prüft nun das Deslandressche Gesetz für die
Verteilung der Köpfe in einer Serie: N=A — B{m + Cf, wobei
er dasselbe modifiziert, indem er B in die Klammer bringt, also
schreibt: N = A — {B m + O*» eme Form, die ich ebenfalls ver-
wendet habe. Er „findet es bestätigt mit einer Genauigkeit, die
der der Messungen gleichkommt". Sein Zahlenmaterial bestätigt
dies auch, wenn man von einigen Zehnteln, um welche die berech-
neten Werte bald über, bald unter den gemessenen liegen, absieht.
Fabry gibt nun nicht an, in welcher Weise er die Konstanten der
Gleichung berechnet hat. Die Art und Weise der Berechnung ist
aber von großem Einfluß auf das Resultat. Wendet man bei. der
Berechnung der Konstanten der Deslandresschen Gleichung das
Verfahren an, welches ich gewählt habe, indem man drei Linien
zur Berechnung heranzieht, so wird die Formel ein Stück der Bande
ganz genau darstellen, gegen den Schluß werden sich Abweichungen
ergeben. Berechnet man dagegen die Konstanten unter Benutzung
sämtlicher Linien der Serie, so erhält man kein Stück der Bande
mehr ganz genau. Es verteilen sich jetzt die Abweichungen auf
Digitized by Google
Struktur der Banden im Speitrum der Effekikohlen usw. 385
die ganze Serie, aber in der Art, daß sie an einer Stelle verschwinden
und vor und hinter diesem Minimum entgegengesetzte Vorzeichen
besitzen, daß sich also in den Werten der Abweichungen ein Gang
zeigt, der beweist, daß die Deslandressche Gleichung nicht streng
gültig ist. Beide Methoden der Berechnung sind statthaft; ich
habe aber die erste gewählt, weil sie deutlicher entscheiden läßt,
ob und wie weit die Gleichung streng richtig ist. Auch bei den
aufs Vakuum reduzierten Fabryschen Serien zeigen sich dieselben
Abweichungen wie bei den meinigen, wenn man mit seinen eigenen
Werten die Konstanten der Gleichung und die Schwingungszahlen
der Serie berechnet. In folgender Tabelle stehen in den beiden
linken Spalten die Messungen und Berechnungen Fabrys für die
Serie A, vom Calcium. Die dritte Reihe habe ich berechnet mit Kon-
stanten, die ich aus den Werten Fabrys, und zwar aus der o., 5.
und 7. Linie (scharfen Köpfen) erhalten habe. Die Konstanten
haben die Werte: A = 20711,5; B = 0,34; C — 35,82.
Bildet man bei Fabrys Messungen die Differenzen der aufein-
anderfolgenden Werte einer Serie, so sieht man aus dem Verhalten
der zweiten Differenzen, die fast fortwährend ihr Vorzeichen wechseln,
während sie in Wirklichkeit konstant sein sollen, daß seine Messungen
jedenfalls nicht so genau sind wie die meinigen.
(Nach Fabry ist A = 20458,9; B — 0,37; C — 32,10.)
x
m
gemessen
berechnet
O
19428,5
428,5
428,5
l
403./
404,0
404,0
2
379.8
379.5
379,3
3
354.4
354,5
354,4
4 329,4
5 303.7
329.3
329.2
303,7
303,8
278,0
277,9
278,2
7
252,1
25«,9
252.3
8
225,6
198,6
225,4
226,2
9
198,9
199,9
10
172.0
I7i,9
«73,3
1 1
'44.5
H4.5
146,6
12
"7.5
117,1
'«9,5
'3
089,0
089,3
092,3
'4
060,4
060,3
064,8
'5
032,2
032,8
037,1
Ich gebe in der folgenden Tabelle die ersten und zweiten
Differenzen der Serie A, von Calcium. Links stehen die Differenzen
nach Fabry, rechts nach mir.
28«
Digitized by Google
3 86
Rösch.
24.8 - 0,7
24.1 + 0,8
24.9 - 0,2
24.7 + 1,3
26,0 — 0,8
25.2 + M
26.6 - 0,7
25.9 + 0,7
26,6 + o, 1
24,2 + 0,3
24,5 + 0,4
24,9 + 0,3
25,2 + 0,2
25.4 + o.5
25.9 + o.i
26.0 + 0,4
26 4 + 0.3
26.7 + 0,2
26,9 + 0,2
27.1 + 0,4
27.5 + o.3
27.8 + 0,2
28,0 + 0,4
28,4
26.7 + 1,2
27.9 - i,3
26,6 + 3,0
29.6 - i,8
27.8 - 0,1
27,7
Wäre das Deslandressche Gesetz richtig, so müßte es doch
demnach bei mir viel eher stimmen als bei Fabry; aber es ist
eben nicht gültig. Ferner sollen nach Fabry die Werte der Kon-
stanten C für entsprechende Serien von Calcium und Strontium gleich
sein, was nach seinen Werten in der Tat der Fall ist. Aber diese
Werte sind nicht sicher, wie sich ja soeben bei den Berechnungen
schon ein anderer Wert der Konstanten C für A, von Calcium
ergeben hat. Bei meinen Werten hat sich überhaupt keine Gleich-
heit gezeigt.
Nach diesen Vorbemerkungen kann ich jetzt auf meine Unter-
suchungen eingehen. Ich gebe zunächst eine Beschreibung der ge-
messenen Spektren. Die Banden dieser Spektren zerfallen in zwei
große Gruppen: solche, die nach rot, und solche, die nach violett
abschattiert sind. Es ist nun bei Calcium und Strontium so, daß
die mit A und B bezeichneten Serien nach rot, die anderen nach
violett abschattiert sind. Das glänzendste Spektrum liefert Calcium-
fluorid (gelbe Efifektkohle). Die Serien beginnen bei 5145 und
erstrecken sich bis ins Rot. Die erste Serie bei 5145 ist ziemlich
schwach. Sie setzt nicht mit dem hellsten Kopfe ein, sondern
erreicht ihre höchste Intensität erst bei dem 4. bis 5., um dann
allmählich wieder schwächer zu werden. Die Köpfe sind durchweg
ziemlich scharf. Die bei der Messung erreichte Genauigkeit beträgt
0,002 A.E. Es liegen zwei Serien aufeinander, von denen die zweite
etwas nach längeren Wellen gerückt ist, so daß die mit gleichen
Indizes in der Deslandresschen Gleichung versehenen Köpfe Paare
bilden. Der Abstand zwischen je zwei solchen Köpfen wird mit
zunehmender Wellenlänge kleiner. Solche miteinander in Beziehung
stehende Serien werden mit gleichen Buchstaben bezeichnet und
durch Indizes unterschieden, und zwar erhalten sie, wenn ihre
Struktur der Banden im Spektrum der Effektkohlen usw. 387
Glieder sich gleichweit verfolgen lassen und gleiche Intensität besitzen,
als Indizes Zahlen, wenn dies aber nicht der Fall ist, Striche. Die
eben besprochenen Serien sind also mit A 1 und A, zu bezeichnen.
Bei 5291 beginnt die starke grüne Calciumbande, die eklatanteste von
allen. Jede Spur von Calcium in der Kohle bringt sie hervor. Sie ist analog
der ersten gebaut und daher mit B, B 2 zu bezeichnen. Trotz der
gewaltigen Dispersion des benutzten Gitters gelang mir die Auf-
lösung nur teilweise, obwohl ich in der zweiten Ordnung photo-
graphieren konnte. Serien von Linien habe ich indessen nicht
herausfinden können, da an dieser Stelle bereits soviele Serien über-
einander fielen, daß es nicht mehr möglich war, ein einigermaßen
klares Bild zu erhalten. Bei allen anderen Banden war eine Auf-
lösung überhaupt nicht zu hoffen. Die Köpfe der Serien B. B s sind
im Anfang ziemlich scharf, werden aber bald sehr unscharf, ja ganz
unmeßbar. Bei 5445 beginnen zwei weitere Serien, die Fabry gar
nicht erwähnt, die aber doch stark hervortreten. Meßbar ist nur
die erste Kante, alles andere ist vollständig diffus. Im übrigen sind
die beiden Serien den vier vorhergehenden ganz analog gebaut. In
diesen drei Gruppen findet also ein Übergang von scharfen zu
diffusen Serien statt. Damit ist eine Gruppe von Banden erledigt.
Bei dieser Gruppe also sind die Serien nach Rot abschattiert Der
Abstand aufeinanderfolgender Linien, von der ersten angefangen,
nimmt fortwährend zu, während die Intensitäten abnehmen. Diese
Serien verhalten sich demnach genau so wie die Linien einer Bande.
Es folgen die Serien C, D und E, die nach Violett abschattiert
sind. Die Serie C besitzt eine von dem Baue der übrigen Serien
etwas abweichende Struktur. Während bei letzteren der Abstand
der Kanten voneinander groß ist und im ganzen Verlauf auch bleibt,
wodurch die Konstante C einen großen Wert erhält, ist der Abstand
der Kanten bei ersterer schon im Anfang klein und nimmt noch
immer weiter ab, fast bis zur Null. Infolgedessen ist die Konstante C
verhältnismäßig klein, weshalb bei dieser Serie die Deslandressche
Gleichung gültig ist. Leider kommt eine ähnlich gebaute Serie bei
allen drei Spektren nicht mehr vor, so daß es mir nicht möglich war,
weiter zu verfolgen, wie die Gültigkeit der Gleichung vom Werte C
abhängt. Die Serie D ist bei Fabry nicht vorhanden, obwohl sie
sehr scharf, wenn auch etwas lichtschwach ist. Die Serien E zeigen
zwar auch wie C die Eigenschaft, daß die Konstante C klein ist,
aber sie sind so kurz, daß sie für Untersuchungen auf Gültigkeit
unbrauchbar sind. Die weiter nach Rot liegenden Banden wirkten
Digitized by Google
388 Rösch.
nicht mehr auf die photographische Platte. Allein da sie so linien-
arm sind, daß sie doch für oder gegen die Gültigkeit eines Gesetzes
nichts mehr beweisen, so habe ich geglaubt, mir die Arbeit einer Sen-
sibilisierung ersparen zu können. Diese zuletzt betrachteten Banden
sind alle nach Violett abschattiert. Die Abstände der aufeinander-
folgenden Kanten nehmen mit wachsender Ordnungszahl ab, ebenso
die Intensitäten.
Das Spektrum von Strontiumfluorid weist gegenüber Calcium
große Ähnlichkeiten, aber auch gewisse Unterschiede auf. Beide
besitzen, wie ich mit Hilfe eines kleinen Rowlandschen Konkav-
gitters von i m Krümmungsradius feststellte, im Ultravioletten keine
Banden. Die Serien von Strontium beginnen bei der Wellenlänge
5629 und erstrecken sich ebenfalls bis ins Rot Diejenigen von
ihnen, die man mit solchen von Calcium vergleichen kann, werden
mit gleichen Buchstaben bezeichnet Die beiden ersten Serien
beginnen gleichzeitig. Ihre Lichtstärke ist größer als bei A, A 2
von Calcium. Auffallend ist ihre große Ausdehnung. Messen konnte
ich bei der ersten 29, bei der zweiten 30 Köpfe, während sie sich
mit dem Auge noch etwas weiter verfolgen lassen. Die Abstände
der mit gleichen Indizes versehenen Köpfe nehmen aber mit wachsen-
den Ordnungszahlen im Gegensatz zu A, A 2 von Calcium zu. Trotz-
dem habe ich kein Bedenken getragen, die Serien mit A 1 \ zu
bezeichnen. Anders aber liegt die Sache bei den nun folgenden
Serien. Wohl habe ich zu ihrer Bezeichnung den Buchstaben B
gewählt, weil sie doch in einer gewissen Beziehung zu B von Calcium
zu stehen scheinen. Allein da sie weder gleichzeitig einsetzen, noch
von gleicher Intensität sind, auch die eine sich ungefähr dreimal
soweit mit dem Auge verfolgen läßt als die andere, so sind sie mit
B B' zu bezeichnen. Streng genommen stellen sie ein Analogon
zu B l B 3 von Calcium nicht dar. Für die Serien C und D von
Calcium finden sich bei Strontium keine Analogien. Die Serien E
endlich sind bei Strontium etwas lichtschwach und auch weiter nach
Rot genickt, so daß ich auf der photographischen Platte keine Spur
erhielt. Sie haben indes wegen ihrer Kürze keine Bedeutung.
Baryumfluorid zeigt seine Banden wieder im Grünen. Sie
beginnen bei der Wellenlänge 4941 und enden bei 5142. Ich habe
sie nach ihrer Aufeinanderfolge, von kurzen Wellen angefangen, mit
den Buchstaben A, B usw. bezeichnet, ohne daß diese in irgend
welcher Beziehung zu den gleichbezeichneten bei den anderen
Fluoriden stehen sollen. Die Serien C C zeigen im Bau auffallende
389
Ähnlichkeiten mit ß B' von Strontium. Die Banden sind nach Rot
abschattiert, nach Rot hin nehmen aber auch die Abstände aufein-
anderfolgender Kanten ab, so daß die Konstante A der Gleichung
einen kleineren Wert erhalten muß als die Schwingungszahl der
ersten Kante ist. Daher nimmt die Deslandressche Gleichung
die Form an: N = A + {B m + Cj 1 . Damit sind die Haupteigen-
türolichkeiten dieser Bandenspektra erledigt. Mein gesamtes Zahlen-
material ist am Schlüsse dieser Arbeit veröffentlicht.
Ich möchte jetzt noch einmal kurz auf den Bau einer Bande
und ihren Vergleich mit einer Serie von Köpfen eingehen, um
gewisse Merkwürdigkeiten in der Struktur der letzteren zu erklären.
Wir erinnern uns, daß man eine Serie von Köpfen auffassen kann
als Rest einer Bande, von der der Kopf und eine gewisse Anzahl
von Linien ausgelöscht ist. A bedeutete in der Gleichung die
Schwingungszahl dieses verschwundenen Kopfes. Der Vergleich aber
fordert, daß in einer Serie von Köpfen die Abstände aufeinander-
folgender Kanten beständig wachsen, während die Intensitäten ab-
nehmen. Das ist nun der Fall bei den Serien A und B von Calcium
und Strontium. Betrachtet man die übrigen Serien, so findet man,
daß der Vergleich mit den Linien einer Bande zum mindesten sehr
schlecht, wenn nicht ganz widersinnig ist. Denn es ist keine Bande
bekannt, in der die Abstände aufeinanderfolgender Linien mit den
Intensitäten abnehmen. Dieser Widerspruch aber löst sich leicht,
wenn wir statt der Deslandresschen die Thielesche Auffassung
von der Struktur einer Bande anwenden. Ich kann auf letztere nur
kurz eingehen. Nach Thiele 1 ) erreicht der Abstand aufeinander-
folgender Linien einer Bande einmal ein Maximum, um dann all-
mählich wieder abzunehmen, so daß die Bande auch nach dieser
Seite hin in eine einzige Linie ausläuft. Diese bezeichnet Thiele
als „Schwanz" der Bande. Seine Theorie ist klar bestätigt worden
durch Messungen von Kayser und Runge an der Cyanbade 3883,
von King 8 ), dann im hiesigen Institut von J. Leinen 3 ) und nament-
lich von Jungbluth*). Wenden wir diese Auffassung auf die Serien
von Calcium und Strontium mit Ausnahme von A und B, und auf
Baryum an, so ergibt sich, daß bei diesen soviele vorhergehende
Linien ausgelöscht sind, daß das Maximum des Abstandes schon
überschritten ist und die Serie sich ihrem Ende nähert. In diesen
Fällen stellt also die Konstante A nicht die Schwingungszahl des Kopfes,
sondern des Schwanzes dar. Ich glaube, daß so das abweichende Ver-
halten der Serien von Köpfen seine einfachste Erklärung findet.
390 Rösch.
Ich habe dann noch verschiedene andere Fluoride untersucht,
weil ich bei ihnen allgemein Banden vermutete. Allein es zeigte
sich, daß für sie alle die Temperatur des Bogens zu hoch war,
während ste im Bunsenbrenner unveränderlich waren. Untersucht habe
ich die Fluoride von Natrium, Antimon-Ammonium, Titankalium und
Zirkonammonium, die Silikofluoride von Aluminium und Magnesium.
Konstanten der Deslandresschen Gleichung.
Calcium
1
. B
JL
A,
20396.9
o,39
3 «.03
A,
20435,8
0,38
3«,7«
20177,2
0,29
35,75
a
20237,2
0,28
36,67
c
17148,9
- 0,44
6,59
D
17302,4
- 0,27
17,06
E
16603,5
- 0,48
6,28
E'
«6554,9
- 0,56
5.37
E"
16538,2
- 0,41
7,01
Strontium
A
B
C
- — ~
A
A,
18404 4
0,23
25^2
A
20124,4
-• 0,22
10.57
A,
18572,7
0,2 (
28,45
B
20! 06,6
- 0,39
9.55
B
17693,2
0,22
19,20
C
19727,2
- 0,33
«7,42
B'
«7597,9
0,23
17,20
C
19748,9
- o,39
1 «5.75
D
«94«5,2
- 0,38
10,89
1
Calcium
Serie A, 0, 3,
A r
5-
Serie A, 0, 3,
N
5-
m
gemessen
berechnet
m
gemessen
berechnet
O
«9434.«
434,1
O
I9430.3
430,3
1
409.7
409./
I
406,1
406,1
2
385.1
385,1
2
381,6
38«.5
3
360,1
360,1
3
356,7
356.7
4
334,8
334.8
4
33L5
33 '.6
5
309,2
3°9»2
5
306,1
306,2
6
283,4
283.4
6
280,2
280,5
7
257,2
257,2
7
254.2
2 54.6
8
230,8
230,7
8
227,8
228,3
9
204,1
203,9
9
201,1
201,7
10
»77.1
«76,8
10
«74,2
174.9
1 1
«49,7
140,4
1 1
«47,1
147,8
12
122,1
121. 7
12
119,6
120,3
«3
094,3
093,7
«3
091,8
092,6
«4
066,2
065,4
«4
063,8
064,6
'5
038,0
036,8
«5
035.4
036.3
Struktur der Banden im Speitrum der Effektkohlen usw. 39 1
Calcium.
Serie Bj 0, 5,
7.
Serie B- 0, 5, 7.
N
N
m
gemessen
berechnet
m
gemessen
berechnet
0
18899,2
899,2
0
18892,6
892,6
I
878,2
878,4
l
871,8
871,9
2
857,2
857,4
2
851,0
851,2
3
836,1
836,2
3
830,2
830,2
4
814.9
814,9
4
809,3
809,2
5
793,4
793.4
5
787,9
787,9
6
771,8
771,7
6
766,6
766,5
7
749,9
749,9
7
744.9
745.0
8
728,3
727,9
8
723,1
723,3
9
. . . .
705,8
9
701,0
701,4
10
683,4
683,4
IO
678,7
679,4
11
660,4
660,9
II
656,3
657,2
12
637,5
638,3
12
6 33.«
634,8
'3
614,4
615.4
'3
6lO,0
612,4
«4
592,4
»4
■ ■ • •
589.7
U
567.3
569,2
Ii
563.6
566,9
544,o
545,9
540,0
543.9
17
519,3
522,4
17
5 »5,9
520,8
18
495.1
498,7
18
49L5
497.5
19
469.1
474,9
45o,8
19
• • * *
474.1
20
445.6
20
442,3
45o,5
Calcium.
m
Serie C 0, 5, 7
N
gemessen | berechnet
m
Serie E 0, 1,
N
gemessen
3
berechnet
O
I
2
3
4
5
6
7
8
9
IO
11
12
'3
«4
0
1
2
3
4
5
6
17105,5
III.3
116,5
121,4
"5,7
129,6
133.3
136.5
139.3
141,8
144,1
145,9
'47.4
148,6
149.4
Serie D 0, 2,
16979,9
989,7
999,o
17008,4
OI7.5
026,6
035.2
043,9
105,5
1 1 1,1
116,3
121,2
125,6
129,7
133.3
136,6
'39,5
142,0
144.2
'45.9
'47,2
148,2
148,8
4
979,9
989,5
999.o
008,3
OI7.5
026,6
035.5
044,2
0
1
4
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
5
6
7
16564,1
569.9
• * » •
580,1
584.7
Serie E' 0,1,
16526,1
531,8
536,7
54',3
545.5
Serie E" 0, 2,
16489,1
494,5
499.9
504.7
509,3
5 '3,4
5'7,2
520,5
564,1
569,9
575,2
580,1
584.5
3
526,1
531.8
536,9
54i,3
545.2
4
489.1
494,7
499,9
504.8
509.4
513.6
517,5
521,1
Digitized by Google
392
Rösch.
Strontium.
Serie A, 0, 5, 7
Serie A, 0, 5, 7
N
m
gemessen
berechnet
m
gemessen
berechnet
o
-
'7703.3
763.3
O
»7763,3
763,3
i
75 '«7
75'.°
1
751.4
75M
2
739»9
739,8
2
739,2
739,3
3
f 9 f n
7*7,9
727.9
3
726,9
"27,1
4
7' 5»°
715.9
4
7M.7
714,8
5
»AI «
7°3»7
fm fi
703,ö
5
702,4
702.5
6
An • 4
09 1 ,4
An. A
091,0
6
009.9
690,1
7
6?0 I
079,2
7
°77*4
677,5
8
666 8
AAA R
000,0
8
aa* »
064,0
AAj <->
9
ü 54«3
654,2
9
652,1
652,2
10
041.7
A< T A
04 1,0
10
639,3
639,4
1 1
029,0
020,0
1 1
626,5
626,6
12
4 1 1 & 9
A t A
u 1 o,u
12
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»3
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000,0
»4
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5 Ö 9.9
14
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587.6
587,4
*5
577»o
570,7
»5
574,4
574,2
16
504,0
503,4
16
561, 1
560,9
J>3*»4
c crt 1
55 0 » 1
17
547,0
347.5
10
538 f o
53 6 ,6
18
534,4
534,o
»9
525,2
523.o
19
520,9
520,4
20
c r 1 6
509.2
20
507,2
5o6,7
21
498,9
495,4
21
493,9
493,o
22
484,9
481,5
22
480,2
479,1
21
47«, 1
4°7,5
2 1
z 3
466,6
465,2
457,9
453-3
2A
452,9
451,2
444,i
439,1
2C
439,i
437,1
26
430,5
424,8
26
425, 1
422,9
27
416,7
4» 0,3
• • • -
408,6
28
403.0
395,8
28
397,4
394,2
20
383,3
379,7
Serie B 0, 1,
2
Serie B' 0, 5,
7
0
» 73 2 4.0
324.6
O
17302,1
302,1
I
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J »"»»
I
294,0
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2
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3°7»5
307.5
2
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•
3
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277,9
4
269,5
209,0
5
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201,2
6
252,7
252,7
7
244,1
244,1
8
2 35>5
235,4
9
„f. A
220,0
10
• • • •
217,7
1 1
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12
200,2
199,5
13
191,1
190,3
M
181,7
l8l,0
«5
«72,7
171.5
16
163,1
162,0
17
153,9
152.3
18
144,0
M2,6
19
134,6
»32,7
20
124,9
122,7
Digitized by Google
Struktur der Banden im Spektrum der Effektkohlen usw. 393
Baryum.
Serie A 0,1,
N
2
Serie B 0, 1,
2
A r
m
gemessen
berechnet
m
berechnet
0
20236,1
236,1
O
20197,8
197.8
I
2 3'.5
231,5
i
190,5
190,5
2
227,0
227,0
2
183,5
183.5
■j
J
222,6
222,6
1
j
176,8
A
t
218.O
218 2
A
H
1 70. d.
5
215,8
214,0
5
164,4
164,3
Serie C 0,1,
6
158,7
158,5
2
7
153.3
153,1
0
1
2
20030,6
019,2
008,0
030,6
OI9,2
008,0
9
10
148.3
'43.7
139.3
147,9
143,0
I 3 Ö «5
3
4
19996,9
986,6
997,1
986,4
1 1
12
I 3 , »4
IIA *•
130,3
5
976,3
975,8
6
966,5
965.5
Serie C o, 5, 7
/
0
19996,9
996,9
0
19533.7
533,7
1 984,4
2 972,7
984,8
1
525.5
525,6
973.o
2
517.8
517,8
3
961,3
961,4
3
510.3
510,2
4
951. 1
950,2
4
502,7
502.9
3
939.4
939.3
5
496,0
496,0
6
928,7
928,7
6
489,3
489,3
7
918,6
918,4
7
483,0
482,9
8
908,4
908,4
8
...
476.8
9
898,8
898,7
9
471,3
. 47t,o
10
889,3
889,3
10
465,9
465.4
1 1
880,0
880,2
11
460,9
460,2
12
871,1
87',4
12
• • • •
455.2
450.6
13
862,4
862,9
«3
451,8
«4
854.1
854,7
»4
448,0
446,2
15
846,0
846,9
'5
445,0
442,1
16
•
838,2
839.3
17
830,3
832,0
825,1
18
823,0
19
815,8
818,4
20
808,8
801,9
812,1
806,0
21
22
795,6
789,3
800,3
23
794.8
24
783.3
789,7
25
777,6
784,9
2h
772.5
780,3
Literatur.
1) Thiele: On the law of spectral series. Astroph. Journ. 6.
2) King: Some new peculiarities in the strueture of the eyanogen bands.
3) J. Leinen: Die Theorie Thieles über die Struktur der Banden geprüft
an der 3. Kohlebande. Inaug.-Diss. Bonn 1905.
4) Jungbluth: Ober Gesetzmäßigkeiten und Eigentümlichkeiten in der
Struktur der 3. Cyanbandengruppe. Inaug.-Diss. Bonn 1904.
(Eingegangen am 21. November 1906.)
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394
Staebie.
Über eine genäherte Bestimmung der Brennweite aus den focalen
Schnittweiten und aus der auf Luft reduzierten Länge des Systems.
Von F. Staebie.
Ein System von ^-Rotationsflächen (z. B. Kugelschalen) sei auf
einer gemeinsamen Achse zentriert. Es werden dadurch k — i
Medien mit den Brechungsexponenten n x «j ... und den Achsen-
dicken d 1 d i ...d k -, gegeneinander abgegrenzt, während die Indizes
des dem ganzen System vorangehenden und des demselben fol-
genden Mediums n o bezw. » k seien.
Von dem unendlich fernen Punkt der optischen Achse aus-
gehend, treffe ein Bündel von Paraxialstrahlen auf die erste Fläche
und durchsetze der Reihe nach die Medien tu i n t ...n v Dann ist,
wenn s ( die im Medium «, verlaufende, vom Scheitel der i-ten
Fläche aus in der Richtung des einfallenden Lichtes gemessene
Schnittweite vorstellt, die Brennweite /• nach der *-ten Brechung
gegeben durch
f ■ _ s l • s i [ ■ J l • • • • s * - ' ^ ^ .
' (*1 - ^l) (-ff - ^ ( S S - 4») ('«-* ~ ' ' '
hieraus ergibt sich die Rekursionsformel
und
Wendet man diese Gleichung sukzessive auf die einzelnen
Brechungen an, so findet man:
w. (*-*)-/.
und schließlich s k = f k |i - ^ Aj . (I)
Nun denken wir uns in ähnlicher Weise ein paraxiales Bündel
von der entgegengesetzten Seite der optischen Achse aus dem Un-
endlichen kommend auf die i'-tc Fläche des Systems treffen und
Bestimmung der Brennweite aus den focalen Schrittweiten usiv. 395
dasselbe durchsetzen. Die zu den Medien * k _ a n o ge-
hörenden Schnittweiten seien 5 k _,, .... .S" 0 , die entsprechenden
Brennweiten /'*_,, F k _ 3 F 0 . Dann erhält man wie oben
s.-f. 1 - >-5r • (Ii)
Es ergeben sich somit die von den Grenzflächen nach dem
Innern des Systems gemessenen Hauptpunktdistanzen
imk-t
f=k-i i= 1
<=fc-i
(Iii)
Bei diesen Formeln sind die Anteile getrennt, welche die einzelnen
Flächen zur Bildung der Hauptpunktdistanzen beitragen.
Im folgenden sei der Einfachheit halber das System als in Luft
befindlich angenommen, mithin wird n o = n k = 1 und f k = F =f.
wobei f die Brennweite des in Luft befindlichen Systems vorstellt
Dann erhält man durch Addition der Gleichungen (I) und (II)
(IV)
Hat man aber zwei auf einer optischen Achse zentrierte Teil-
systeme, welche mit den Außenflächen an Luft grenzen und mit
den einander zugewendeten Flächen ein Medium mit dem Brechungs-
exponenten n i und der Dicke d i einschließen und gegen dieses die
Brennweiten f t und F, bilden, so ergibt sich die Brennweite / des
in Luft befindlichen Gesamtsystems streng aus
Dabei stellt d\ die gegenseitige Entfernung der beiden inneren,
zu den Brennweiten f { und F t gehörigen Hauptpunkte vor; mit
sinngemäßer Anwendung der Gleichungen (III) ergibt sich
r = i — 1 r = i + i
v — k - 1
Digitized by Google
396 Staebtt.
Hierdurch geht Gleichung (IV) über in
(i = k — i <=t- I |*t-i|isi- 1 i = k — i r = k — 1 \
tai isi jsi r = l i°l » = i+l /
Handelt es sich um die Anwendung der abgeleiteten Beziehung
auf photographische Objektive, so sind die unter den Summenzeichen
stehenden Quotienten bezw. ~- fast stets so klein, daß gegen
sie ihre Produkte verschwinden. Dann ergibt sich aus
die einfache Beziehung
/. + * + ; . (VU )
Nennt man die auftretende Summe die „auf Luft reduzierte
Länge des Systems", so läßt sich die Näherungsformel in den
Worten aussprechen:
Die Brennweite ist genähert gleich dem arithmetischen Mittel
der focalen Schnittweiten vermehrt um die halbe auf Luft reduzierte
Länge des Systems.
Man wird innerhalb der durch die Fehler beim Messen der
focalen Schnittweiten s k und S 0 bedingten Genauigkeitsgrenze bleiben,
wenn man die Brechungsexponenten n x =n t ... = « k _, = 1,5 setzt;
die Summe der Luftdicken sei Dl, die Summe der Glasdicken D u
(so daß also D L + D 0 = 2d f ).
Unter dieser Voraussetzung ergibt sich
/= 'A±A + ^ + °°, (VIII)
d. h. man erhält näherungsweise die Brennweite eines ( photogra-
phischen) Systems \ wenn man zum arithmetischen Mittel der focalen
Schnittweiten die Hälfte der Summe der Luftdicken und ein Drittel
der Summe der Glasdicken addiert.
Im Falle einer unverkitteten Einzellinse ist eine strenge Ab-
leitung der Brennweite möglich. Man hat dann nach (I) und (II)
w(-£)
w(-£)
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Bestimmung der Brennweite aus den focalen Schnittweiten usw. 397
Hieraus ergibt sich durch Multiplikation
,, w .( I _^ + ..__*_)),
und durch Anwendung von Gleichung (V)
also s t S a =f[f- (IX)
woraus durch Auflösen der quadratischen Gleichung für / die Brenn-
weite ohne jede Vernachlässigung gefunden wird; es ergibt sich
nämlich
von dieser strengen Formel kann man wieder auf den früheren ge-
näherten Ausdruck zurückgelangen. Unter der Wurzel verschwindet
der zweite Summand gegen den ersten, und schließlich kann ohne
großen Fehler statt des geometrischen Mittels der focalen Schnitt-
weiten das arithmetische gesetzt werden, da s 9 und S 0 nahe bei-
einander liegende Größen sind.
Für die Genauigkeit der angegebenen Näherungsformel können
nach Gleichung (VI) zwei Umstände schädlich sein. Bei den ver-
nachlässigten Summen können nämlich große Zähler oder kleine
Nenner auftreten. Das erstere wird der Fall sein bei Objektiven,
deren Hälften durch einen großen Luftabstand getrennt sind; das
zweite wird im allgemeinen nur bei dialytischen Systemen vor-
kommen, bei welchen durch den großen Indexunterschied an einer
Glasluftfläche eine Partialbrennweite / bezw. F { leicht einen kleinen
Wert annehmen kann.
Im folgenden wurde Formel (VIII) auf mehrere praktische Fälle
angewendet. Dabei werden die focalen Schnittweiten, um keine
Ungenauigkeit durch Meßfehler in das Resultat zu bringen, nicht
gemessen, sondern logarithmisch gerechnet. Die genaue Brennweite
ist jeweils in Klammern neben der Benennung des Objektivtypus
angegeben; die aus Näherungsformel (VIII) bestimmte findet sich
am Schlüsse eines jeden Beispiels. Die Fehler sind in Prozenten
der genauen Brennweite ausgedrückt.
StaebU.
Meniskus (/ = 200,0)
R,= — 23,618 ,
s = 208,538
S = 189,868
hieraus / = 200,203 (Fehler 0,1 °/ 0 )
Aplanat-Hälfte (/= 424,71)
x\ = + 2^9 ^ = 2,4 Ll " D * I,6l6 7°
/?* = + 6 3 ',6 4 = 7,5 «0 = 1,57990
- 395,04
S = 449,94
hieraus 7 = 425,79 (Fehler 0,2%)
„Lumar"-Hälfte (/= 302,550)
/?, = + 51,253 ,
* - + 19836 5 = 7 ' 6 ; a»o-= i,6uoi
+ 62,,6 5 ^ = °' 5 f ,
*!-+ 34,895^ = 9,28 ^ Ä/>= 1,65147
j = 251,994
s = 350,508
hieraus /= 307,161 (Fehler 1,5%)
Linear- Anastigmat" nach D.R.P. 1 18466 (/ = 188,300)
K = + 52,166 , _ _ ,
R = - 44 137 ^ = 8,0 L > " D = 1,6,00
= oo <*2= i,4 V/> = 1,5137
* 5 = + 59,806 ^-W*
und symmetrisch.
j = S=» 174,416
hieraus /= 186,816 (Fehler 0,8%)
Bestimmung der Brennweite aus den focalen Schnittweiten usw. 399
„Euryplan" nach D.R.P. 135742 (/= 248,594)
R. = + 52,8 ,
/?'- + cV» = 2 ' 8 ^«x,- 1,5561
+ 35,5 d
6 d h = 15,2
und symmetrisch.
s = S =» 227,100
hieraus/« 245,900 (Fehler 1,1%)
Projektions-Objektiv nach Petzval-Typus (/ = 149,035;
i? = + 78,12 . .
# s - + 342,74 d _ y
/? 4 = + 141,62 j»
^6" + 56,15 V =
-212,0 4 ' 5 ^^=^52755
J = 107,720
5 = 1 12,095
hieraus /= 141,508 (Fehler 5%).
Wie man aus den Resultaten ersieht, liefert die Näherungsformel
bei einfachen und zusammengesetzten Einzelgliedern einen recht
brauchbaren Wert, während bei Doppelobjektiven der Fehler einen
größeren Betrag annehmen kann. Die angegebene Methode wird also
zur raschen genäherten Bestimmung der Brennweite einer Objektiv-
hälfte nicht nur dem Amateur, sondern auch dem Fachmann sehr
zweckdienlich sein, da sie gegenüber anderen Messungsarten ganz
unabhängig ist von etwa auftretender Verzeichnung und nur den
kürzesten Kameraauszug beansprucht. Aus dem letzten Grunde wird
sie von dem Amateur auch bei Doppelobjektiven vorteilhaft " an-
gewendet werden können; dabei bleibt es schließlich belanglos, wenn
derselbe bei einem dialytischen System die kleinen Luftzwischen-
räume nicht festzustellen vermag, sondern ohne Rücksicht auf diese
die Gesamtlänge einer Objektivhälfte als „Glasdicke" in die Formel
einsetzt.
(Eingegangen am 20. November 1906.)
Zeit*chr. f. wis». Phot. 4. 29
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400
Referate.
Referate.
KUcherbe>preehMB*en.
Max Wolf. Stereoskopbilder vom Sternhimmel. I.Serie. Leipzig,
J. A. Barth, 1906. M. 5,—.
Als vor einigen Jahren die Firma Zeiß in Jena die von Wolf
hergestellte stereoskopische Aufnahme des Saturns mit zweien seiner
Monde Interessenten zur Verfügung stellte, regte sich wohl bei jeder-
mann der Wunsch, daß der hochverdiente Heidelberger Astronom uns
durch die Herausgabe weiterer stereoskopischer Himmelsaufnahmen er-
freuen und damit den Unterricht durch ein äußerst wertvolles Hilfsmittel
bereichern möge. Das ist nun in der Tat geschehen, und mit be-
wunderndem Staunen sehen wir in der vorliegenden Serie zwölf Re-
produktionen Wolfscher Aufnahmen, die wohl auch die kühnsten Er-
wartungen weit übertreffen. Die Gegenstände der Tafeln sind: 1. Ein
veränderlicher Stern (R. Coronae). 2. Ein Planet mit Monden (Saturn).
3. Ein Planetoid (Svea). 4. Eine Sternschnuppe (Himmelsgegend:
Andromeda). 5., 6., 7. Der Komet Perrine {Komet b des Jahres 1902).
8. Eigenbewegung der Fixsterne (Stern: Weiße I 5 h 592 im Orion).
9. Der Andromedanebel. 10. Der Orionnebel. 11. Mondlandschaft
Apenninenalpen. 12. Mondlandschaft Albategnius. Für jede der Tafeln
hat der Verf. eine kurze Erläuterung auf besonderem Bogen beigefügt.
Die Teilbilder eines stereoskopischen Paares sind Aufnahmen von
verschiedenen Tagen bzw. aus verschiedenen Jahren; nur in seltenen
Fällen finden sich unter den zahlreichen vorhandenen Photographien
passende Paare. Wenn auch, wie der Verf. sagt, bei der Reproduktion
manche Feinheit verloren geht und besonders die Reinheit leidet, so
kann man über die vorliegenden Bilder nur das anerkennendste Urteil
fällen; es ist keins darunter, das man nicht mit größter Befriedigung
aus der Hand legt
Wir sind überzeugt, daß der Verf. sich durch die Herausgabe
dieser Sammlung den aufrichtigsten Dank nicht nur im Kreise seiner
Fachgenossen, sondern auch bei allen denen, die einen offenen Sinn
für die erhabenen Wunder des Sternhimmels besitzen, erworben hat.
Mögen der ersten Serie recht bald weitere folgen! K. Schaum.
E. Sedlaczek. Die Tonungsverfahren von Entwicklungs-
papieren. 159 S. Halle a. S., W. Knapp, 1906. (Heft 54 der
Encykl. d. Phot.) M. 4,—.
Verf. hat die zahlreichen, in unserer umfangreichen photographischen
Literatur zerstreuten Vorschriften für die Tonung von Entwicklungs-
papieren zusammengestellt und einer kritischen Sichtung unterzogen.
Die Ferrocyanidtonungen beanspruchen naturgemäß den weitaus größten
Teil des Buches; daneben finden auch weniger wichtige Verfahren, wie
z. B. die Schwefeltonung, die Verwendung von Quecksilbersalzen u. a.
sachgemäße Besprechungen. K. Schaum.
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
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Zeirtdtriff für witlenfchaHHche Photographie,
Phofophylik und Photochemie
IV. Band. 1906. Heft 12.
Die Bandenspektra der Kupferhaloide.
Gesetzmäßigkeiten bei Verbindungsspektren.
Von Rudolf Derichsweiler.
Mit 1 Figur.
Einleitung.
Bis an das Ende der fünfziger Jahre des vorigen Jahrhunderts
nahmen die Forscher auf spektralanalytischem Gebiete an, daß die
Zusammensetzung der in der Flamme oder im Bogen verdampften
Salze nur insofern für die Art des erzeugten Spektrums von Belang
sei, als Salze mit gleichem Metall gleiche, Salze mit verschiedenen
Metallen verschiedene Spektra gäben. Erst Mitscherlich 1 ) legte
(1862) experimentell die Unrichtigkeit dieser Ansicht dar. Es gelang
ihm, einer ganzen Reihe von Verbindungen charakteristische Spektren
zuzuweisen, die von den Spektren der den Verbindungen zugrunde
liegenden Metalle durchaus vorschieden waren. Die Untersuchungen
von Diakon, Lockyer*) u. a. m. stellten endgültig außer Zweifel,
daß Verbindungen, sofern sie nicht wegen der hohen Temperatur
der Flamme oder des Bogens zerfallen, eigene Spektra haben, und
zwar sind es ausschließlich Bandenspektra. Schon Mitscherlich,
dann aber auch Lecoq, Troost und Hautefeuille, Ditte 3 ) u. a. m.
machten allgemeine Bemerkungen über Beziehungen zwischen solchen
Bandenspektren, z. B. über die Verschiebung des Lichtmaximums
nach Rot oder Violett. Als dann die Arbeiten von Deslandres 4 )
die Frage nach Gesetzmäßigkeiten bei Spektren in Fluß brachten,
hätte man glauben sollen, daß sich das Interesse in dieser Frage
schließlich auch auf die Verbindungsspektra erstreckt hätte. Doch
die Versuche zur Lösung dieser Frage sind bis heute trotz der
Wichtigkeit derselben sehr gering. Zu erwähnen sind hier nur die
Arbeiten von Olmsted 8 ), welcher die Haloide der Erdalkalien in
den Kreis seiner Untersuchung zieht mit Ausnahme der Fluoride.
Diese letzteren behandeln dann Fabry 0 ) und neuerdings Rösch 7 ).
Auf die Arbeiten von Olmsted und Rösch werde ich noch zurück-
kommen. Eine ausführliche kritische Besprechung aller in Betracht
Zciuchr. f. wiM. Phot. 4 30
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402
Derichsweiler.
kommender älterer Arbeiten (bis 1902) findet sich in Kaysers 9 )
Handbuch.
Wie wenig fruchtbringend auch bis jetzt auf diesem Gebiete
gearbeitet worden ist, so wäre es doch theoretisch von höchster
Bedeutung, eine gesetzmäßige Beziehung zwischen Verbindungs-
banden festzulegen. Wir könnten so einen Einblick in das Wesen,
die Kräfte und Bewegungen der Molekel und Atome oder ihrer
Ladungen gewinnen. Die Konstanten der Gleichung, durch die
sich das Gesetz ausdrücken würde, hängen von der Masse der
Molekel und ihrer Kräfte ab, sind also für jede Verbindung
charakteristisch. Bei Gruppen nahe verwandter Verbindungen, wie
sie die Chemie uns kennen lehrt, müssen die Konstanten in einem
Zusammenhang stehen. Ihn aufzudecken und zu erklären wird ein
Mittel zur Erforschung der Materie, des Molekels, bilden.
Auf den Vorschlag von Herrn Prof. Kayser habe ich eine
Untersuchung in dieser Richtung vorgenommen, ausgehend von den
Bandenspektren der Kupferhaloide.
Apparate und Methoden.
Zur Darstellung der Spektren diente ein kleines Konkavgitter
von Rowland mit 16000 Linien pro inch und 1 mm Krümmungs-
radius. Das Spektrum erster Ordnung wurde photographiert vom
Gelb bis ins Ultraviolette. Es fehlen also die Bänder, die von den
D-Linien nach den langen Wellen hin liegen. Eis wurden dicke
steife Films von Schleussners orthochromatischer Emulsion benutzt,
entwickelt wurde mit Glycin und mit unterschwefligsaurem Natron
fixiert. Verflüchtigt wurden die Salze in der Sauerstoff-Leuchtgas-
flamme. Das Bild der Flamme wurde durch eine Quarzlinse auf
den Spalt konzentriert. Bald nach den ersten Aufnahmen zeigte
es sich, daß beim Bromid und zumal beim Jodür in der heißen
Flamme zum größten Teil Dissoziation eintritt, bei ersterem die
Verbindungsbanden nur ganz schwach, bei letzterem gar nicht
erschienen, sondern das reine Kupferspektrum an ihrer Stelle auf-
trat. Um dieses zu vermeiden, wurde dem Kupferbromid ein gleicher
Teil Ammoniumbromid, dem Jodür auf 25 g ungefähr 100 g Ammo-
niumjodid beigemischt. Gänzlich ließ sich das Kupferspektrum nicht
zurückdrängen. Als Vergleichsspektrum wurde das des Eisenbogens,
nachdem der Spalt halb abgeblendet war, auf den bez. Film mit-
photographiert. Die Films zeigen eine Dispersion von 16,8 A. für
1 mm. Die Bandenköpfe wurden gemessen auf einer Teilmaschine,
Digitized by
Die Bandenspektra der Kupferhaloide.
403
dieinKaysers „Handbuch der Spektroskopie 4 * ausfuhrlich beschrieben
und abgebildet ist. Die Eisen normalen wurden bis X = 4500 AE.
der Liste von Kayser, von A = 4500 AE. nach längeren Wellen-
langen hin dem „Sonnenatlas" von Rowland entnommen. Die
Bandenköpfe wurden in ihrer großen Mehrzahl bis auf 1 AE. genau
bestimmt, einige ganz scharfe und starke Köpfe konnte ich bis
auf 0,1 AE. genau festlegen. Die Angabe bis auf 1 AE. genügt
jedoch, wie es sich zeigte, um Gesetzmäßigkeiten aufzufinden.
Bemerkungen.
Die benutzten Aufnahmen enthalten außer den bezügl. Verbin-
dungsbanden die Bänder der Leuchtgassauerstofmamme, nämlich
den Kopf der H t O- Bande bei X = 3064 und Kopf einer eben-
solchen Bande bei 281 1; ferner war auf allen das Kupferspektrum
aufgelagert. Es erscheinen die beiden umgekehrten Cu- Linien bei
X «= 3247 und X = 3274, dann die Linien bei X = 5106, X = 5700
und ^=5782, dann der kontinuierliche Grund von etwa 5200
bis 5800, zuletzt noch die Kupferbanden bei 3777, 4005, 4279,
4649 und 4689. Als Verunreinigungen waren die Linien des
Natriums und Linien des Bleies vorhanden.
Als Salze kamen Kupferchlorid, -bromid und -jodür zur Ver-
wendung mit den oben erwähnten Beimengungen der betreffenden
Ammoniumsalze. Auch Kupferchlorür und Ammoniumchlorid kam
zur Aufnahme, wobei dieselben Banden erschienen wie bei Gebrauch
des Chlorids, woraus geschlossen wurde, daß die später erhaltenen
Banden vom Kupferchlorür, Kupferbromür und Kupferjodür her-
rühren. Die mehrgesättigten Verbindungen spalten eben in der
heißen Flamme Halogen ab und gehen in die weniger gesättigten
über. Eine vollständige Dissoziation in die Elemente wurde ver-
hindert, wie oben beschrieben.
Hauptteil.
Nach 2— 3 stündiger Exposition erschienen die Banden deutlich
genug. Schon bei bloßem Anblicke verrieten sie ihre ähnliche
Struktur; namentlich bei den Spektren des Chlorürs und Bromürs
war dies leicht ersichtlich. (Siehe Figur auf nächster Seite.)
Im vorstehenden habe ich nur die sofort ins Auge fallenden
Bandenköpfe eingetragen. Rechts und links von ungefähr 4400
30*
404
DtrüAsu'eiler.
heben sich 5 scharfe Doppelbanden beim Chlorür, 4 solcher Paare
beim Bromür ab, während beim Jodür die gleiche Strecke nur mit
einfachen Banden ausgefüllt ist. Beim Bromür sind die Paare enger
zusammengedrängt. Die Anordnung der Banden läßt vermuten,
daß bei den beiden ersten Verbindungen zwei Serien über das
Spektrum derart verlaufen, daß jeder Serie je eine Bande eines
Paares zugeordnet ist. Diese Vermutung bestätigt die spätere
genauere Prüfung durch Messung. Beim Kupferjodür könnte man
annehmen, daß die beiden Serien in eine zusammenfallen. Hinter
4600 nach den langen Wellenlängen hin kommt bei allen drei
Spektren ein Raum, wo die Banden nur sehr schwache Intensitäten
besitzen und bei der rohen Prüfung zur Vergleichung nicht benutzt
werden können. Dann treten gegen 5000 hin, wieder jedesmal
CuCl
55
(uBr
CuJ
Mf
4 starke Banden auf, die sich zu entsprechen scheinen. Sämtliche
Banden sind nach Rot abschattiert bei allen drei Körpern. Von
einer Verschiebung der Spektra mit zunehmendem Atomgewicht
der Verbindung kann man schwerlich sprechen. Ebenso ist eine
irgendwie gesetzmäßige Verschiebung der Intensität nicht zu ersehen.
Aus dieser oberflächlichen Musterung gewinnen wir also nur
das Ergebnis, daß die chemisch nahe verwandten Kupferhaloide
ähnlichen Bau und analoge Anlage in ihren Spektren zeigen, indem
ihre entsprechenden Banden an ungefähr gleichen Stellen des Spek-
trums in nahezu gleicher Intensitätsverteilung in ähnlicher Anord-
nung auftreten.
Um nun zur eingehenderen Untersuchung fortzuschreiten, gebe ich
in folgenden Tabellen die Bandenköpfe in Wellenlängen (Ä = Wellen-
längen in Angström-Einheiten) und Schwingungszahlen (« = -j- . 10 7
gleich Zahl der Schwingungen, welche das Licht emittierende Teil-
chen macht, während das Licht sich um 1 mm fortpflanzt) nebst
den ersten Differenzen.
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Di*. Bandenspektra der Kupferhaloide.
405
Tabelle I: CuCl.
1. Serie
2. Serie
I. Serie
2. Serie
*
I. Diff.
l
1 Diff
M
1 Diff
ff
1 Diff
Beschreibung
4122
66
2.1 26
schw., unscb.
4l88
38
st., unscb.
7 1
42 l6
4(1
4«j
2172
sw., unscb.
42 CO
64
21d8
16
st., scn., sm, u.
TA
74
a n
4 U
*i3°
1
st, sch., br. B.
J5J? O
4J.J.J»"
74
2108
40
s. st., s. sch., sro. B.
79
41 C 1 Q
4 1
4 1
2296
s. sL, s. sch., br. B.
a a 1 2
441z
80
A T
st., sch., sm. B.
81
Ol
AA 1A
4434
A I
4 1
22 e c
st, sch., br. B.
4493
88
222ri
A « A \J
A A
44
st., unsch., sm. B.
87
4C22(?)
"TO
22 1 1
st., unsch., br. B.
4580
90
2183
43
st., unscb., sm. B.
83
4 6l2(?)
38
2168
s. sw., unsch.
4663 (?)
92
2145
42
s sw. unsch
94
4704 (?)
43
2126
sw., unscb.
4757
83
2102
37
s. sw., unsch.
90
4787
39
2089
s. sw., unsch.
4847
96
2063
4i
sw., sch., br. B.
99
4883
4i
2048
1
sw., s. sch., br. B.
4946
IOO
2022
41
sw., sch. br. B.
101
4983
4i
2007
sw. sch. br. B.
5047
104
I981
sw„ unsch.
5087
I966
s. sw. unsch.
Mittel 1 f
Mittel 1
d. Diff. / 4 1
d. Diff.} 41
Tabelle 2: CuBr.
1. Serie
2. Serie
I. Serie
2. Serie
Beschreibung
J_
i.Diff. i
i.Diff.
«
i.Diff.
i.Diff.
4109
49
49
56
2434
29
28
31
sw., sch.
4158
2405
sw., sch.
st., sch.
4207
2377
■
4263 (?)
1
2346
sw., sch., sm. B.
57
4283
31
2335
st., sch., br. B.
4320
58
2315
3'
st., sch., sm. B.
s. st., sch., br. B.
59
434«,3
3«
2304
4379
59
2284
3«
st., sch., sm. B.
4400,0
32
2273
s. st., sch., br. B.
4440
62
2252
32
st unsch.
70
4462 (?)
35
2241
sw., unsch.
45io(?)
68
349
2217
33
'34 =
4X33.5
32
162 =
schw., s. unsch.
4578
2184
5X32,4
sw., unsch.
301
4811
1
079
st. sch. br. B.
4879
76
2050
st. sch. br. B.
4955
2018
st. sch. br. B.
5034
79
87
1986
32
33
st., etw. unsch. br. B.
5121
1953
sw. unsch.
Mittel 1 „
Mittel 1
d.Diff.p2
d. Diff. ) 32
4o6 DerichsweiUr.
Tabelle 3 : CuJ.
1. Serie
2. Serie
1. Serie
2. Serie
Beschreibung
X
i.Diff.
1
i.Diff.
n
i.Diff.
n
i.Diff.
<
4126
4169
4214
4261
4309
435»
4462 (?)
4523
4575
463»
4686
5072
SM«
5210
43
45
47
48
49
5»
i z
61
52
56
55
386
69
69
4710
4769
4 826(?)
4883
5019
59
57
57
136
2424
2399
2373
2347
2321
2295
2268
2241
221 1
2186
2'59
1 2134
1972
1945
| 1919
25
26
26
26
26
27
27
30
25
27
25
162 =
6x27
27
26
2123
2097
2072
2048
1992
26
25
24
56-
2 x 28
sw. sch.
sw. unsch.
etw. schw., sch.
etw. schw., sch.
sw. unsch.
sw., sch.
st., sch.
st., unsch.
st., unsch.
st., unsch.
sw., sch.
sw., unsch.
sw., unsch.
sw., unsch.
sw., unsch.
sw., unsch.
etw. sw., sch.
st., sch.
sU, sch.
st., sch.
1 Mittel i „.
|d.Diff.) 2 '
Das dritte Gesetz von Deslandres 4 ) besagt, daß die Kanten der
Banden eines Bandenspektrums sich zu Serien zusammenfassen lassen,
welche arithmetische Reihen bilden. Die verschiedenen Serien sind
einander nahezu gleich.
Bei den Spektren des Chlorürs und Bromürs findet sich dies
vollauf bestätigt; das Spektrum des Jodürs läßt sich auch in zwei
Serien zusammenfassen, welche aber getrennt liegen. Ich habe die
Tabellen so angeordnet, daß die Sonderung in Serien sofort ersicht-
lich ist. Wir haben bei allen dreien je zwei Serien, die ungefähr
identisch sind und hier die Eigentümlichkeit besitzen, daß die zweiten
Differenzen gleich Null sind, also schon die ersten Differenzen kon-
stante Werte zeigen. Es bezieht sich dies, um es noch nachzuholen,
auf Schwingungszahlen, für die auch nur das Gesetz von Deslandres
aufgestellt ist. Allerdings zeigen die Werte, die in der Mitte einer
jeden Tabelle stehen, eine kleine Abweichung; es ist aber hier noch-
mals zu erwähnen, daß die betreffenden Banden, deren Messungs-
werte hierbei in Betracht kommen, schwach und unscharf sind, so
daß nicht genau zu erkennen ist, wo die Kante beginnt. Daß hier
höchstwahrscheinlich Messungsfehler die Ursache sind, sieht man
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Die Bandenspektra der Kupferhaloide.
daran, daß auf eine etwas zu hohe Differenz meistens eine etwas
zu niedrige folgt Dagegen ist es bei den scharfen Banden in die
Augen springend, daß die Konstanz der Differenzen eine vollkommene
ist Ziehe ich jedesmal aus all' den Differenzen einer Serie das
Mittel, so bekomme ich bei beiden Serien identische Werte, und
zwar gerade immer die Differenz, die zwischen den scharfen Banden
vorherrscht Nur bei dem Kupferjodür ist diese Identität keine
ganz vollkommene, da bei der einen Serie das Mittel 27 (26,6), bei
der anderen 26 (26,2) ist Die betreffenden Differenzen, die je das
Mittel der bei jeder Serie vorkommenden Differenzen sind und
zwischen den scharfen Banden direkt als erste Differenzen vorkommen,
sind fur CuCl : 41,
CuBr: 32,
CuJ : 26,5.
Über eine gesetzmäßige Änderung der Intensität ist, wie schon oben
bemerkt, nichts mitzuteilen. Beim Chlorür ist die hellste Bande bei
4354, beim Bromür bei 4341, beim Jodür bei 4409 gelegen, jedoch
ist hierbei die verschiedene Empfindlichkeit der Platte in Betracht
zu ziehen. Da diese nach Rot hin abnimmt, so ist die tatsächliche
Verteilung der Intensität möglicherweise eine andere, als wie sie
oben angegeben ist. Auch ließen sich die Intensitäten der drei
Spektren untereinander nicht genau vergleichen, da die Expositions-
zeit variabel war. Beim Chlorür schien die Intensität am stärksten
beim Jodür am schwächsten zu sein. Dem Auge waren alle drei
Flammen gleichglänzend, ja fast blendend. Die einzelnen Banden
ließen eine Struktur im allgemeinen nicht erkennen. Nur die Banden
des Bromürs und Jodürs, die vor 4260 liegen, deuten eine Auf-
lösung in Unterbanden an.
Wenn man das, wie oben angegeben, nahezu konstante Auf-
treten der betreffenden Differenzen betrachtet, so kann man sich
nicht des Gedankens erwehren, daß sie je für den betreffenden
Körper charakteristisch sind und daß sie zu den Konstanten der
Molekulargewichte der bez. Verbindung in einem Znsammenhang
stehen, zumal der Übergang vom Chlorür durch das Bromür zum
Jodür ein stetiger zu sein scheint analog dem Ubergang der bez.
Molekulargewichte, die sind:
CuCl = 99>05,
CuBr = I43>5 f) >
CuJ = 190,45,
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DericiiswtiLr.
nur daß dieser Übergang in entgegengesetzter Richtung erfolgt
Als Atomgewichte der Elemente habe ich benutzt.
Cu — 63,6,
Cl = 35,45,
Br = 79,96,
J = 126,85.
Zwischen den Werten der Molekulargewichte und den charakte-
ristischen Differenzen habe ich nun folgende gesetzmäßige Beziehung
gefunden:
a%. 732. r% 1 . 1 . 1 _
wobei A y B, C die bez. Molekulargewichte und x, y, z die ent-
sprechenden Differenzen bedeuten. Dieses Gesetz würde besagen:
„Die Quadrate der Molekulargewichte nahe verwandter
Verbindungen verhalten sich umgekehrt wie die Kuben der
Schwingungsdifferenzen solcher Bandenköpfe in dem Spek-
trum der Verbindungen, welche sich bei der Anordnung in
Serien gegenseitig entsprechen."
Setze ich die Werte der Molekulargewichte ein und für y die
Differenz 32, also
99,05': 143,56« : I90,45 J = l % : ff. : ~r ,
so erhalte ich
x = 41, (40,983)
~ = 26,5, (26,504).
Es erhebt sich nun die Frage, ob dieses Zufall ist oder ob das
von mir ausgesprochene Gesetz Allgemeingültigkeit besitzt. Hier
kann nur die Untersuchung eines umfangreichen Materials eingreifen.
Um in dieser Richtung eine Prüfung vorzunehmen, habe ich das
Gesetz zunächst auf die Resultate von Olmsted angewandt.
Ich gebe zunächst die Tabellen für Strontiumverbindungen
nach Olmsted, 9 wobei ich einige Banden am Anfang und Schluß
der Serien fortlasse, da Olmsted sie einklammert (wegen der Un-
genauigkeit der Messungen). (Siehe nächste Seite.)
Olmsted faßt die Banden eines jeden Spektrums in zwei Serien,
einer A- und einer B-Serie, zusammen. A^ bez. B na ist die Haupt-
bande, von der ab die anderen gerechnet sind. Die einzelnen
Banden sind aus schmaleren Unterbanden zusammengesetzt, deren
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Die Bandenspektra der Kupferhaloide. 409
« 1 — - , ^ .
SrCl, - Serien.
Mittel d.
A*
25^77
B,
25517
Differenz.
277
25657
25632
274
25496
A. a
25400
279
Baa
25243,3
271
25474
274
301 2
25378
273
298,5
25225
269
Ab
25098,8
297
25359
Bb
24944,8
300
25205
299
25080,8
298
24925,2
301
25060,5
1
24904,4
SrBfj- Serien.
Mittel der
24868,3
B,
24546,5
1
Differenzen
203,7
24855.8
203,8
24534,7
24664,6
205,3
B.«
24342,7
202
204
Ab
215.4
24650,5
214,6
24333
24449,2
211,4
Bb
24128,1
215
24439,1
24118
Srjj- Serien.
Mittel der
23382
160
B,
22830
162
Differenzen
161
23222
B«a
22668
Ab
171
23051
B b
175
22493
»73
Schwingungszahlen nach rechts stehen. Die Schwingungszahlen sind
fünfstellig angegeben, also ist n = -!| . io 8 . Ganz rechts stehen die
Mittel aus den Differenzen der entsprechenden Banden und Unter-
banden. Als Unterschied von den Resultaten bei den Kupferhaloiden
ist nun hervorzuheben, daß wir nicht wie bei diesen jedesmal eine
konstante Differenz erhalten, sondern, da hier erst die zweiten
Differenzen konstant sind, verschiedene, die eben nach Deslandres
eine arithmetische Reihe bilden. Um nun doch eine Prüfung in
oben erwähntem Sinne vornehmen zu können, müssen entsprechende
Differenzen genommen werden. Als entsprechende Differenzen
nehme ich solche an, wie es ja naheliegt, die rechts und links
von der Hauptbande liegen in einfacher Reihenfolge. Wohl ist
der Begriff der Hauptbande ein relativer und subjektiver, aber es
ist ja auch nur notwendig zur Gültigkeit des Gesetzes, daß ent-
sprechende, also hier aufeinander folgende Differenzen in dem ge-
forderten gesetzlichen Zusammenhang stehen. Als Atomgewicht
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4io
Derichsweiler.
von Sr habe ich benutzt 87,6, so daß die betreffenden Molekular-
gewichte sind:
SrCl, -= 158,5,
SrBr, = 247,52,
SrJ, =» 341,3-
In diesem Falle würde das Gesetz lauten:
158,5»: 247,52 2 : 341,3* - > : y : 7, r •
Setze x ass 274, ergibt
y -= 204, während beobachtet ist y = 204,
z = 164, „ „ „s = 161.
Setze x = 299, ergibt
y mm 222, während beobachtet ist y = 215,
^= 179, » » * = 1 73-
Bei den Strontiumverbindungen scheint das Gesetz seine Gültigkeit
zu haben. In derselben Weise gebe ich die Calcium- und Barium-
serien nach Olmsted (S. 85fr. u. 89ff.):
CaCl,- Serien.
1 Mittel der
A r
27181
Differenzen
294
27147
1
293
A ß
26887
292
B ß
26812
33»
26855
332
33«
A aa
26556
33o
B..
26480
360
26525
361
359
Ab
26196
356
B b
26l 19
397
26169
;
26142
A C
25799
395
393
25774
389 1
25753
CaBr,-Serien.
Mittel der
A y
26023
U
25803
Differenzen
235
25996
234
23-
Aß
25788
229
25969
25569,4
261
25767
224
1
263
25549
262
A.«
25527,3
261
25745
Baa
253<>6,4
261
281
25506
283,2
25288
Ab
25246,3
2S1
25023,2
279
281
25225
25009
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Die Bandenspektra der Kupferhaloide.
411
CaJ a -Serien.
Mittel der
Ay
24100
Differenzen
163
•63
Aß
23946
B,
23520
A»a
206
204
2QS
23740
B aa
«33'6
Ab
Mi
246
244
23499
B b
23070
BaClj- Serien.
Mittel der
19606
Differenzen
2ÜO
«9739
19346
2 74
2 70
m
A»a
19465
Baa
19076
289
285
Ab
19176
Bb
I879I
BaBr,-Serien.
Mittel der
A r
19627
; Differenzen
220
Aß
19407
B,
18863
!
206
207
207
Aaa
I920I
Baa
18656
IQ2
123
A b
I9OO9
B b
18463
IÄI
B c
18282
Beim Bariumjodid ist eine genaue Aufstellung der Serien nicht
möglich.
Die benutzten Atomgewichte sind
Ca « 40.
Ba = 137,4,
mithin die Molekulargewichte
CaCl, =» 1 io.q. BaCl a = 208,3,
CaBr, = 109,92, BaBr, = 297,32,
CaJ 2 = 293,7 BaJ, = 391,1
Für die Calciumverbindungen würde die gefundene gesetzmäßige
Beziehung lauten:
I IO,9 2 : 199,92* : 293,7* = : ;Y : -V ■
412
Derichsweiler.
Ich setze x =
293»
erhalte
x —
359 liefert die Werte
y =
198,
y =
242,
Z =
153-
z =
188, und
Setze x =
ergibt
393 ergibt
y =
224,
^ =
265,
5 =
173-
-ff —
205.
Betrachten wir die letzten Differenzen unten rechts, so sehen wir,
daß entsprechende in den Tabellen der Calciumverbindungen vor-
kommen, nämlich x = 393,
y = 262,
z = 205.
Sehen wir diese gemäß dem Gesetz als entsprechende an, so ist
die Benennung von A aa in den CaCl a - Serien keine richtige. Ich
habe schon oben von der Subjektivität der Benennung einer Bande
als Hauptbande gesprochen. Es steht nichts im Wege, als
Hauptbande anzunehmen.
Den Differenzen x = 359 (errechnet) würden x = 359 (beobachtet)
7 = 242 7 = 231
z = 188 z = 163
entsprechen, während den Differenzen x = 331 und x = 293
y = 224 y = 198
<r=i 73 *=i53
keine entsprechenden gefunden wurden. Die Banden sind eben
beim Bromid oder Jodid nicht oder nicht intensiv genug vorhanden,
um auf die Platte zu kommen. Das Gesetz scheint auch hier be-
stätigt zu sein, wenn auch die Übereinstimmung keine so vollkommene
ist, wie bei den Kupfer- und Strontiumverbindungen. Diese Unvoll-
kommenheit mag seine Ursache darin haben, daß bei den Calcium-
verbindungen „die Bänder sehr schwach sind" (s. Olmsted S. 21),
also leicht Messungsfehler sich einschleichen, während bei den
Strontiumverbindungen „die Bänder scharf auf einer großen Strecke
sind" (s. S. 34, auch S. 32 u. 36), wie dies auch bei den Kupfer-
verbindungen der Fall ist; deshalb ist hier die Übereinstimmung
eine vollkommene.
Bei den Bariumverbindungen würde das Gesetz besagen:
208,3» : 297,3 2 2 : 391,1' = X xS ; :y -: .
Digitized by
413
Setze ich x = 260, so wird
y = 205, während beobachtet ist y =» 207,
JET = 171.
Der Wert x = 272 ergibt
^ = 215, während beobachtet ist y = 220,
z =a 176.
Für x = 287 finden wir beim Bromid keinen entsprechenden Wert,
da die betreffende Bande wahrscheinlich nicht oder nicht stark
genug vorhanden ist, um auf die Platte zu wirken.
Es ist also auch hier eine gute Übereinstimmung vorhanden,
die nur leider wegen der Magerkeit der Serien (cf. Jodid) nicht
genauer festgelegt werden kann. Das vorhandene Material scheint
mir also das Gesetz zu bestätigen.
Des weiteren bin ich dazu übergegangen, zu prüfen, wie sich
das Gesetz verhält, wenn ich von der Calcium Verbindung zur Stron-
tium- und Barium Verbindung übergehe, und später habe ich auch
die Kupferverbindungen in ähnlicher Weise in den Kreis der Unter-
suchung gezogen.
Ich stelle nochmals die Molekulargewichte und die charakteristi-
schen sich entsprechenden Differenzen übersichtlich zusammen.
Molekulargewichte.
Cu
Cl 99,05
Br 143,56
J 190,45
Ca
Cl, 110,9
Br, 199,92
J, 293,7
Differenzen.
Cu
Sr
158,5
247,52
341,3
Ca
Ba
208,3
297,32
39i,i
Cl [x) 410
Br {y) 320
JW 265
Sr
(x 2 ) 274 299
(y t ) 204 222(215)
(s a ) 164 (161) 179(173)
Cl a (*J 359 393
Br « Ü\) 242 (231) 265 (262)
J 8 (*J 188 (163) 205
Ba
(*s) 260
l*) 205 (207)
(*») ! 7i
Wo bei den Differenzen die errechneten und beobachteten Werte
voneinander abweichen, habe ich die letzteren eingeklammert
dahintergesetzt
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414
Derichsweiler.
Bilde ich nun analog dem Gesetz die Gleichungen
(CaCy» : (SrCl,)* : (BaCl,) 8 = ^ : -± : ,
(CaBr,)* : (Sr Br,)> : (BaBr, )» - : j- % : j- 9 ,
(Ca J s )» : (Sr J 8 )« : (Ba J a )> = ± : ^ : ± ,
so bekomme ich die errechneten Differenzen:
Ca Sr Ba
O, x x 359 393, x % 283 310, * 8 258,
Br 2 ^ 231 262, ^ a 200 227, jv 3 201,
J a jp, 178 205, * a 161 185, * 8 170.
Man ersieht aus einem Vergleich mit obiger Differenzentabelle, daß
zum mindesten eine sehr große Annäherung an das Gesetz vor-
handen ist. Merkwürdigerweise ist diese Annäherung auch gültig,
wenn ich von einer beliebigen Verbindung dieser Gruppe zu einer
anderen übergehe. Um dies zu zeigen, gebe ich folgende Tabelle:
Formel, die zur Berechnung diente
Beob. Diff.
(CaBr,)«
(CaBr,)«
(CaBr,)*
(CaBr,)»
(CaCl,)*
(CaO,)*
(CaCl,)»
(CaCl,)»
(Ca),)'
(CaJ,)'
(CaJ,)»
(CaJ,)«
(SrJ,)«
(SrJ,)«
(SrBr,)«
(SrCI,)«
: (SrCI,)«
: (SrJ,)«
: (SrCI,)«
= (SrJ,)«
: (SrBr,)«
: (SrJ,) 1
: (SrBr,)«
: (SrJ,)«
: (SrCI,)*
: (SrBr,)'
: (SrCy«
: (SrBr,)«
: (BaCI,)*
: (BaBr,)«
: (BaCI,)«
: (BaBr,)«
Doch scheint das Gesetz noch allgemeiner zu sein. Auch die
Kupferhaloide sind mit den Haloiden der Erdalkalien durch die-
selbe Relation verbunden , wie aus der folgenden Tabelle zu
ersehen ist:
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Die Bandenspektra der Kupferhaloide.
415
Formel, die zur Berechnung diente
Berechn. Diff.
Beob. Diff.
(CuCI)«
: (SrCy«
: (CaCl,)«
V
410 3
(CuCl)«
410 8
(CuCI)«
(CuBr)»
: (BaCl,)*
V =
410*
: (SrBr,)»
320»
(CuBr)«
: (C*Br,)*
32O 3
(CuBr)«
: (BaBr,)«
V =
320*
(CuJ)«
: (SrJ,)«
265»
(CuJ)«
: (CaJ,)«
26 5 s
(CuJ)«
: (BaJ,)«
265'
*, = 300
- 380
x s - 250
y% - 223
yi - 257
= 197
«, = 180
* t - 199
% - «6 5
- 299
*i - 393
x t = 260
^, = 222
^1 = 265
y, - 205
*« - 179
*i - 205
*s - 171
Ich kann auch von einer beliebigen Kupferverbindung zu einer
beliebigen Erdalkaliverbindung kommen, durch denselben Zusammen-
hang. Dafür drei Beispiele:
Formel, die zur Berechnung diente
(CuCl)»
:(SrBr t )« -
y* ■ 4«o»
y% = 223
(CuBr)«
: (CaCl,)» =
a:, 3 : 320 3
- 380
(CuJ)»
: (BaBr,)» =
V : 265"
y> - 197
Beob. Diff.
y t - 222
*i - 393
y a - 205
Ich habe damit jede mögliche Kombination, die ich mit dem mir
zur Verfügung stehenden Material vornehmen konnte, ausgeführt
Alles spricht für die Gültigkeit des Gesetzes. Da es für alle die
zahlreichen Fälle sehr angenähert stimmt, muß man annehmen, daß
es für alle einfachen Salze gilt. Faßt man also die Banden eines
Bandenspektrums eines jeden Salzes in richtiger Weise in Serien
zusammen, so sind die Differenzen, die sich entsprechen, Funktionen
des Molekulargewichts der betreffenden Verbindung.
Es erübrigt noch, auf das, was Olmsted an Gesetzmäßigkeiten
gefunden hat, kurz einzugehen. Olmsted 10 ) stellt eine Gleichung
auf, die eine Beziehung zwischen Abständen der Bandenpaare und
den Atomgewichten der Komponenten der betreffenden Verbindung
ausdrückt. Sie lautet
fn = A + Ba* + b.\K-jra~,
wo A, B y K und k konstant sind, n der Abstand der Bandenpaare,
a Atomgewicht des Metalls, b Atomgewicht des Halogens bedeutet.
Diese Formel bestätigt sich bei mir nicht, wenn ich die Konstanten,
die Olmsted aus seinen Resultaten errechnet hat, gebrauche. Für
416 Derichsweiler. Du Bandenspektra der Kupferhaloide.
die Kupferhaloide gültige Konstanten zu errechnen, ist nicht mög-
lich, da zur Bestimmung der 4 Konstanten nur 3 Gleichungen vor-
handen sind.
Ich habe oben noch die Arbeit von Rösch, welcher die
Resultate von Fabry nachprüft, erwähnt. Abgesehen davon, daß
seine Lichtquelle (elektrischer Bogen) eine andere ist ab bei mir
und Olmsted, ist eine Vergleichung seines Materials mit dem
meinigen nicht durchzuführen. Rösch mißt die Banden der Fluor-
verbindungen des Calciums, Strontiums und Bariums an einem
Gitter mit sehr großer Dispersion und löst dadurch Banden, die
ich an meinem Gitter als einheitliche Banden erhalten würde, in
Serien von Unterbanden auf. So erhält er bei dem Calciumfluorid
eine Bande, die in eine A x - und A % - Serie zerfällt (S. 24fr.), eine
weitere, die in eine B x - und Z? 3 -Serie sich auflöst, beim Strontium-
fluorid eine Bande, die in eine A x - und ^-Serie aufgeht usw. Die
anderen Banden {C~, E~ usw. Serien) kommen nicht in Betracht, da
sie im Gegensatz zu den ersten nach Violett abschattiert sind, also
mit ihnen wahrscheinlich nicht in einem direkten gesetzmäßigen
Zusammenhang stehen. Wollte ich nun in der bisherigen Weise
vergleichen, so müßte ich die Differenz zwischen der Bande, die
durch die A x - und A 3 - Serie dargestellt wird, und der Bande, die
durch die B x - und Z? 2 -Serie dargestellt wird, bilden — sie ist 536 — ,
ebenso beim Strontiumfluorid und Baryumfluorid. Dies ist aber
nicht möglich, da beim Strontiumfluorid eine Bande, die der Bande
des Calciumfluorids, die sich aus der B x -, B 2 - Serie zusammensetzt,
entspricht, nicht vorhanden ist (s. Rösch S. 28 und S. 20 oben).
Ebenso ist es beim Bariumfluorid. Eine direkte Vergleichung ist also
nicht möglich. Ich habe nun einmal nach der Formel (CaCl,) 2 :
(CaFl 8 ) 2 = W x 3 : 395», wobei CaFl, = 78 ist, die Differenz für Calcium-
fluorid berechnet; sie ergibt W x = 500. Oben ist bei Rösch 536
beobachtet Da die Differenzen immer mit den Wellenlängen
wachsen, wie aus meinen Tabellen S. 14 u. 15 hervorgeht, so ist es
möglich, daß die Differenz 500 die der Differenz 536 vorhergehende
ist, zumal die Banden des Calciumfluorids sehr nach den langen
Wellen hin liegen (oben in Betracht kommende bei 5145 und 5291
[s. Rösch S. 17 und 18]).
Ich halte das Gesetz für eine erste Annäherung. Zur Prüfung
der Richtigkeit muß Material gesammelt werden. Beobachtungen,
die an Gittern mit mittlerer Dispersion ausgeführt werden, damit
die Übersicht erhalten bleibt, werden dazu dienen.
Digitized by Google
Schmidt. Stereoskopie.
417
Es erübrigt mir noch, Herrn Prof. Dr. Kayser meinen verbind-
lichsten Dank auszusprechen für die Anleitung und Unterstützung,
die er mir in freundlichster Weise hat angedeihen lassen.
Anmerkungen.
1) A. Mitscberlich, Pogg. Ann. 116. 1862. S. 499—507; 121. 1864.
s - 459—488.
2) E. Diacon, C. R. 56. 1863. S. 653 — 655. — Ann. chiro. et pbys. (4) 6.
1865. S. 5—25. — J. N. Lockyer, Phil. Trans. 163. 1873. S. 639—658.
3) Lecoq de Boisbaudran, C. R. 70. 1870. 8.974—977- — E. Troost
und Hautefeuille, C. R. 78. 1871. S. 620—622. — A. Ditte, C. R. 78. 1871.
S. 622—624, 738—742.
4) Deslandres, C. R. 108. 1886. S. 375-379; 104. 1887. S. 972— 976;
106. 1888. S. 842—846; 137. 1903. S. 1013— 1018.
5) Ch. M. Olmstedt, Inaug.-Diss., Bonn 1906, Die Bandenspektra nabe ver-
wandter Verbindungen.
6) Fabry, Astrophys. Journ. 21. 1905; Joum. d. Phys. 4. ser., U 4. 1905.
7) J. Rösch, Inaug.-Diss., Bonn 1906, Untersuchung über die Struktur usw.
8) H. Kayser, Handbuch der Spektroskopie. II. S. 467—495.
9) Olmsted, S. 87fr.
10) Olmsted, S. 98.
(Eingegangen am n. Dezember 1906.)
Stereoskopie. l )
(Entwurf zu einem Sammelwerk.)
Von W. Schmidt.
Mit 4 Figuren.
Wenn wir irgend einen Punkt mit beiden Augen zugleich, d. h.
stereoskopisch betrachten, so sind die Sehachsen beider Augen auf
den betreffenden Punkt gerichtet und schneiden sich in diesem.
Bringen wir umgekehrt zwei punktförmige Bilder vor unsere
Augen, so daß jedem Auge ein Bild entspricht, und ist der Abstand
l) Anregung auf Grund der „Anleitung zur Stereoskopie" von Dr. W. Scheffer,
Verlag von Gustav Schmidt, Berlin.
Zeitschr. f. will. PhoL 4. 3 1
Digitized by Google
Schmidt.
beider Punkte gleich der Pupillendistanz oder etwas kleiner als diese,
so suchen wir ein und nur ein Bild, nämlich den virtuellen Punkt,
im Raum dort, wo die Sehachsen unserer beiden Augen — auf
die beiden punktförmigen Bilder gerichtet — sich schneiden. Der
virtuelle Punkt kommt auf Grund unserer stereoskopischen Vor-
stellung zustande.
Bei der stereoskopischen Aufnahme nehmen nun die Objektive
die Stelle der Augen L und R ein. Die von einem Punkt P
kommenden Strahlen gehen, wenn sie auf die Objektivkernpunkte ! )
gerichtet sind, ungebrochen durch die Objektive hindurch und
schneiden in der Entfernung 5 hinter diesen die Entstehungsbild-
ebene *) in Punkten P r und P x . Der Bildpunktabstand P r P t sei D,
der Kernpunktabstand variiere zwischen o resp. O und das von P
auf diese gefällte Lot habe die Länge resp. die gesucht wird:
T" E x ' daraUS: ^ = Z>_o' < Ia )
und ebenso für 0:
D EL — S , O.S , , .
T)= E, > daraUS: D-O- ( Ib >
Bei einer Betrachtung des Punktes P, wobei wir an die Stelle
der Objektive die Augen bringen würden, sind die Sehachsen RP
und L P die rückwärtigen Verlängerungen der Strahlen P r R und
PiL. Es muß nun, falls für die Augen der Raumpunkt mittels
zweier Bildpunkte markiert werden soll, zwischen den Augen und
dem Raumpunkt in der Entfernung s eine Betrachtungsbildebene 5 )
eingeschaltet werden, auf der die Bildpunkte — und zwar im Schnitt
der Betrachtungsebene mit den Sehstrahlen — liegen müssen. Die
Bildpunktdistanz auf ihr sei d, die Werte, zwischen denen der
Augenabstand (Pupillendistanz) variiert, w und W, und die Ent-
fernungen des Punktes e x resp. e t :
V-^-S* daraus: 'i = -Ih (3a)
und:
~d =V-*' dafaUS: '*= ir-d' (3b)
1) Da es der Sinn dieser Arbeit erlaubt, lassen wir die Hauptpunkte des
Objektivs in den Kernpunkt und diesen mit dem optischen Mittelpunkt zusammenfallen.
2) Die Entstehungsbildebene wird der Kernpunktlinie parallel angenommen.
3) Die Betrachtungsbildebene sei der Entstehungsbildebene parallel.
SltTtoskopit .
419
Errichtet man in L und R Senkrechte auf der Verbindungs-
linie der Kernpunkte, so können diese als Strahlen von einem un-
endlich fernen Punkt angesehen werden, so daß die Abbildungen
dieses Punktes (Fernpunktes) um die Kernpunktdistanz auseinander-
Fig. 1.
liegen. Man sagt dann: Die Bildpunkte der Entstehungsbildebene
haben Fernpunktdistanz. Analoges gilt für die Betrachtungsbild-
ebene, wenn nämlich L und R die Augpunkte darstellen. Die
betrachteten Bildpunkte müssen dann um Pupillendistanz vonein-
ander entfernt sein, um Fernpunktdistanz zu haben.
31*
420
Alle näherliegenden Punkte haben in bezug auf die Entstehungs-
bildebene die größere, in bezug auf die Betrachtungsbildebene die
kleinere Bildpunktentfernung. Nennt man die Differenz aus Fern-
punkt- und Bildpunktentfernung die Fernpunktdifferenzensumme, so
ist diese für die Entstehungsebene negativ, für die Betrachtungs-
ebene positiv. Für jene setzt sie sich absolut zusammen aus: (O r + O t )
resp. {p r + je nach der Größe der Kernpunktentfernung; für diese
aus: (W r + W t ) resp. {w r + Tv t ), je nach der Größe der Pupillen-
distanz. Wir nennen die Werte O r O l o r o l und W r X\\w r w v d.h.
die Abstände der Bildpunkte von den zugehörigen auf unendlich
gerichteten Objektiv- oder Augenachsen, Fernpunktdifferenzen.
Machen wir nun die Annahme, daß wir die Entstehungsbilder als
Betrachtungsbilder benutzen wollen, indem wir je die kleinen und
je die großen Buchstaben von Objektiv- und Pupillendistanz als zu-
einandergehörig betrachten, so ergeben sich — absolut genommen —
gleiche Fernpunktdifferenzensummen. Da die Summen gleiche
Glieden haben, können wir sie mit gemeinschaftlichen Buchstaben
bezeichnen:
(o r s= w r ) = x und (o t = w^} = I ;
(0 T = W r ) = ft und (0, - H\) = 2,
daraus folgt, daß für jedes Entstehungsbild, welches man als Be-
trachtungsbild benutzen will, rechts und links, oben und unten ver-
tauscht werden muß. Der Fußpunkt N des Lotes von P kann
bequem durch die Abstände von L und R festgelegt werden. Wir
wählen den Abstand von L. In bezug auf die Entstehungsbild-
ebene gilt:
-g = £ J > daraus: F x = ^'ß 1 , (2a)
und:
^ daraus: F t - U *, (2b)
und in bezug auf die Betrachtungsbildebene:
daraus:/^ 2 /« , ( 4 a)
daraus:/, = ( 4 b)
Diese vier Grundformeln sollen nun in zweierlei Richtung dis-
kutiert werden, einmal indem die (stereoskopischen) Faktoren der
Reihe nach systematisch geändert werden, sodann durch Aufstellung
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Stereoskopie.
421
der sich hieraus ergebenden Beziehungen zwischen den reellen und
virtuellen Punkten.
I A. Es sei:
\0 = W = o = zv = a) '
Dann wird aus (la) und (ib):
E x = Ei = E
D — a
und aus (3a) und (3b):
a.b
Nach unserer Voraussetzung sind die Kernpunktdifterenzen-
summen [D — a) und (d — ä) einander umgekehrt gleich; also:
D — a = a — d;
demnach ist:
E=_e. (5)
Aus (2a) und (2b) wird:
F = F = F = le
1 2 1 b
und aus (4 a) und (4 b):
also:
/. -/, -/- 7>
F-f. (6)
Für diesen Fall ist also der steoroskopisch aufgenommene
(reelle) Punkt dem betrachteten (virtuellen) identisch.
II A. Es sei:
(0= W = 0 « zv = a) '
dann gehen (ia) und (ib) über in:
und (2 a) und (2 b):
a.s
Auch hier ist wieder, wie unter I A:
D — a = a — d,
demnach:
E _ s
— - - •
e s
(7)
422
Schmidt.
Die Formeln (3 a), (3 b) und (4 a), (4b) liefern dieselben Werte
wie unter I A:
F=f . (3)
Es verhalten sich hiernach die Abstände des reellen und vir-
tuellen Punktes wie die entsprechenden Bildweiten, ohne daß sich
der Punkt seitlich verschiebt
HI A. Es sei:
\ 0 = o^ W=w)'
Aus (ia) und (ib) folgt demnach:
^ ^» D-o ~ D-O f
und aus (2 a) und (2 b):
■w . * iv. b
e x - e 3 - e - --— - w _ d -
Auch hier sind die Fernpunktdiflerenzensummen einander gleich :
D — o ■= w — d und: D - O = IV- d,
mithin:
Aus (2a) und (2b) geht hervor:
J>, und: F t -!-*.
nach der Voraussetzung ist: ß = I; außerdem war: E x = Z^; somit:
Aus (4a) und (4b) folgt gleichermaßen:
1 —J-i —J — b = f ,
schließlich:
F E
alls also W resp. w, zu 0 resp. o symmetrisch liegt, fällt der neue
Lotfußpunkt mit dem alten zusammen.
Beide Gleichungen lassen sich zusammenziehen in:
E o o f , ,
V = V = /r = / > (")
was in Worten lautet: Die Dimensionsmaße (Lotlänge und Fußpunkt-
abstand) des reellen und virtuellen Punktes stehen in direktem Ver-
Stereoskopie.
423
hältnis zueinander und zu den optischen Distanzen (Objektiv- und
Pupillendistanz).
IV A. Es sei:
Aus (ia) folgt:
1
und aus (ib):
ls=S = b \
FT °' b
^ _ D-o'
O.b
2 D — 0 '
o D — 0 0 . ,
o-!T-o = Ö' m - ^
Damit haben wir den Quotienten aus den Fernpunktdiflerenzen-
summen der Entstehungsbildebene bei den Objektivabständen 0
und o bezeichnet mit:
D-O
= m
D-o
(3a) und (3b) ergibt:
v>.b IV. b
e \ = w _ d > e t~ W - d'
Indem hier analog wie oben der Quotient aus den Fernpunkt-
differenzensummen der Betrachtungsbildebene bei den Augenab-
ständen W und w bezeichnet wird mit:
iv - d
ergibt sich:
(2a) und (2b) geht, auf unseren Fall angewendet, über in:
daraus:
F x = *f und F 9 -±*-.,
% = 5" • 1 und nach ( I2 ) = T • °o • m ' C4)
aus (4a) und (4b) folgt:
daraus:
A- = * . * und nach (13)- * (15)
424 Schmidt.
Im Hinblick auf die praktische Anwendung dieses Falles ergibt
sich: Ist die Objektivdistanz verschieden von der Augendistanz und
diese verschieden von der Fernpunktsdistanz der Betrachtungsbild-
ebene, so sind bei gleichen Bildweiten die Dimensionsmaße des
reellen und virtuellen Punktes weder sich noch den sie beein-
flussenden Größen proportional.
Indem wir uns bei den Erörterungen über Punkte auf Ebenen
PL R beschränkt haben, wobei die Festlegung jedes Punktes durch
2 Dimensionen erreicht wurde, machen wir, um unsere Sätze auf
Linien bequem ausdehnen zu können, die Annahme, daß die Linien
in der gleichen Ebene liegen. Dann kann jede Linie durch ihre
Endpunkte festgelegt werden, deren entsprechende Dimensionen wir
nur miteinander zu vergleichen hätten, um uns ein Bild von der
Lage der reellen zur virtuellen Linie zu machen. Indem wir mit
anderen Worten einmal die Lotlängen der Endpunkte, ein ander-
mal die Lotfußpunktabstände zueinander in Beziehung setzen, zer-
legen wir gleichsam die Linien in zwei Komponenten, die Tiefen-
und die Querkomponente, von denen die erste senkrecht zur
Verbindungslinie der Kernpunkte steht, die zweite dieser Linie
parallel läuft.
I B. Aus I A ergibt sich, da jeder einzelne reelle Punkt mit
dem virtuellen zusammenfällt, ohne weiteres, daß eine reelle Linie
virtuell in gleicher Größe und Lage erscheint.
IE B. Für II A sind betreffs der Tiefenkomponenten die Ent-
fernungen der Endpunkte {F P") der Linie auszudrücken; für P'
folgt aus (7):
E' s
-V ~ /
E" s
für P": , - s
E' E" S E'-E" E" S
e' ~ V' ~ s ° der: ~ - ,
daraus:
Ist:
E — E" = T
die Tiefe der reellen Linie und
e -e" = i
die Tiefe der virtuellen, so gilt:
t s
(16)
die Tiefendimensionen verhalten sich wie die Bildweiten.
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-JftftOSkOpIt,
425
Da laut (8) F —f ist, d. h. der Fußpunkt der Lote jedes reellen
und virtuellen Punktes an dieselbe Stelle fällt, bleibt die Quer-
komponente der Linie unverändert.
III B. Aus III A ergib; sich für die Tiefendimension auf
Grund derselben Ableitung wie in II B nach (9):
- = -=°- (17)
für die Querdimension gilt nach (10):
F* E' , F" E"
y, = y und y„- = -pr ;
da sich aber nach (9) verhält:
E f _ ET _ 0 o_
T ~ V 7 ~ ~w ~ W '
erhalten wir:
F' F" , F* - F" _ F" o
~~j> ytr> daraus ~j>~j»\ — ytr — ~»
Wir bezeichnen mit F' — F" = Q die Querdimension der reellen
Linie; mit f — /" = q die der virtuellen Linie:
Q o O
und unter Benutzung von (17) ergibt sich:
Z = = Jl SB t lQ \
f q W W ' W
Die Tiefen- und Querdimensionen stehen im direkten Verhältnis zu
den optischen Distanzen (<? und w resp. 0 und W).
IV B. Aus den keinerlei einfachen Beziehungen, welche zwischen
den Lotlängen, den Lotfußpunktabständen und den optischen Di-
stanzen bestehen , läßt sich augenscheinlich schließen , daß eine
erschöpfende Behandlung dieses Falls kompliziert, aber wenig zweck-
mäßig ist. Ähnlich wie IV A in Worten schon im Hinblick auf die
Praxis zusammengefaßt wurde, soll IV B auch nur speziell behandelt
werden. Wir beschränken uns auf eine Linie, die bei einer Ob-
jektivdistanz 0 aufgenommen wurde; für ihre Endpunkte gilt
nach (1 a):
Die Betrachtung geschieht bei einer Pupillendistanz W, jedoch derart,
daß die Fernpunktdiflerenzensummen — absolut genommen —
(D — o) und (W— d) nicht gleich sind; mit anderen Worten, die
426 Schmidt.
parallelen Sehachsen haben einen anderen Abstand als die Fern-
punkte der Betrachtungsbildebene; nach (3 b) ist:
iv. b , „ w.b
e i — H'- d' U e * ~~ H -V"
»
die Quotienten je der entsprechenden Bildweiten ergeben:
El. _L_ w-*. • ±- w - d " 0
«V ~ w ' ~rT-ö ~~ w ' n > * t " ~ iv ' n" - o ~ w ' n "
Die Buchstaben n und n" haben eine dem Fall IV A analoge Be-
deutung. Es ist ferner:
ZT ' AT " T n A ( 1 1 ^ „ , D" - o ~{D' - o)
^ ~ E 1 3 T = °' b \n'- o ~ is'-o) ~ °' b -W^nr-^'
Durch Division erhalten wir:
t_ _ö ir - v (iv - <f)(iv- d ")
t = Jf j- - d" ' "(/>'"- o) (D"~ oj~ '
da wir das Entstehungsbild als Betrachtungsbild benutzen, ist:
D" — D' = d — ä";
mithin wird:
7 (20)
Die Ableitung für das Verhältnis der Querdimensionen verläuft
ähnlich. Aus (2 a) und (4 b) wird:
f;-**- und ^r = -f;
I' r ' I" * "
/.'--?■ «*» /,--' »
daraus:
/- ' «/ / UHU . „ » .„ .
t « e \ Jt l 't
Wir bilden:
Fi-F"= ß = y(ß'E 1 '-S"A")
und:
dann ist:
V ~ i'V - vW '
9' — $»" 1 o' _ 0"
£ == F i E i 0 - ' /r ~JL
* < ' \> _ r ~ ,r ' H ' V ' r " ' " '
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Stereoskopie.
427
Q_ o_ , £' (IT - o) - 2" (& - o) W -d"
q ~~ W' n ' \'(IV- d") - \"{W-d f ) ' D" - o '
Substituieren wir hierin die bekannten Größen, so wird:
^? , „ s'(S" + ro r fi"(2; + 9i')
q ~ n" n • n • r u" + r") - r d' + *) ' '
q ~~ iv l'r""- IV" • ^ >
Wären die reellen und virtuellen Linien ähnlich, so müßten ihre
Dimensionen proportional sein:
L = £. oder
Dies Produkt, das wir mit Quertiefenverzerrung ( V g ) bezeichnen
wollen, wird für unsern Fall:
v - 0 w w rr"-_rv_
v g - n ..n . n . 0 n , n , • g'gjv _ 2 „ w t
mithin:
(' r " — I" r'
V — — - (22^
« ß' »"-£"»" ^ J
Die Quertiefenverzerrung ist also ein Quotient der Differenzen, die
aus Produkten nicht entsprechender Fernpunktdifferenzen der gleichen
Bildebene gebildet werden.
Die gewonnenen Resultate gelten nun ebenfalls für Figuren,
die mit den Linien in einer Ebene liegen, weil wir jede Figur in
eine beliebig große Anzahl von Linien zerlegen können, von denen
jede nach Maßgabe des bisher Entwickelten verändert wird oder
nicht. Die Tiefenkomponenten aller Linien ergeben die Tiefe der
ganzen Figur und die Summe der Querkomponenten ihre Quer-
komponente.
Um auf Körper übergehen zu können, brauchen wir nur unsere
Entwicklung von einer etwas anderen Seite zu betrachten. Denken
wir uns den Körper durch unendlich viele Ebenen, deren gemein-
schaftliche Achse die Linie LR ist, geschnitten, so stellen sich auf
jeder Ebene die Konturen des Körpers als Figur dar. Da sich nun
aus der allgemeinen Art der Herleitung ergibt, daß die Beziehungen
zwischen reellen und virtuellen Linien (gleiche stereoskopische Fak-
toren vorausgesetzt) dieselben bleiben, daß z. B. die Komponenten
einer Figur, sei sie fern oder nah, seitlich oder in der Mitte gelegen,
dieselbe Verzerrung erleiden, so brauchen wir nur eine Schnittfigur
zu untersuchen, um das Maß der Verzerrung des Körpers festzustellen.
Schmidt.
Wir können nunmehr die vier Sätze aussprechen, die sich aus
der geometrischen Betrachtungsweise der Stereoskopie ergeben:
I. Ist die Entstehungs- gleich der Betrachtungsbildweite und
der Objektiv- gleich dem Augenabstand und gleich den beiden
Fernpunktabständen, so ist das reelle Gebilde gleich dem virtuellen.
II. Sind die Entstehungs- und Betrachtungsbild weite verschieden
groß, der Objektiv-, der Augenabstand und die Fernpunktdistanzen
aber einander gleich, so verhalten sich die Abstände sowie die Tiefen
des reellen und virtuellen Gebildes direkt wie die entsprechenden
Bildweiten; die Querdimension bleibt jedoch unverändert.
HI. Sind die Bildweiten einander gleich, der Objektiv- und
der Augenabstand aber voneinander verschieden, jedoch den ent-
sprechenden Fernpunktdistanzen gleich, so stehen die Komponenten
des reellen und virtuellen Gebildes im direkten Verhältnis zueinander
und zum Objektiv- und Augenabstand.
IV. Bei gleichen Bildweiten, aber verschiedenen optischen
Distanzen und verschiedenen ihnen entsprechenden Fernpunktab-
ständen ergibt sich eine verschiedene Verzerrung der Komponenten
des reellen und virtuellen Bildes.
Es ist also möglich, gleiche '(I), ähnliche (III) und verzerrte
Gebilde (II und IV) bei Variation der verschiedenen stereoskopischen
Faktoren zu erhalten. Für die Praxis spielen die ersten beiden
Möglichkeiten die größte Rolle, und zwar die zweite die größere,
weil nur selten der Objektiv- dem Augenabstand entspricht Es
will nun scheinen, als müßten diese geometrischen Beziehungen
zwischen den reellen und virtuellen Gebilden auch der Wirklichkeit
entsprechen, schon darum, weil doch die Augen Bildpunkte an der
Stelle wahrnehmen, wo die Visierlinien sich schneiden. Den Winkel,
den sie einschließen, nennen wir den Konvergenzwinkel; und nur
er ist es, der uns erlaubt, infolge langer Erfahrung auf die Ent-
fernung eines fixierten Punktes zu schließen. Dieser Vorgang ist
rein subjektiv.
A. Statt daß wir eine Aufnahme mit einer der Pupillendistanz
verschiedenen Objektivdistanz machen, können wir uns in Gedanken
vorstellen, als änderten wir den Augenabstand. Dazu würden wir
uns eines besonderen Instrumentes bedienen. Seine Wirkung kommt
uns aber, weil sich der Augenabstand faktisch nicht ändert, nicht
zum Bewußtsein. Infolgedessen werden wir versuchen, den uns
durch das Instrument gelieferten Konvergenzwinkel auf unsere Augen-
distanz ahzuwenden, d. h. auf eine Basis, zu der er nicht gehört.
428
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Slereoskopü. 429
So ergibt sich notwendig eine Entfernungsänderung des Punktes
(Figur 2).
In bezug auf einen Punkt P % zu dem bei einer Objektivdistanz 0
der Konvergenzwinkel et' gehört, ergibt sich bei einer Pupillen-
distenz w die subjektive Entfernung (e'J:
— = —
e' v>
Fig. 2.
und bei einer Distanz 0 (mit {?):
JL 2-
daraus:
Die subjektiven Distanzen sind umgekehrt proportional den Basen.
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430 Schmidt.
Ist die Objektivdistanz o fest, aber verschieden von w, so ergeben
sich für die beiden Punkte P' und P" die Proportionen:
daraus:
Fig. 3-
(vergl. 9). Die Entfernungen stehen im direkten Verhältnis zu den
optischen Distanzen.
Ein Vergleich mit dem ersten Teil von III A zeigt, daß eine
Übereinstimmung zwischen der subjektiven Entfernungsschätzung und
der virtuellen Entfernung besteht (e = e).
B. Ähnlich wie mit der Entfernungsschätzung verhält es sich
mit der Größenschätzung, die wir nach einem Winkel vornehmen,
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Stereoskopie. 431
dessen Scheitel im Augpunkt liegt, und dessen Schenkel den Körper
berühren. Indem wir den bestimmten Begriff „Gesichtswinkel" ein-
führen, verstehen wir darunter den Winkel, dessen Scheitel in der
Mitte der Verbindungslinien der beiden Augen liegt. Rückt ein
Körper näher, was wir an der Vergrößerung des Konvergenzwinkels
in bezug auf seine einzelnen Punkte erkennen, so vergrößert sich
sein Gesichtswinkel (Figur 3):
daraus ergibt sich die Proportion:
(20
ig«" £' • v^5;
Die Vergrößerung durch Annäherung (ausgedrückt durch die
Tangentenfunktion der Gesichtswinkel) ist umgekehrt proportional
den Entfernungen. Ferner: die Vergrößerung durch Annäherung
ist direkt proportional der Tangentenfunktion der Gesichtswinkel.
Nun kann z. B. der Fall eintreten, daß uns ein Körper näher
zu liegen scheint als er tatsächlich ist, dann halten wir ihn Air
kleiner als er ist, weil wir unsere Größenschätzung in bezug auf den
Körper vornehmen, der tatsächlich weiter entfernt liegt, und zwar
nach dem konstant gebliebenen Gesichtswinkel. Dieser Fall kann
erzwungen werden, wenn wir einen Körper mit erweiteter Pupillen-
distanz betrachten. Die wirkliche Entfernung sei E, die, in welcher
der Körper zu liegen scheint, aber e und die zugehörige Quer-
dimension q; dann ist:
tg«'= P> tg«' = -±,
daraus:
oder £-* (.6)
Die Größenschätzungen stehen im direkten Verhältnis zu den
Entfernungen. Sind diese nach A ferner den optischen Distanzen
proportional, so folgt:
Q E o . .
y - =1 - = - . (27
Denken wir uns die Objektivdistanz veränderlich, so verändert
sich notwendigerweise mit der Entfernungsschätzung die Größen-
schätzung, da der Gesichtswinkel konstant bleibt. Für o gilt:
« - i und für O: "-,
q iq) f
Digitized by Google
432
Schmidt.
(28)
daraus: 0 _ (q)
Die subjektiven Größen sind umgekehrt proportional den Basen.
Da schließlich nach III B (18) ist:
(29)
hierin aber auch q = q, d. h. die Größenänderung unserer Größen-
schätzung gleich ist, so ergibt sich auch hier vollkommene Identität
von subjektiver und virtueller Größenvorstellung.
C. Schließlich spielt noch die Tiefenschätzung für die subjek-
tive Wahrnehmung eine große Rolle. Diese Sehätzung nehmen
wir ebenfalls nach Winkeln vor, indem wir z. B. für das linke Auge
den Sehwinkel bestimmen, der die Tiefe des Körpers einschließt.
Bei erweiteter Pupillendistanz ergibt sich der Tiefenwinkel (ß):
ß' = y" - / für die Tiefe (X). (Figur 4.)
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Stereoskopü. 433
Nach Fall A rücken nun die Endpunkte der Tiefenstrecke im
Verhältnis der optischen Distanzen näher heran. Bringen wir die
beiden Strecken (w) zur Deckung, so ergibt die Differenz der sub-
jektiven Abstände die subjektive Tiefe (t), die unter dem Winkel
erscheint : y" — y = ß'.
Der Tiefenwinkel ist also bei der Annäherung konstant geblieben.
Um nun ein Maß für die Tiefenschätzung zu bekommen, versuchen
wir den Tiefenwinkel durch bekannte Faktoren auszudrücken:
indem die Werte der Tangenten einmal in bezug auf die reellen,
dann in bezug auf die subjektiven Entfernungen ausgedrückt werden.
tg P = ' • -£i r /#r = w . £-f t „ nach A (c - e) :
X E' - E " w o« + E' E "
t e' - e" = 0 ' »* + «rV '
►
nach (ia und 3a) wird:
, öS öS 5*
X _ w ° + J/ - o D" - o o ' + (// - o )(D"
t 0 ' % WS WS w s*
W + o - <? • ~o ~d" 1 + (o - d') [o - d")
Es ist nun: D — o =» o — d und D" — 0 = o — d" t weil die Ent-
stehungs- als Betrachtungsbilder benutzt werden; deshalb, und weil
nach Fall A und B (* = S) wird:
Y = ~ und nach (24) = y . (30)
Die Tiefenschätzungen stehen im direkten Verhältnis zu den optischen
Distanzen, die nach A den Entfernungen proportional sind.
Erinnern wir uns des psychologischen Vorgangs bei B, wonach
wir auf eine Größenänderung schließen, wenn der Gesichtswinkel
konstant bleibt, die Entfernung des Körpers sich aber ändert, so
scheint zunächst, da es sich betreffs der Tiefenwahrnehmung eben-
falls um einen konstanten Winkel handelt, alles in Ordnung zu sein,
denn die Größenschätzungen stehen im gleichen Verhältnis zu den
Tiefenschätzungen (Vergleich aus 29 und 30):
?=f = * = ^. (3.)
q t e w w '
Ferner scheint hiernach das subjektive Vorstellungsbild dem reellen
ähnlich zu sein.
Zeiuchr. f. wi*a. Phot. 4 - 3 2
Digitized by Google
434
Schmidt.
Bei näherer Betrachtung aber ergibt sich, daß der Größen-
schätzung zwar derjenige Gesichtswinkel zugrunde gelegt wurde,
welcher der Wirklichkeit entsprach, und bei der Änderung des
Pupillenabstandes konstant blieb, daß sich aber hinsichtlich der Tiefe
bei erweiterter Pupillendistanz der Tiefenwinkel von ß auf ß ver-
ändert hat. Wir werden also, abgesehen zunächst von anderen
Einflüssen den reellen Körper unter einem anderen (größeren) Tiefen-
winkel erblicken, (Tiefe %\ als ihm wirklich zukommt (Tiefe T). Das
Verhältnis des wirklichen zum veränderten Tiefenwinkel läßt sich
durch Tangentenfunktionen ausdrücken:
P-f-f, ß = d"-d" t
tgfr = t g(r "_ /) = = o.-^-/~ ,
tgf o w* + E ' . E"
~ » • o* + E~.E"
nach (ia) ergibt sich:
igf o ~ ' (iy - o)(D" - o) o tp» (/?' - o) {D" - o) s* o*
tgß ~ w ' f o*s* ~ w ' o*{£/ - <>){&' - o)^o* '
bei [D — ö) oder (D" — o) gleich Null und bei kleinen Tiefen-
winkeln wird:
5 = V [= z ] • (32)
Die Tiefen (ausgedrückt durch die Tiefenwinkel) stehen im
direkten Verhältnis zu den optischen Distanzen. Für zwei Basen
{o und O) mit den zugehörigen Tiefenwinkeln ß 1 und ß":
j/' ~~ 0 " ■ '33;
Die subjektiven Tiefen sind direkt proportional den Basen.
Suchen wir im objektiven Teil eine der Formel (30) ähnliche,
so finden wir (17); es ist dann:
* - : - f. (34)
d. h. bei gleichen Bildweiten, aber verschiedenen optischen Distanzen
sind die objektiven den subjektiven Tiefen proportional:
y = t und laut 32 = ^ ,
Digitized by Go
435
aus den beiden letzten Gleichungen folgt als selbstverständlich:
Jsst, d. h. wir nehmen am objektiven Vorstellungsbild die Tiefe
wahr, die wir am reellen Körper mit gewöhnlichem Augenabstand
wahrnehmen würden.
Weiter wird aus (31):
(35)
Die Entfernungen und die Größen des subjektiven Vorstellungs-
bildes sind umgekehrt, die Tiefen direkt proportional der Basis
(Objektivabstand).
Somit sind nicht alle Bedingungen erfüllt, um eine Ähnlichkeit
des subjektiven Vorstellungsbildes mit dem Körper der Wirklichkeit
herbeizuführen, denn während bei erweiterter Pupillendistanz z. B.
Entfernung und Größe im gleichen Maße abnehmen, nimmt die
Tiefe um denselben Betrag zu, und zwar scheint
[aus: i-- ° w ; t = /-f
der subjektiven Tiefe t die um o\w übertriebene Tiefe / zugrunde
zu liegen. Um diesen Betrag müßte / verringert werden. Dies kann
mit Hilfe der Gleichung (16) geschehen:
T
T " s '
worin hier (s < 5), wenn das Verhältnis der Bildweiten ist:
S o
S W
(36)
Wenn also die Bildweiten im direkten Verhältnis zu den optischen
Distanzen stehen, ist eine Ähnlichkeit zwischen subjektiver Tiefe
des Vorstellungsbildes und wirklicher des reellen Körpers erzielt:
f--=- (37)
Jetzt erheben sich die bangen Fragen, wie es sich nunmehr
mit der Entfernungs- und Größenschätzung verhält.
Die Entfernung des virtuellen Gebildes, das sich infolge des
Einflusses der erweiterten Pupillendistanz in einer Entfernung:
e = E. - o>
(nach 9) befand, ändert sich jetzt infolge der verschiedenen Bild-
weiten (nach 7):
3**
Digitized by Google
436 Schmidt.
■■1*-t]
noch um s/5, so daß wir als Verhältnis von endgültiger virtueller
Entfernung e zur reellen haben:
E o s
a ws
(38)
Dies ist zugleich die subjektive Entfernungsschätzung, wie unter
A nachgewiesen ist
e w ' s
Laut (8) bleibt nun bei verschiedenen Bildweiten die objektive
Querdimension konstant, doch ändert sich infolge des Näherrückens
der Gesichtswinkel. Gerade aber diese Änderung des Gesichts-
winkels bedingt nach B, daß wir keine neue Größenvorstellung vom
Gebilde bekommen. Nähern wir uns z. B. einem Körper von be-
kannter Größe, so wächst der Gesichtswinkel ebenfalls. Auf die
Schätzung der Größe hat diese Vergrößerung durch Annäherung
aber keinen Einfluß. Hier ist die Sachlage nun so, daß wir wegen
der erweiterten Pupillendistanz im Stereoskop zu einer falschen
Größenschätzung gezwungen werden. Wähnen wir uns daher dem
durch die stereoskopischen Faktoren beeinflußten subjektiven Vor-
stellungsgebilde zu nähern, so bleibt dennach die subjektive Größen-
schätzung dieselbe und daher der reellen Größe proportional:
O o
T = V (39)
Die subjektive Tiefenschätzung wurde zur reellen, aber absicht-
lich (37) in dasselbe Verhältnis gebracht, so daß wir nunmehr die
zusammenfassende Formel haben:
Q T E S o . .
T S= T == T'-=V (4°)
Das subjektive Vorstellungsbild ist nunmehr dem reellen ähnlich;
es scheint aber etwas (um s/S) näher zu liegen, als sich aus dem
Verhältnis der Ähnlichkeiten ergibt.
Die Hauptformel, welche alles dies zustande bringt, lautete (36):
w ~ s '
hierin hatten wir mit o zur besseren Anschaulichkeit die erweiterte
Pupillendistanz bezeichnet. Für ein stereoskopisches Instrumentarium
ist darunter der Objektivabstand zu verstehen. Bei Verwendung
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Stereostöpü.
von Objektiven ändert sich nun nach der dioptrischen Hauptformel
die Bildweite mit der Entfernung der Objekte. Immer aber muß
das Verhältnis der beiden Bildweiten (Sjs) konstant bleiben. Dabei
kommt es nun vor, daß die Betrachtungsweite so klein wird, daß
die Akkomodation der Augen hierfür nicht mehr hinreicht Zu dem
Zwecke bedienen wir uns sog. Betrachtungslinsen, in deren Brenn-
weite, die gleich der notwendigen Bild weite gemacht wird, wir das
Bild bringen. Weil hierbei die Lichtstrahlen von den Bildpunkten
parallel in unser Auge fallen, an welcher Stelle der Linse wir auch
immer hindurchsehen, sind wir in der Lage, die zu betrachtenden
Bilder ein wenig voneinander zu entfernen, d. h. ein etwas größeres
Einzelbildformat zu benutzen, als es zwischen der Pupillendistanz
Platz hätte, indem wir zum Hindurchsehen einander zugekehrte
Stellen der Linsen benutzen. 1 ) Somit wird die Betrachtungsbild-
weite immer gleich der Brennweite der Betrachtungslinsen zu machen
sein. Also haben wir:
Objektivabstand Entstehungsbildweitc
Augenabstand Brennweite der Betrachtungslinsen
Diese Formel erfährt ihre Einschränkung einmal dadurch, daß
wegen der Akkomodation der Augen die Brennweite der Betrach-
tungslinsen nur innerhalb gewisser Grenzen liegen darf, zweitens
sofern der Punkt P in oder außerhalb der Bildweite liegt.
i) Diese exzentrische Bildanordnung ist mit der Änderung der Fernpunkt-
distanz des Falles IV nicht zu verwechseln.
(Eingegangen am 23. November 1906.)
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438
Referate.
Referate-
BöcherbeMi>rechnng«*n.
A. Gleichen. Vorlesungen über photographische Optik. 230 S.
mit 63 Fig. Leipzig, G. J. Göschen, 1905. M. 9, — .
Das aus Vorlesungen über photographische Optik, die der Verf. an
der Technischen Hochschule zu Charlottenburg gehalten hat, hervor-
gegangene Buch behandelt auf mathematischer Basis die physikalischen
und geometrischen Grundlagen der Bilderzeugung, die Strahlenbegrenzung,
die Achroraasie, den Astigmatismus usw. Einige Abschnitte beschäftigen
sich mit der genauen Charakteristik wichtiger Objektivtypen; das Schluß-
kapitel schildert die Technik der Durchrechnung eines Objektivs, wobei
ein vollständiges Beispiel zur Feststellung des astigmatischen Korrektions-
zustandes eines (symmetrischen) Objektivs (Hypergondoppelanastigmat)
mitgeteilt wird. K. Schaum.
W. Urban. Photographische Objektivkunde. 115 S. mit
68 Abbild, und 5 Tafeln. Leipzig, O. Nemnich, 1906. M. 3,—.
Während das oben angezeigte Werk von A. Gleichen erhebliche
Anforderungen an die Kenntnisse des Lesers auf dem Gebiete der
theoretischen Optik stellt, hat der Verf. des vorliegenden Buches es mit
Erfolg unternommen, dem Berufs- sowie dem Amateurphotographen eine
leichtfaßliche Darstellung der wichtigsten Tatsachen an der Hand sehr
instruktiver Zeichnungen und Bildreproduktionen zu geben. Die aus
Vorträgen an der Lehr- und Versuchsanstalt für Photographie in
München hervorgegangenen Ausführungen werden jedem Interessenten
sehr willkommen sein. K. Schaum.
P. Lenard. Über Kat hodenstrahlen. Nobel- Vorlesung, gehalten
in öffentlicher Sitzung der Kgl. Schwedischen Akademie der Wissen-
schaften zu Stockholm am 28. Mai 1906. 44 S. mit 11 Text-
figuren und einem angehängten Literaturverzeichnis. Leipzig,
J. A. Barth, 1906. M. 1,20.
„Ich werde die Entwicklung des Gegenstandes — welcher auch
die neueren Vorstellungen über die Elektrizität und die Materie in sich
faßt — Ihnen so darstellen, wie sie von mir aus gesehen, als mein
eigenes Erlebnis sich abgespielt hat." Diesem Programm ist der Vor-
tragende aufs trefflichste gerecht geworden; es bietet einen hohen Reiz,
den "Schilderungen der Entwicklung eines ebenso wichtigen wie kompli-
zierten Gebietes unserer physikalischen Erkenntnis zuzuhören, die der um
jenen Forschungszweig hochverdiente Verfasser gibt. K. Schaum.
Für die Redaktion verantwortlich: Prof. K. Schaum in Marburg a. L.
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IV. Band. Ausgegeben im November 1906. Heft 10.
ZEITSCHRIFT
y
für
wissenschaftliche Photographie
Photophysik und Photochemie.
Begründet von
E. Englisch (Stuttgart) und K. Schaum (Marburg a. L.)
unter Mitwirkung befreundeter Fachgenossen
und insbesondere von
H. Kayser,
o. ö. Professor an der Uni'
herausgegeben von
K. Schaum»
a. o. Professor an der Universität «u Marburg a. L.
Mit einer Tafel.
'Avis*
1906
Verlag von Johann Ambrosius Barth in Leipzig
17
Die Zeitschrift erscheint monatlich. Der Jahrgang kostet Mark 30. — ,
nach dem Auslände unter Au/schlag des Portos.
Uojc Gilsdorf, Uiptit-Gohlü, Ulrühttratte 6.
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