Field Museum
OF
NaturalHistory
Digitized by the Internet Archive
in 2017 with funding trom
BHL-SIL-FEDLINK
https://archive.org/details/verslagvandegewo2811919
KONINKLIJKE AKADEMIË
VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM
VERSLAG VAN DE GEV^ONE
VERGADERINGEN DER WIS- EN
NATUURKUNDIGE AFDEELING
- VAN 31 MEI 1919 -
TOT 23 APRIL 1920
DEEL XXVIII
jOHANNES MULLER : AMSTERDAM
: : JULI 1920 : :
a ■
Si
A X 'L^
'V'.h
o
f
4
KONINKLIJKE AKADEMIË
VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM
VERSLAG VAN DE GEWONE
VERGADERINGEN DER WIS- EN
NATUURKUNDIGE AEDEELING
- VAN 31 MEI 1919
TOT 29 NOVEMBER 1919
DEEL XXVIII
(ISTE GEDEELTE)
i; 17:^2
JOHANNES MULLER : AMSTERDAM
; FEBRUARI 1920
INHOUD.
Verslag Vergadering
31 Mei
1919 N“. 1 . .
Blz.
. . 1
>» 19
28 Juni
„ N». 2 . .
, . 113
19 99
28 September
„ N». 3 . .
. . 219
9 9 9 9
25 October
„ N». 4 . .
355
99 99
29 November
„ N“. 5 . .
. . 465
'5 ..
KONINKLIJKE AKADEMIE VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM.
VERSLAG VAN DE GEWONE VERGADERING
DER WIS- EN NATUURKUNDIGE AFDEELING
VAN ZATERDAG 31 MEI 1919.
Deel XXVIII.
N”. 1.
Voorzitter: de Heer H. A. Lorentz.
Secretaris: de Heer P. Zeeman.
INHOUD.
Ingekomen stukken, p. 2.
installatie der nieuwbenoemde gewone leden, de Heeren P. Ehrenfest, A. A. Hijmansv. d. Berqh,
R. MAGNUS en EUQ. DUBOIS, p. 2.
Prae-advies van de Heeren P. VAN ROMBURGH, J. BÖESEKEN, ERNST COHEN, F. M. JAEGER en
F. A. H. SCHRElNEMAKERS op het verzoek om bericht en raad van den Minister van Onderwijs,
Kunsten en Wetenschappen nopens de uitnoodiging van het „Ramsay Memorial Fund” tot
deelneming van Nederland aan de te stichten „Ramsay Memorial Fellowships”, p. 3.
C. WiNKLER : „Over cyclopie met behoud van het Rhinencephalon", p 4.
H. ZWAARDEMAKER en H. ZEEHUISEN: „Over den samenhang bij reukstoffen tusschen het electrisch
ladingsverschijnsel bij verstuiving en de intensiteit van den geur”, p. 11.
H. B. A. BOCKWINKEL : ,.Over een paar punten betreffende de voortbrengende funksies van Laplace”
(Aangeboden door de Heeren H. A. LORENTZ en J. C. KLUYVER), p. 15.
H. P. Barendrecht: „Urease en de stralingstheorie van enzymwerking” IV. (Aangeboden door de
Heeren J. BÖESEKEN en S. HoOGEWERFFi, p. 23.
P. KRUIZINGA: „Eenige nieuwe sedimentaire zwerfsteensoorten van Groningen". (Aangeboden door
de Heeren O. A. F. MOLENGRAAFF en J. F. VAN Bemmelen), p. 37.
P. N. VAN KAMPEN: „Over de phylogenese van het zoogdierhaar”. (Aangeboden door de Heeren
Max weber en C. P. sluiter), p. 48
T. VAN LOHUIZEN: „Het anomale ZEEMAN-effect”. (Aangeboden door de Heeren H. A. Lorentz en
P. ZEEMAN), p. 53.
P. Zeeman en Mej. Dr. A. Snethlage: „De voortplanting van het licht in bewegende, doorschijnende,
vaste stoffen. 11. Metingen over het FlZEAU-effect in kwarts”, (Vervolg) p. 64.
O. NORDSTROM: „Opmerking over het niet-uitstralen van een overeenkomstig kwantenvoorwaarden
bewegende elektrische lading”. (Aangeboden door de Heeren H. KAMERLINGH ONNES en
H. A. LORENTZ), p. 67.
J. WeedeR; „De buiging der cirkels van een meridiaankijker”. (Aangeboden door de Heeren W. DE
SITTER en J. C. KapteyN', p. 73.
P. VAN ROMBURGH : „Over den onverzadigden alkohol uit de aetherische olie van versch gefermen-
teerde theeblaren”, p. 83
K. F. NlESSEN: „Theorie eener methode ter afleiding van de gnergieverdeeling in een eng spectraal-
gebied uit de energieverdeeling, waargenomen in een interferometer”. (Aangeboden door de
Heeren W H. JULIUS en J. P. KUENEN), p. 87.
ERNST COHEN en A. L. TH. MOESVELD; „De invloed van druk op de oplosbaarheid van stoffen”. VI,
p. 111.
H. KAMERLINGH ONNES: „Verdere proeven met vloeibaar helium. O. Een nieuw geval van supra-
geleiding. Thallium, enz.” p. 111.
H. KAMERLINGH ONNES: „Verbetering van de cascade voor het verkrijgen van lage temperaturen”,
p. 111.
P. E. Verkade en N. L. SöHNGEN; „De aantasting van cis-transisomere onverzadigde zuren door
schimmels”. (Aangeboden door de Heeren J. BÖESEKEN en A. F. HOLLEMAN), p. 111.
Aanbieding door den Heer J. Boeke ter uitgave in de Werken der Akademie van het manuscript
eener verhandeling van den Heer ERIK AGDUHR te Stockholm: „Sympathetic innervation of
the muscles of the extremities. A histo-experimental study”, p. 111.
Aanbieding van een boekgeschenk, p. 111.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
i
2
Het Proces-vei’baal der vorige vergadering wordt gelezen en
goedgekeurd.
Ingekomen zijn :
1°. Missive van Zijne Exc. den Minister van Onderwijs, Kunsten
en Wetenschappen dd. 16 Mei 1919 met bericht dat H. M. de
Koningin bekrachtigd heeft de benoeming van de Heeren P. Ehrknfest,
A. A. Humans van den Bergh, R. Magnus en Eug. Dübois tot
leden, van de Heeren Sv. Arrhenius, D. Hilbert, Axel Holst,
Luigi Luciani, P. Sabatier en D. H. Scott tot huitenlandsche leden
en van de Heeren C. Braak, L. Rütten en O. de Vries tot
correspondenten der Afdeeiing.
Aangenomen voor kennisgeving.
2°. Brieven van de nieuwbenoemde gewone leden, de Heeren
Ehrenfest, Humans van den Bergh, Magnus en Dubois en van de
nieuwbenoemde hidtenlandsche leden, de Heeren Sv. Arrhenius en
D. H. Scott, dat zij de benoeming met erkentelijkheid aanvaarden.
Aangenomen voor kennisgeving.
De Voorzitter heet de nieuwbenoemde gewone leden, die allen ter
vergadering aanwezig zijn, welkom en installeert hen met eenige
woorden van waardeering, waarbij hij uiting geeft aan de ver-
wachting der Afdeeiing dat hun deelnemen aan de wetenschappelijke
werkzaamheden der Akademie den bloei dier instelling zal helpen
bevorderen.
Scheikunde. — Namens de daartoe aangewezen Commissie brengt
de Heer P. van Rombukgh het volgende prae-advies uit:
Aan de Wis- en Natuurkundige Afdeeling van de
Koninklijke Akademie van Wetenschappen
te Amsterdam.
Gevolg gevende aan het verzoek om prae-advies uit te brengen
nopens de uitnoodiging van het Ramsaj Mernorial Fund tot deel-
neming door Nederland aan de te stichten Ramsay Mernorial Fel-
lowships, hebben de ondergeteekenden de eer het volgende ter kennis
te brengen van de Wis- en Natuurkundige Afdeeling der Konink-
lijke Akademie van Wetenschappen.
Indien de Nederlandsche Regeering haren steun verleent bij het
instellen der bedoelde Fellowships, zou daardoor steeds een Neder-
landseh chemicus in de gelegenheid zijn gesteld zich in Engeland
gedurende zekeren tijd geheel aan wetenschappelijken laboratoriums-
arbeid te wijden, onder genot eener toelage van £ 300.
Hieiunede zonde dus voor de chemie dezelfde weg worden betreden,
die reeds sinds jaren voor de medische wetenschappen (bezoek der
laboratoria op den Col d’Olen), de zoölogie (bezoek van het labora-
torium te Napels) en de botanie (bezoek aan ’slands Plantentuin)
is gevolgd. Overweegt men, dat tot dusverre op de staatsbegrooling
nooit ïniddelen zijn uitgelrokken geweest om studiereizen, als de. hier
bedoelde, voor chemici mogelijk te maken, en dat juist in den aller-
laatsten tijd van verschillende zijden de aandaclit van de Regeering
op het groote nut daarvan is gevestigd, waarbij werd verzocht der-
geiijke reizen van Rijkswege mogelijk te maken, dan ligt het voor
de hand den Minister met den meest mogelijken aandrang te ver-
zoeken, het daarheen te leiden, dat ook Nederland deelnerne aan
het stichten der Ramsay Mernorial Fellowships, zoo mogelijk op zoo-
danige wijze, dat de Regeering de beschikking verkrijgt over meer
dan een Fellowship.
(get.) F. M. Jaeger.
,, J. Böeseken.
,, F. A. H. SCHREINEMAKERS.
„ Ernst Cohf.n.
„ P. VAN RoMBÜRGH.
De vergadering neemt dit prae-advies ongewijzigd over. Het zal
als antwoord der Afdeeling aan den Minister van Ouderwijs, Kunsten
en Wetenschappen worden medegedeeld.
1*
Physiologie. — De Heer Winkler doet eene raededeeling: ,,Over
Cyclopie met behoud van het Rhinencephalon” .
In de Februari-zitting dezei’ Afdeeling in 1916 deelde ik ervaringen
mede, opgedaan bij het onderzoek der hersenen van drie cyclopen.
Toen wees ik er op, dat de kenmerkende afwijking dezer hersenen
is de aanwezigheid van een dunnen zak, waarvan de wand bestond
nit het dak van den door vocht sterk nitgezetten derden ventrikel.
Schwalbë’s uitspraak ,,das Vorderhirn ist bei den Cyclopen nie
in Hemispharen geteilt” moest ik bestrijden, want in alle gevallen
waren beide hemisphaeren aan het occipitale einde goed gedifferen-
tieerd. Wel hingen zij aan den voorpool met elkander samen, ofschoon
in één der toen beschreven gevallen een fissura sagittalis ook aan
den frontalen hemisj)haerenpool aanwezig was.
Ik ontkende dns, dat men aan het onderzoek der hersenen het
recht mocht ontleenen om de terminatie-periode der cyclopie te
plaatsen in een tijdperk \'Oorafgaand aan dat, waarin de overlangsche
splijting van het telencephalon tot stand komt.
Ook de stelling dat cyclopie onvermijdelijk aan arhinencephalie
gepaard is, kon ik slechts onder zeker voorbehoud aanvaarden.
In alle door mij onderzochte gevallen ontbraken wel is waar de
bnlbi olfactorii en de lobi olfactorii anteriores. Maar de lobi olfactorii
posteriores werden teruggevonden langs de mediane lijn der hersen-
basis. Daar waren zij nevens elkander geplaatst omdat het tusschen
in gelegen gedeelte van de hersenbasis ontbrak. Cyclopen-hersenen
zijn partieel arhinencephaal.
Sedert heb ik verscheidene, onderling zeer verschillende gevallen
van cyclopie onderzocht en het is mij daarbij gebleken, dat een andere
misvorming, de z.g. synotie in het nauwste verband staat met de
cyclopische misvorming en herhaaldelijk met deze te samen wordt
waargenomen.
Door de welwillende meewerking van Prof. Kouvver en van
Dr. Vermeuivën kreeg ik de beschikking over eenige soortgelijke monstra.
1°. Een menschenfoetus met synotie. (neus, oogen en bovenkaak
bestaan. Aanduiding van een mond. Geen onderkaak. In de middel-
1) C. Winkler. Verslagen der K. Ak. v. Wet. Febr. 1916.
5
lijn samenhangende ooren. Bij dit wezen de hersenen ongelukkiger
wijze verongelukt).
2". een foetus van een varken met cebocephalie (slurf, twee
geheel gescheiden oogen in één oogkas).
3“. een foetus van een schaap met cjciopia incompleta (één lang-
werpig oog met haltervormige pu[)il en twee N. optici, geen met
het bloote oog zichtbare slurf, ofschoon de X-photo een os nasale
leert kennen).
4°. een foetus van een kalf met bijna complete cjclopie (één lang-
werpig oog met haltervormige pupil, twee dicht aaneenliggende
N. optici, geen slurf).
5". een foetus van een kalf met cjciopia incompleta en sjnotie
(twee met elkaar vergroeide oogen in den wenkbrauwkring, geen
slurf. Een mondopening, naar boven begi'ensd door een stevige boven-
kaak (X-photo). Geen onderkaak (X-photo), geen tong. Het tongbeen
is volledig gevormd (X-photo). De ooren hangen in de middellijn
samen).
6°. een foetus van een schaap met sjnotie. (Een kleine slurf, geen
oogen, geen kaken, geen mond of tong. Wel een tongbeen (X-photo).
Het dier is dus anoplithalm, agnaath, aprosoop. De ooren hangen
in de middellijn samen. Larjnx en pbarjnx eindigen naar boven
in een blinden zak. Geen glandula thjreoidea).
7". Een foetus van een schaap met cjclopie en sjnotie, waarover
deze mededeeling handelt.
In al de onderzochte hersenen wordt een vliezige zak gevonden,
die zich door aanhechting aan de epiphjse, aan taenia thalami en
randboog ontpopt als het dak van den door vocht zeer verwijden
3den ventrikel. Daaraan werden echter aan het frontale en aan het
occipitaie einde wel eens bizonderheden waargenomen. In N“. 5 en
6 bijv. ging de zak over in den eveneens dunnen wand van
het telencephalon en in N“. 7 maakte aan het distale einde het
vliezige dak van mesencephalon en cerebellum deel uit van den
zak. De zak is niet alleen voor de hersenen van cjclopen maar
ook voor die van sjnoten kenmerkend.
Elders zal ik deze bizonderheden meer gedetailleerd beschrijven.
Hier is het mijn voornemen stil te staan bij het monstrum, dat
sub N“. 7 is genoemd. Het mag als een voorbeeld gelden vai> een
cjclopische misvormitig, die in het bezit is van een volledig rhinence-
phalon en het maant daardoor reeds tot groote voorzichtigheid bij
de beoordeeling der cjclopie.
Een blik op de teekening van dit wezen, zooals het van voren
wordt gezien (tig. 1) leert ons, dat het dier in het bezit is van een
6
volledigen neus met neusgaten. Daaronder volgt de door de 4 oog-
leden omkringde holte, waarin de twee vereenigde oogen zijn ge-
plaatst, met een kleiner linker en een grooter rechter oog. Kaken,
Fig. 1.
Teekening naar een photo van een schapen foetus met cebo-cephalie en synotie
Het monstrum bezit een goed gevormden en volledig ontwikkelden neus boven de
twéé in een vier-wenkbrauw-kring gelegen oogen Men vindt de beide mediale
carunkels daarin terug. De ooren zijn aan elkaar gegroeid.
mond en tong ontbreken. Vlak onder de oogen liggen de twee
ooren in de middellijn tegen elkander en de beide uitwendige
gehoorgangen bezitten een gezamenlijke opening. Pharjnx en larynx
7
zijn goed ontwikkeld en hangen samen in een naar boven blind
eindigende holte.
De X-photo bevestigt, dat de kaken geheel zijn verdwenen, maar
leert tevens, dat het tongbeen gaaf ontwikkeld is. Bovendien leert
de X-photo, dat het os ethmoidale in zijn geheel aanwezig is. Crista
galli, lamina cribrosa, lamina ' papjracea en het labjrinth van
het ethmoied kunnen worden onderscheiden. Reeds voor het uit-
nemen der hersenen wist ik dus, dat deze cycloop niet kon zijn
ontstaan door het verdwijnen van het zeefbeen en van den medialen
oogkuilswand.
Fig. 2.
Teekening van de bovenvlakte der hersenen van het in fig. 1 afgebeelde monstrum.
De zak (a) is zichtbaar. Hij is met de dura mater (b) vergroeid. Aan het distale
einde (c) gaat hij over in het als een dun vlies aanwezige mesencephalon en cere-
bellum. Door dit vlies heen schemert de tela in den vierden ventrikel door.
Bij het uitnemen der hersenen wordt men dadelijk getroffen door
de aanwezigheid van den zak (fig. 2a), die met de dura mater is
vergroeid (fig. 2b) en waarvan het uitgangspunt de epiphyse, die
vrij ligt, schijnt te zijn. Daarachter vindt men echter niets van een
8
mesenceplialon of van een cerebellura, De zak breidt zicli in occi-
pitale richting uit en door Iiaar heen schemert de tela van den
ventrikel door (fig. 2 c.). Daartegenover staat dat de beide hemispliaeren
goed zijn ontwikkeld. Er is een diepe fissura sagittalis, waarin zich de
dura-dnplicatenr met zijn sinus bevindt, welke van de crista galli
moet worden afgeknipt om haar verwijdering mogelijk te maken.
Beziet men de basale hersenvlakte (fig. 3) dan wordt men ge-
troffen door de aanwezigheid van twee wel ontwikkelde bulbi olfac-
torii met tractus, lobus olfactorius anterior, posterior en ammonshoorn,
kortom van een volledig ontwikkeld rhinencephalon.
Fig. 3.
Teekening der basale hersenvlakte van het in fig. 1 afgebeelde monstrum
a. de plaats waar het defect in den hersensteel door een dun vlies is bedekt.
b ol. = bulbus olfactorius. l. ol. = lobus olfactorius. N. II = Nervi optici
c. m. = doorschemerend corpus mammillare. N. VI. = Nervus abducens.
Er zijn twee N. optici (fig. 3, N. II). Het corpus mammillare
schemert door de pia mater heen. Van de hersenzenu wen is de N.
abducens met stelligheid te bepalen. Met de proximaal daarvan
gelegen zenuw is dit niet het geval. Eerst bij de beschrijving van
het mikroskopisch beeld wordt bepaald, dat het de N. trigeminus
is. Tusschen deze beide krachtige zejuiwen is de massieve hersen-
9
basis vervangen door een vlies, dat slechts door de uiterste zorg bij
het uitnemen gespaard is gebleven.
Zoodra men van de dorsale zijde uit, den zak openknipt en hem
terugslaat, neemt men waar, dat er een plaatselijk defect is in de
hersenbasis, ongeveer ter breedte van 1 cM. Daar wordt de hersen-
basis gevormd door een vlies van hoogstens 1 mM. dik, waarin
eenige witte zenuwstrengen van de middellijn uit divergeeren naar
een proximaal gelegen massieven knobbel zenuwweefsel. De knobbel,
stamgauglia en thalamencephalon, ziet men aan de basis in fig. 3
door de pia bedekt doorschemeren. Er is een continuiteitsonder-
breking in de hersenbasis ter hoogte van de hersensteelen.
Zeer merkwaardig is de beenige schedelbasis. De crista galli
springt naar voren. Aan weêrszijden daarvan draagt de lamina
cribrosa de bulbi olfactorii, die er de üla olfactoria door heen zenden.
Bovendien ziet men de foramina optica nog normaal gevormd, alsmede
het voorste stuk van het wiggebeen. Dan echter ontbreekt de sella
tui'cica met de hypophyse en is de schedelbasis daar gemakkelijk
beweeglijk.
Een van boven genomen X-photo geeft de verklaring. Er is een
groot hiaat in de beenige schedelbasis. Het achterste deel van het wig-
gebeen ontbreekt en in de middellijn is het voorste stuk van den clivus
tot aan de boog van den atlas weggevallen. De rotsbeenderen staan
intact. Kaken zijn er niet. Door het verlies der facies orbitalis van
de bovenkaak zijn de oogen naar beneden gezonken. Zij liggen niet
langer in een beenigen oogkuil. De lamina papyracea van het zeef-
been staat proximaal van het dubbeloog en is dienteiigevolge in de
X-photo gemakkelijk herkenbaar.
De oogen zijn niet tot elkander genaderd doordat de mediale
oogkaswand vernietigd is, maar omdat de onderwand van de oogkas
ontbreekt. Dit cyclope monstrum is in het volledig bezit van een
rhinencephalon, maar tevens wordt het door het verlies van de
onderkaak enz. synoot.
Komt men nu tot de vraag, hoe zulk een monstrum ontstaat, dan
zal men moeten toegeven, dat ei- voor hem, die een te kort aan
kiemrnateriaal wil blijven verdedigen onafzienbare moeilijkheden rijzen.
Eenvoudiger is de voorstelling, die den zak tot uitgangspunt neemt.
Het pathologisch proces dat den zak in het leven roept (en hij
wordt in alle gevallen van deze soort gevonden) is eenerzijds in
staat om aan de dorsale zijde het mesencephalon en het cerebellum
te vernietigen, als zij zijn uitbreiding in den weg staan.
Maar aan de ventrale zijde vernietigt het de hersensteelen lokaal
en tevens het daaronder liggende kiemweefsel, waaruit kaken, mond
10
en tong zich zullen vormen. Op geleide van den 2*^®“ kieuwboog (het
tongbeen was in alle 3 gevallen van sjnotie intact) wordt alles vernield
wat zich ontwikkelen zal uit den kieuwboog (behalve soms
van gehoorbeentjes) en uit het proximaal daarvan gelegen weefsel,
tot aan de sella turcica toe.
Het lokaal defect in hersensteelen en in schedelbasis is hier sprekend.
In den in mijn vorige meêdeeling ontwikkelden gedachtengang stel
ik mij een plaatselijk ontstekingsproces voor als oorzaak van den
zak, die door mechanische werking het defect aan de hersen- en
schedelbasis veroorzaakt.
Daarbij ben ik echter niet blind voor de mogelijkheid, dat de zak
en het basale defeci co-efïecten kunnen zijn eener diep liggende oorzaak.
In debatten daarover in Leiden gevoerd is door Dr. Mürk Janssen
de mogelijkheid bepleit, dat een te nauw amnion, zoowel de zak
als het defect kan teweegbrengen, als dit den kop van het embryo
in een bepaald vlak knelt. Het gevolg daarvan kan het afsterven
van het kiemende weefsel zijn.
Ware dit het geval, dan zouden zich nog verschillende mogelijk-
heden laten denken, waarop ik echter nu nog niet wil ingaan.
Maar dit wensch ik vast te houden.
Weefselvernietiging aan het proximale schedeleiride, waardoor het
ethmoied niet wordt gevormd en cyclopie ontstaat is niet de eenige
defectvorming die voorkomt. Er is een andere plaats van praedilectie,
waarbij door ziekteprocessen de kieuwboog vernietigd wordt.
Zij voeren tot sy notie.
Soms komt dit geïsoleerd voor. Dan is er synotie met aanwezig-
heid van bovenkaak, ongeschonden oogen en neus, zooals in het
menschelijk sub 1 genoemde foetus.
Soms komen de twee lokale processen onaf hankelijk van elkander,
naast elkander voor. Dan ontstaan cyclope en synote misvormingen
met tusschengelegen intacte bovenkaak, zooals bij het monstrum dat
sub 5 werd genoemd.
Soms ook worden beide defecten tot een massale spleet en komen
de monstra tot stand, zooals sub 4 werd geschetst, n.1. synotie met
anophthalmie, aprospie en agnatie.
De rij der cyclope misvormingen sluit aan die der sjmote mis-
vormingen. Een in die rij is bizonder merkwaardig, omdat daardoor
synotie ontstaat met den cebocephalen vorm der cyclopie, een cyclo-
pie, waarbij een volkomen gaaf rhinencephalon wordt aangetroffen.
Mij komt het niet ondenkbaar voor, dat door defecten, die den 1®‘®''
kieuwboog sparen maar alleen de bovenkaak vernielen, incomplete
cyclopie met volledig rhinencephalon zal kunnen ontstaan.
Physiologie. — • De Heer H. Zwaardemaker biedt, mede uit naam
van den Heer H. Zeehutsrn, een mededeeling aan: „Over
den samenhang hij reukstoven tusschen het eJectrisch ladings-
verschijnsel hij verstuiving en de intensiteit van den geur’.
In vroegere mededeelingen is het eiectriscli laadvermogen bij
verstuiving van de reukstoffen en van een groot aantal saponinen
en antipyretica behandeld. De eerste rubriek, de i'eukstotfen, ver-
toont het ladingsverschijnse! in de sterkste mate. Daarna volgen de
tweede en de derde rubriek. De oplosbaarheid der individneele
stoffen in water oefent echter een grooten invloed op het i'esnllaat
uit, in zooverre ais dit laatste alleen dan eenigszins aanzienlijk kan
zijn, indien een voldoend aantal moleculen in opgelosten staat in
het water op het oogenblik van verstuiving aanwezig zijn. Enkel
gesuspendeerde deeltjes zijn voor het verschijnsel waardeloos. Ter
loops willen wij nog de aandacht vestigen op een vierde rubriek,
die later uitvoerig ter sprake zal komen, n.1. de alcaloïden. Ook
van deze geven vele het phenomeen, maar, daar in het algemeen
hun oplosbaarlieid minimaal is, kan het niet tot een hoogen graad
geraken. Om een indruk te geven van de groote velschillen, die
zich voordoen, wanneer men alle vier rubrieken in den gezichts-
kring trekt, zij opgeraerkt, dat bij vergelijking b.v. van de lading
eener verzadigde kamferoplossing met die van een verzadigde chinine-
oplossing, de eerste minstens 2-maai sterker blijkt dan de laatste.
De reukstoffen blijven derhalve te midden der organische stoffen van
phjsiologische werking altijd nog die, aan welke het sterkste laad-
vermogen toekomt. Zij leenen zich dus voor de verdere studie van
het verscliijnsel wel het best.
Vroeger is meegedeeld, dat in homologe reeksen een, met elkaar
in intensiteit op en neer gaan, van ladingsverraogen en riekend ver-
mogen kan worden vastgesteld. Om na te gaan welke verhouding
in dit opzicht voor, over allerlei groepen en reeksen verspreide,
reukstoffen bestaat, werden er 26 door ons zonder bepaalde orde,
geheel willekeurig, gekozen en haar waterige oplossing zoodanig
verdund, dat zij bij verstuiving een nauw merkbaar ladingsverschijn-
b K. Akad. v. Wetepsch. Amst. 25 Maart 1916, 27 Mei 1916, 30 Sept. 1916.
23 Febr. 1918, 29 Juni 1918. Arch. neérl. de physiol. T. 1, p. 347; NederI,
Tijdschr. v. Geneesk. 1918 II 980—982.
J2
sel aanboden (met een electroscoop van matige gevoeligheid een
uitslag van 0.1 a 0.2 sehaaldeelen). In den eenvondigen reukmeter
onderzocht gaven deze oplossingen een zeer zAvakken reukindruk,
waarvan de sterkte zich gemakkelijk liet beoordeelen door vast te
stellen over welke lengte de olfactometrische cjlinder moest worden
ontbloot om een minimum perceptibile te vei'schaffen. Tabel la geeft
de op deze wijze gevonden olfactiewaarden der oplossing, wanneer
men de „Reizschwelle” tot richtsnoer neemt. Tabel \b vermeldt van
dezelfde reukstoffen de lengten, waarover het voorschuiven van den
TABEL la.
Rangschikking der reukstoffen naar de
reukintensiteit van oplossingen, die onge-
veer gelijke, uiterst zwakke lading
(0,1— 0,2 deelstreep) geven.
TABEL 16.
Rangschikking der reukstoffen naar de
>Erkenntenisschwelle” in oplossingen,
die ongeveer gelijke, uiterst zwakke
lading geven.
Reukstoffen (van zwak-
riekend naar sterkriekend
gerangschikt).
»Reizschelle” in
centimeters uit-
schuiving in den
eenvoudigen
reukmeter.
Reukstoffen (van zwak
naar sterk gerang-
schikt).
«Erkenntnis-
schwelle'’inc.M.
uitschuiving in
deneenvoudigen
reukmeter.
Capronzuur
5
Capronzuur
9
Kunstmuskus
1
Kunstmuskus
8
Valeriaanzuur
1
Valeriaanzuur
5
Amylalcohol
1
Amylalcohol
5
Cumidine
1
Cumidine
5
Allylalcohol
1
p. Xylenol
5
Isoamylacetaat
0.5
Allylalcohol
3
Terpineol
0.5
m. Xylidine
2.5
Skatol
0.5
o. Toluidine
1.5
Indol
0.5
p. Toluidine
1.5
Pseudocumol
0.3
Isoamylacetaat
1.3
Xylol
0.3
Terpineol
1
0. Toluidine
0.2
Skatol
1
Aniline
0.2
Pseudocumol
1
p. Xylenol
0.1
Aniline
1
m. Xylidine
0.1
Thymol
1
m. Toluidine
0.1
Benzol
1
Thymol
0.1
Toluol
1
Benzol
0.1
Xylol
0.6
Toluol
0.1
Indol
0.5
Naphthaline
0.1
Naphthaline
0.5
m. Xylenol
0.1
m. Xylenol
0.4
Guajacol
0.1
Guajacol
0.1
Nitrobenzol
0.1
Nitrobenzol
0.1
Pyridine
0.1
Pyridine
0.1
Vanilline
0.05
Vanilline
0.1
Gemiddeld
0.54 c.M.
Gemiddeld
2.16 C.M.
') Een spanning van 220 volt gaf aan het instrument een uitslag van 10 schaal-
deelen (Het had een capaciteit van + 50 Electrostat. Eenheden).
13
cylinder moet plaats hebben, wanneer men in plaats van de ,,Reiz-
scliwelle” de ,,Empfindnngsschwelle” opspoort. In het laatste geval
geschiedt de beoordeeling wel is waar naar de intensiteit van de
gewaarwording, maar niet zonder dat vooraf het psychologisch her-
kennen van de qualiteit verzekerd is geworden.
Gelijk men bespeurt, is de gemiddelde olfactie waarde onzer 26
willekeurige reukstoffen in een verdunning, waarbij het laadvermogen
aan de grens van waarneembaarheid geraakt, 0.52 cM. (naar het
minimum perceptibile, zonder qualiteit, beoordeeld). De afwijkingen
varieeren binnen het tienvoudige der middenwaarden.
Klaarblijkelijk valt de grens van waarneembaarheid van riekend
vermogen ten naaste bij samen met de grens van waarneembaarheid
van ladend vermogen. Wel is een zekere variatie-breedte voorhanden
in de olfactiewaarden, terwijl het laadvermogen voor alle gelijk heet
te zijn. maar ook dit laatste is niet volkomen, daar verschillen
tusschen onderdeelen van een tiende deel over den electroscoop zich
niet voldoende laten beoordeelen.
Een onzer heeft het vermoeden uitgesproken, dat zoowel de inten-
siteit van den geur als de intensiteit van het ladingsverschijnsel elk
voor zich op min of meer samengestelde wijze zal afhajigen :
a. van de vluchtigheid der stoffen,
h. van de verlaging der oppervlaktespanning van water, die zij
te weeg brengen.
In dit verband is het van belang zoowel het kookpunt van de
reukstoffen als het druppelgetal van de verdunde waterige oplossingen
te leeren kennen. Onderstaande tabellen (lla en b) verschaffen deze
gegevens. Een onmiddellijk verband kan er niet uit worden afgeleid.
Wel kan een meer verwijderde samenhang worden verondersteld’).
Ook het ladingsteeken is misschien van eenigen invloed. Terwijl
voor 24 van de 26 stoffen in de meest verschillende concentraties
onderzocht nooit anders dan een positieve lading kon worderi ge-
constateerd, die bij voortschrijdende verdunning ten slotte vei'dwijnt,
laden capronzuur en valeriaanzuur in zeer verdunde oplossing negatief
(in eenigszins geconcentreerde positief). In de uiterste verdunning,
waiirin deze negatieve lading nog waarneembaar is, blijkt de riek-
b Rangschikking van het druppelgetal der verzadigde oplossing:
Naphthaline 49.3, Kunstmuskus 49.6, Toluol 50.3, Pseudocumol 50.5, Benzol
50.75, Allylalcohol (1:500)51, Vanilline 51, Indol 51.5, Skatol 52.2, Xylol 55,
Nitrobenzol 55.5, Pyridine (1 ‘’/y)57.25, Gumidine 66.75, p. Xylenol 68.5, Aniline 69,
p. Toluidine 69, Thymol 73, o. Toluidine 75.5, n. Xylidine 77, m. Xylenol 84,
Capronzuur 84.5, Guajacol 85, Terpineol 90.5, Valeriaanzuur 106, Isoamylacetaat
115, Amylalcohol 131.
14
TABEL \\a.
Rangschikking van 26 reukstoffen (in
den stalagmometer) der nog nauwelijks
lading gevende oplossing (bij 15° C).
TABEL IIö.
Rangschikking van 26 reukstoffen
naar hun kookpunt.
Water
49.3
Water
100°
Naphthaline
49.3
Benzol
80°
Kunstmuskus
49.6
Allylalcohol
97°
Capronzuur
49.8
Toluol
111°
Aniline
50
Isoamylacetaat
116°
Indol
50
Amylalcohol
116.3
Nitrobenzol
50
Pyridine
116.7
p. Xylenol
50
Xylol
142^
p. Toluidine
50
Capronzuur
155°
Guajacol
50
Pseudocumol
169.8
Thymol
50.1
Aniline
182.5
Allylalcohol
50.2
Valeriaanzuur
184
Toluol
50.2
0. Toluidine
199.7
Pseudocumol
50.5
p. Toluidine
200.4
Amylalcohol
50.5
Nitrobenzol
205
m. Xylidine
50.5
Guajacol
205.1
m. Xylenol
50.6
Terpineol
218.
Benzol
50.8
Naphthaline
218.2
Vanilline
51
p. Xylenol
220
Valeriaanzuur
51
m. Xylenol
225
Terpineol
51.2
m. Xylidine
226
o. Toluidine
52
Thymol
231.8
Skatol
52.2
Cumidine
235^
Cumidine
52.2
Indol
253
Isoamylacetaat
52.5
Skatol
265
Pyridine
54
Vanilline
sublimeert
Xylol
Gemiddeld
55
„ ,,/1323.2\
50.9 (-g-)
Kunstmuskus
??
kracht dezer stoffen, vergeleken met het gemiddelde onzer stoffen,
zeer gering.
Het al of' niet sterker worden der lading door toevoeging van
keukenzout aan de oplossing, resp. het verzwakken der lading door
deze procedure ‘), schijnt geen bijzondere beteekenis voor de onder-
linge rangschikking onzer 26 stoffen te hebben. Alle vertonnen een
toename van laadvermogen, met uitzondering van naphthaline, indol
en skatol, wier geringe lading onveranderd schijnt te blijven, en van
kunstmuskns, pseudocumol, p. xjdenol en thjmol, wier lading duidelijk
zwakker wordt.
Onze conclusie is alzoo, dat, zuiver feitelijk genomen, de vei-klaring
geheel ter zijde latend, reukkracht en laadvermogen ook van wille-
■ keurig gekozen reukstoffen bij ongeveer overeenkomstigen verdun-
ningsgraad hun grens van waarneembaarheid bereiken.
b E. L. Backman, Onderz. Physiol. Lab. Utrecht (5). Deel 18, p. 349 Deel 19, p. 210.
Wiskunde. — De Heer Lorentz biedt een mededeling aan van
de Heer H. B. A. Bockwinkel: ,,Over een paar punten
betreffende de voortbrengende funksies van Lapla.ce”.
(Mede aangeboden door de Heer Kluyver).
1. Lerch heeft over de in
integraaljl^
e~^’' q^{r)dr, of de hieruit door
de substitutie r = — log t afgeleide,
1
o
waarin ƒ (^) de voortbrengende funksie (fonction génératrice) en or (.r)
de bepalende funksie (fonction déterminante) heet, de volgende merk-
waardige stelling uitgesproken :
Indien de bepalende funksie a (x) nul wordt voor een oneindig
aantal loaarden van x die een rekenkundige - reeks met pozitief ver-
schil p vormen,
a; ■=: § + fiïj, (fi = 0, 1, 2, . . . ) (2)
dan is hij identiek gelijk aan nul, en hetzelfde geldt van de voort-
brengende funksie f{i).
Lerch maakt bij het bewijs van zijn stelling gebruik van een
teorema van Weterstrass, n.l. dat iedere in een gesloten interval
kontinue funksie in dat interval door een uniform konvergente reeks
van gehele rationele funksies kan worden voorgesteld. Daar destel-
ling, waarop ook door Fincherle * *) en door Nielsen *) de aandacht
gevestigd wordt, allerlei interessante gevolgen heeft, schijnt hij be-
langrijk genoeg, om nog eens langs andere weg bewezen te worden.
We veroorloven ons daarom, aan de redenering van Lerch de vol-
gende toe te voegen, waarbij van meer bekende, altans meer gewone
hulpmiddelen gebruik gemaakt wordt (nl. het teorema van Fourier).
b Lerch, Acta mathematica 27, 1903.
*) PiNCHERLE, „Sur les fonctions déterminantes”, Ann. de i’Éc. Norm. 22, 1905.
PiNCHERLE noemt f(t) , fonction génératrice” en (x.{x) „fonction déterminante”,
terwijl Lerch het juist andersom doet. Wij hebben ons bij Pincherle aangesloten.
®) Nielsen, „Handbuch der Gammafunktion”, p. 118.
16
2. De volgende onderstellingen zijn voldoende, om de beoogde
gevolgtrekkingen te maken :
1°. De voortbrengende fnnksie f{t) is, behalve misschien in ^ = 0,
kontinu in het integratieinterval.
2". De integraal (1) bestaat voor zekere waarde x = c van x.
We stellen
t
o
Dan is g {f) krachtens onderstelling 2“ een in het interval (0,1),
ook in ^ = 0, kontinue fnnksie, en 0 voor ^ = 0. Verder is volgens
onderstelling 1“ g [f] in alle pnnten van het genoemde interval,
behalve misschien in ^ = 0, differentieerbaar en heeft men
9{t)=f{t)t^ (4)
Men kan dns herleiden, voor d" j> 0,
1 1
jf{t) F dt =:J g' (É) dt = (<)
ê s
1
^1— c-1 gt
Is nu x een kompleks getal waarvan het reele deel R (.r) groter
is dan dat van c, dan kan men in deze vergelijking ö tot nul laten
naderen, en dan komt er
1 1
dt = g (l) — (.V — c)
o
dt
(5)
Hieruit volgt: Als de integraal (1) bestaat voor zekere waarde van
X, X = c, dan bestaat hij in het hele halfvlak bepaald door R{x) j> R{c) j.
Uit de gelijkheid (5) volgt ook gernakkelik dat de integraal in
het linkerlid in ieder gebied S, geheel in het eindige 'van R (x) >
/f (c) + d, (d ^ 0), gelegen, een kontinue fnnksie van x voorstelt.
Eveneens blijkt door een dergelijke redenering als zo even dat ook
de integraal
b Dit teorema is fundamenteel in de teorie van de voortbrengende funksies.
Volgens Pjncherle (1. c.) is het door verschillende schrijvers bewezen, dikwels
onder minder algemene onderstellingen dan onder en 2° vermeld De rede-
nering in de tekst is van Lerch en wordt ook door Pincherle gebezigd. Deze
redenering bp.rust evenwel op de koniinuiteit van ƒ(/), in het links open interval
(0,1), hetgeen Lerch vermoedelik uit het oog verliest als hij, aan ’t eind zijn
stelling uitsprekende, zegt dat f (t) ook wel diskontinu, mits integreerbaar, kan
zijn. (Natuurlik wordt hiermee niet beweerd dat veralgemening niet mogelik is).
17
1
o
bestaat voor R {x) ^ R (c), en voor ieder punt binnen dit halfvlak
het differentiaalquotient van a (x) voorstelt, zodat a {x) tevens een
analitiese funksie van x is. Ook deze gevolgtrekkingen vindt men
bij PiNCHERLE vermeld.
Lerch sluit nu het bewijs van zijn stelling eveneens bij de ver-
gelijking (5) aan. Bij het volgende bewijs zullen we evenwel gebruik
maken van een vergelijking die uit (5) ontstaat door de stap die tot
deze laatste gevoerd heeft, nog een keer te herhalen. We stellen dus
t
h {t) = (u) du (7)
o
Dan is weer h(t) kontinu en differentieerbaar in (0,1) en men heeft
h’(t) = git) . (8)
Van belang is echter dat deze laatste vergelijking nu óók geldt in
t — 0, en dat de afgeleide van h{t) dus een in het gesloten interval
(0,1) geborneerde funksie is. Merken we verder op dat men heeft
lim \]i (t) : — A' (0) — g (0) = 0,
« = o
zo vindt men door partiele integratie, op dergelijke manier als zo
even, mits altijd R{x) j> R{c),
1 1
1 (t) dt = h{\) — {x—c — l) {t) dt. . . (9)
en dus
« (,v) = g (1) — (x — c) A (1) -(- (x — c) (x —c — dt. 10)
3. Al het voorgaande geldt onafhankelik van enige verdere
onderstelling omtrent f{t). Stel nu vooreerst dat a{x) nul wordt
voor de rekenkundige reeks van waarden
x = ^-r^, (,U = 0, 1, 2, . . .). . . . . (11)
We kiezen dan het getal c uit de voorgaande vergelijkingen gelijk
aan §, dan is ^(1) = 0, en dus ook de integraal in het rechterlid
van (5) voor
+ 1 + (f* = 0? 1> 2, , . .) . . . . (12)
Hieruit volgt weer dat A(l) gelijk is aan nul, en, in verband hier-
mee, uit (10)
2
Verslagen der Afdeeling Naluurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
18
(fi=0, 1,2,. . ^ • ■ (13)
o
Nu hebben we gezien dat het ditferentiaalquotient van h{t) be-
grensd is. Volgens een bekende stelling heeft h{t) dus in het
interval (0,1) een begrensde totale variatie, en hieruit volgt weer ’)
dat h{t) ontwikkelbaar is volgens het teorema van Fourikr.
Men heeft
h (t) = \ n (cin COS 2jr nt -\- h„ sin 2jr nt) ... . (14)
waarbij
en, voor = 1, 2, 3, . . .
a.=Jl
h (i) dt
X
iCh (()
cos 2?r nt dt, b„ =. 2
(t) sir,
2jr nt dt
o o
Nu zijn de funksies cos‘lrrnt en sinljtnt voor iedere n ontwik-
kelbaar in machtreeksen.
cos 271 nt IJ. Ajj. te, sin 27r nt ■= t ''
o o
die in het interval (0,1) uniform konvergeren. Daar li{t) in dat
interval begrensd is, geldt dus de herleiding
Volgens (13) zijn dus alle koeffisienten in de Foürierse ontwikke-
ling (14) gelijk aan nul, en is dus ook h (t) identiek gelijk aan nul
in het interval (0,1). Daar verder g (0 = h' it), geldt hetzelfde van
1) E. W. Hobson, ,The Theory of Functions of a real variable”, Cambridge,
1907, p. 283.
2) Hobson, 1. c. p. 680.
19
g {t), en daar — (behalve misschien in ^ = 0), zo is ook
de voortbrengende funksie f{t) zelf in het interval (0,1) gelijk aan
nu). Dit is liet tv^'eede deel van de stelling van Lerch. Daar het
eerste deel onmiddellik uit het tweede volgt, is de stelling hiermee
bewezen in het biezondere geval dat de rekenkundige reeks van de
nulpunten 1 lot verschil heeft.
Is dit verschil gelijk aan het pozitieve getal j], en worden de
nulpunten dus voorgesteld door formule (2), dan stellen we
t'i =: s, X — r}y, § ric
waardoor de integraal (1) overgaat in
o o
De funksie — ^ = cp (s) heeft de eigenschappen onder
1“ en 2" van het begin van het vorige nummer vermeld, zodat de
voorgaande redeneringen er op van toepassing zijn. De integraal (15)
wordt nul voor de rij van waarden (11), dus is rp (s) en daarmee
ook /(.s‘) identiek gelijk aan nul in het interval (0,1). Het teorema
van T.IERCH is hiermee volledig bewezen.
4. Men kan het eerste deel van dit teorema, nl. a {x) identiek
nul wordt, als dit voor een rekenkundige reeks van «-waarden geschiedt,
ook rechtstreeks bewijzen, zonder eerst aan te tonen dat het tweede
deel juist is, en wel is het een onmiddellik gevolg van de stelling;
Iedere funksie a (x) bepaald door een integraal van de vorm (1)
kan, onder de onderstellingen 1“ en 2° aan’t begin van 2 genoemd
in een binomiaalkoeffisientenreeks
o
ontwikkeld loorden, als ^ een getal is dat binnen het konvergentiegebied
van de integraal ligt.
Nemen wij nl. een ogenblik aan dat deze stelling waar is. Wordt
ci{x) nu nul voor de reeks van waarden (11), dan stelle men in
(16) ^ = ‘è- Door X achtereenvolgens gelijk aan §, ^ -f- 1, ^ -f- 2, . . .
te nemen, vindt men dan dat alle koeffisienten c„ van de binomiaal-
ontwikkeling nul zijn, en dat dus a («) identiek gelijk aan nul is.
Het eerste deel van de stelling van Lerch wordt op die manier
al zeer gemakkelik ingezien en het zou dus geschikt zijn, als men
uit dit eerste deel onmiddellik, of altans langs kortere dan de boven
2*
20
aangegeven rechtstreekse weg het tweede deel kon afleiden. Maar
we zien daartoe vooralsnog geen kans. Op de keper beschouwd is
de gegeven afleiding al taraelik kort, naaar bovendien achten wij het,
op gronden die we, ter wille van ruimtebesparing, hier niet nader
aangeven, niet waarscliijnlik dat men voor het genoemde doel meer
heeft aan het identiek nul worden van u [x) dan aan het nul worden
van deze funksie voor een rekenkundige reeks van waarden van het
argument.
Niettemin is het eerste deel van Lerch’s teorema op zichzelf van
belang omdat daaruit reeds mei'kwaardige gevolgtrekkingen kunnen
worden afgeleid. Er blijkt bv. uit, zoals door Lerch wordt aange-
wezen, dat eenvoudige funksies als
2
sin kx, cos kx, i 0)
r{l—kx) ^ ^ ’
niet de bepalende van voortbrengende funksies kunnen zijn, m. a. w.
niet door integralen van de vorm (1) kunnen worden voorgesteld,
en evenmin produkten van deze funksies met andere die in het
eindige deel van zeker gebied R{x) 'g> c binnen eindige grenzen
blijven.
De stelling over de ontwikkeling van de integraal (1) in een
binomiaalkoeffisien ten reeks kan op verschillende manieren worden
bewezen. In de eerste plaats vallen integralen van die vorm onder
de algemene groep van funksies waarvan ik in een vroegere mede-
deling in deze Verslagen (3 Mei 1919) heb aangetoond dat ze in
reeksen van de gedaante (16) ontwikkelbaar zijn. Men beschouwe
een gebied R[x) > c d, neme een pozitief getal <( d en stelle
in de sekundaire integraal, in ’t rechterlid van {h), x = c -\- y,
dan is R{y)> 6 — d,, dus essentieel pozitief. Men kan nu herleiden
11 1
g [t) dt
<
ƒ
tRiy) i®'!— 1 g [t)
dt <
9 (0
dt.
0 0 o
welke laatste integraal bestaat, omdat g{t) in (0,1) geborneerd is.
Dus is a (x) in het hele beschouwde gebied van de vorm
a (x) = (x — b) p (x)
waarin p (x) binnen eindige grenzen blijft (b is een zeker getal buiten
het gebied). Dergelijke funksies kunnen echter steeds in de bedoelde
reeksen worden ontwikkeld.
Een tweede, meer rechtstreeks bewijs krijgt men door in de
sekundaire integraal in (5) te stellen t = 1 — u en te herleiden
(1 _m)x-c-i = (1 _ m)/S-c-i (1 _ ^ ( _ lyn
o
21
waarbij de reeks voor R («) ^ R (^) uniform in het interval 0 < w < 1
kon vergeert. Daar voor R {^)f> R (c) de integraal
1
— u) (I — du
o
absoluut konvergeert (wegens de kontinuiteit van g{'\ — w)), kan men
na de bedoelde substitutie term voor term integreren, en vindt dan
(in de afzonderlike integralen weer 1 — u door t vervangende)
1 00 1
tx—c—1 dt — 'yin (—1)™ J^l — 1 g
(17)
0 0 0
De ontwikkeling is dus geldig voor R(a;) ]> R(li) j> R(c). Daar het
produkt van deze reeks met .v — c tot een reeks naar dezelfde
fakulteiten van .v — kan worden herleid, is de verlangde stelling
hiermee opnieuw aangetoond. ^)
Een derde bewijs heeft nog dit interessante dat het doet zien dat,
als de integraal slechts bestaat voor x = c, ook ontwikkeling naar
fakulteiten van x — c mogelik is, zelfs al zou de lijn R{x) = R{c)
de grens van het kon- en divergentiegebied van de integraal in het
.r-vlak zijn, en al zou de integraal volstrekt niet in alle punten van
die lijn bestaan. Het bewijs bestaat hierin dat we het proses, dat
tot de stelling van Lerch gevoerd heeft, tot in het oneindige voort-
zetten ; we stellen
o o
Formule (10) laat zich dan veralgemenen tot
a{x) = g{\) — (l)(.r-c) + ~ ^ 3 ^ )
1 • 09)
+ (- 1)”-^ 9n-\ (1) + (~1)" ^ ‘’j J" {t) dt . . . . I
0 '
De restterm nadert tot nul voor R{x) f> R{c), want men heeft
1) Men vindt bij Nielsen (1. c. p. 125) een dergelijk bewijs van de hier bedoelde
ontwikkelbaarheid; dit sluit echter niet aan bij de sekundaire integraal in het
rechterlid van (5), maar bij de oorspronkelike, zodat hierbij nodig is te onderstellen
dat ook deze absoluut konvergeert voor limt = 0. Van deze spesiale onderstelling
bevrijdt men zich juist door de herleiding (5).
22
achtereenvolgens, als G de maksimummodulus van de geborneerde
fnnksie g {t) in het interval (0,1) is,
\gAt)\<Gt \gAt)\<:Gt\... 1 ^«(0 |< Gtn, . . .
dus
1
1
1 f* *
1 f’i (i) dt
= n j. (q
\ ^
0
1
0
1
<„ƒ,
QlR {x-c)-\ dt
<
iG
R (x — c)
, voor R {x — c) 0.
/a’ — c\ . — R{x—c)—l
Nu isl Ivoor n=cc equivalent met n
restmodulus in formule (19) voor alle n kleiner dan
H {x — c)
R [x — c) c) ’
en dus de
(20)
waarin H zeker pozitief getal is groter dan G. Voor R{x)A>R{c)
nadert dus de restterm met onbepaald toenemende n tot nul. Zelfs
toont de majorantwaarde (20) aan dat op een oneindig lijnsegment,
uitgaande van x = c en met de richting van het pozitieve deel van
de reele as, de binomiaalreeks uniform konvergeert; want hierop
is R {x — c) = X — c. PiNCHERLE heeft (l.c.) opgemerkt dat een derge-
lijke uitspraak, die analoog is aan een bekende stelling van Abel
over machtreeksen, voor de integraal (1) geldt en dat die volgt uit
de, door partiele integratie, ontstane vergelijking (5). Evenzo kan
men, door partiele sommatie, bewijzen dat de hiergenoemde stelling
algemeen geldt zoowel voor reeksen die naar fakulteiten voort-
lopen (de hier besproken binomiaalkoeffisientenreeksen) als voor de
fakulteitreeksen in engere zin (die voortlopen naar omgekeerde fakul-
teiten). Voor de laatstgenoemde heb ik dat in een mededeling over
deze reeksen nader aangewezen ^). De ontwikkeling van de integraal
(1), in een dergelijke fakulteitreeks is evenwel, zoals uit onderzoekin-
gen van Nielsen ’) en van Pincherle ') volgt, slechts mogelik onder
nader beperkende voorwaarden voor f[t), nl. als dit een analitiese
funksie is waarvan de konvergentiesirkel voor het punt t = l door
t = 0 gaat, en die op de omtrok van deze sirkel van eindige orde
(in de zin van Hadamard) is.
q Verslag van 3 Mei 1919.
q Handbuch, p. 244.
*) 8ulla sviluppabilitd di una funzione in serie di fattorali, Rendic. d. R.
Acc. d. Lincei 1903 (2e Semestre).
Scheikunde. — De Heer Böeseken biedt eene mededeeling aan van
den Heer H. P. Barendrecht over; ,,ürease en de stralings-
theorie van enzymiverking” IV.
(Mede aangeboden door den Heer Hooqewerff).
11. Directe synthese van ureum" door urease uit ammonium-
carbonaat.
Volgens de boven ontwikkelde theorie zal het evenwicht in de
werking van urease op ureum niet altijd gevonden worden bij
voltooide hydrolyse.
Wanneer de concentratie van urease laag is, zal de synthetische
werking in den spherischen buitenrand zich kunnen uiten.
In een alkalische oplossing van urease, wat ook haar concentratie
zij, zal het enzym gedeeltelijk vervallen in verloop van tijd, zooals
aangetoond werd in deel 9. In dat geval zal ook een omgekeerde
werking merkbaar worden, evenredig aan de concentratie van de
urease.
Om deze gevolgtrekking uit de hypothese te toetsen werden de
volgende experimenten uitgevoerd.
In elk van 6 groote cylinders van ongeveer 1 Liter inhoud werden
100 cc. water gebracht, waarin 5,786 gr. ammonium-carbonaat waren
opgelost. Elk van deze cylinders was gesloten door een caoutchouc
stop met twee doorboringen; door de eene ging een rechte glasbuis,
aan het einde voorzien van een geperforeerden bol, door de andere
een gebogen glazen buis, waardoor de luchtstroom, die doorgeblazen
moest worden, kon overgaan in een tweeden, kleineren cylinder, waarin
de ammoniak geabsorbeerd moest worden. Elk van deze kleinere
cylinders bevatte daarvoor 186,85 gr. H2SO4 N (wat gelijk is aan
185 c.c. N). De grootere nauwkeurigheid, door afwegen van het
absorbeerende zuur verkregen, was noodig omdat het effect, dat
verwacht werd, het verschil was van twee groote waarden en ver-
moedelijk klein zou zijn.
In twee der groote cylinders werd 3, in twee andere 6 gr. Soja-
meel gebracht. De glasbuizen van deze cylinders werden alle afge-
sloten door caoutchouc buisjes en klemmen. Na een paar uren werden
degene, die de verbinding regelden met de absorptie-cylinders, een
24
oogenblik geopend om het koolzuur, ontwikkeld door den gedeeltelijken
overgang van het opgeloste ammonium-carbonaat tot ammonium-
carbamaat, te laten ontsnappen door het zwavelzuur.
Na de zes paren cylinders 24 uren bij kamertemperatuur te hebben
laten staan, waarbij nu en dan het Soja meel werd opgeroerd, werden
de verbindingen met de absorptie-cjdinders geopend en 250 c.c. ver-
zadigde kaliuracarbonaat oplossing door de lange glasbuizen in elk
van de groote cylinders gegoten. Daarna werd door 24 uur lang
krachtige stroomen lucht, gewasschen door zwavelzuur, door te
voeren, alle ammoniak overgeblazen in het zwavelzuur. Enkele
druppels octyl-alcohol, gelijktijdig met het Soja-meel in de cylinders
gebracht, voorkwamen het schuimen.
De hoeveelheden ammonium-carbonaat en zwavelzuur waren zoo
gekozen, dat slechts enkele c.c. NaOH noodig waren voor het
titreeren van het vrije zwavelzuur, dat was overgebleven.
De resultaten van een voorloopig experiment op 14 Maart 1916
waren de volgende :
TABEL 22.
c.c. NH3 iV N iïl:
Gemiddeld
NH3 omgezet tot ureum
Amm. carb. alleen
735.8
735.9
735.85
Amm. carb. -f- 3 gr. Soja
735.15
734.85
735.—
0.85
Amm. carb. -|- 6 gr. Soja
734.85
734.75
734.8
1.05
Later bleek echter, dat een aanmerkelijke hoeveelheid NHj uit
het Soja-meel ontwikkeld wordt.
Om dit te bepalen werd in elk van een tweetal groote cylinders
250 c.c. verzadigde kalium-carbonaat, 100 c.c. water en 4 druppels
octylalcohol gebracht. Daarenboven in den een 6, in den ander
12 gr. Soja-meel. Elke cylinder was verbonden met een kleineren,
waarin 5 c.c. H^SO^ f N en wat water. Na een 5 uur lucht doorblazen
bleef het geheel bij kamertemperatuur tot den volgenden dag staan,
toen het blazen weer begonnen en voortgezet werd tot den volgen-
den dag.
De 6 gr. Soja-meel hadden gegeven 1 ,1 c.c. NH, 3V N.
De 12 gr. Soja-meel 1,65 c.c. NH^^VN.
Dus gemiddeld voor 6 gr. Soja-meel 0,97 c.c. iV N,
1) Speciale proeven hadden geleerd, dat geen NH3 uit ureum gevormd werd
door de lange inwerking van verzadigde kaliumcarbonaat.
25
Na correctie van de cijfers van 14 Maart met deze waarden
krijgen wij:
Ammonia omgezet in ureum door
3 gr. Soja 1,33 c.c. N
6 gr. Soja 2.02 c.c. yV^.
23 Maart 1916. In de groote cylinders 11,572 gr. ammonium-
carbonaal en 100 c.c. water. In de kleine cjlinders 190 gr. H^SO^
van ongeveer 0,8 N (1 gram = 7,85 c.c. yö N).
In twee der zes groote cylinders 6 gr. Soja-meel, in twee andere
12 gram.
Na 24 uur staan bij kamertemperatuur werden in elk 250 c.c.
verzadigde kalium-carbonaat oplossing en een paar druppels octyl-
alcobol gebracht en de ammoniak gedurende 48 uur overgeblazen.
Resultaten :
TABEL 23
C.C. NHg iV N in:
^ Eerste
cylinder
Tweede
cylinder
Gemid-
deld
Gecorrigeerd
voorNHa uit
Soja-meel
NH3 omgezet
tot ureum
Amm. carb. alleen
1462.4
1462.5
1462.45
Amm. carb. -|- 6 gr. Soja
1460.7
1460.5
1460.6
1459.6
2.85
Amm. carb. -j- 12 gr. Soja
1458.5
1458.4
1458.45
1456.5
5.95
16 Mei 1916. Een oplossing werd gemaakt van ongeveer 95 gr.
ammonium-carbonaat en 1 Liter water en deze werd verzadigd met
koolzuur.
Twee groote cylinders, elk met 100 c.c. van deze oplossing en
250 c.c. verzadigde kalium-carbonaat oplossing werden verbonden
met kleine cylinders, elk bevattende 174 gr. H^SO^ 0,8 N en alle
ammoniak werd overgeblazen in het zuur door gedurende 48 uur
een luchtstroom te laten doorgaan.
Vier groote cylinders {A) kregen elk 100 c.c. van die ammonium-
carbonaat oplossing en 6 gr. Soja-meel.
Vier andere {B) elk 100 c.c. ammonium-carbonaat oplossing en
12 gr. Soja-meel.
Na 2 dagen verblijf bij kamertemperatuur werd één cylinder A
en één cylinder B geanalyseerd door er 250 c.c. veizadigde kalium-
cai'bonaat oplossing in te brengen en de ammoniak over te blazen
in 174 gr. zuur gedurende twee dagen. Op dezelfde wijze werden
één A en één B na 3 dagen behandeld en twee cylinders A en
twee cylinders ü na 4 dagen.
26
Resultaten :
TABEL 24.
c.c. NH3 ïV N in:
Eerste
cylinder
Tweede
cylinder
Gemid-
deld
Gecorri-
geerd voor
NHauit
Soja
NH3 om-
gezet tot
ureum
Amm. carb. alleen
1352.1
1352.7
1352.4
Amm. carb. -f- 6 gr. Soja, 2 dagen
1351
Amm. carb. -f 6 gr. Soja, 3 dagen
1350.9
Amm. carb. -|- 6 gr. Soja, 4 dagen
1350
1350.5
1350.3
1349.3
3.1
Amm. carb. -f- 12 gr. Soja, 2 dagen
1349.9
Amm. carb. -f- 12 gr. Soja, 3 dagen
1348
Amm. carb. -|- 12 gr. Soja, 4 dagen
1348.7
1348.6
1348.7
1346.7
5.7
Het is duidelijk, dat het evenwicht in 3 dagen nog nauwelijks
bereikt is. Indien de activiteit onveranderd gebleven was, zou het
veel eerder bereikt zijn geworden of zou waarschijnlijk in ’t geheel
geen synthese zijn teweeggebracht. In overeenstemming met wat
wij boven gezien hebben, was de urease hier ook verzwakt door
gedurende zulk een langen tijd opgelost te blijven in een alkalische
vloeistof en moest daarom een geleidelijke verplaatsing van het
evenwicht naar de zijde van ureum verwacht worden.
Deze experimenten toonen duidelijk aan, dat een klein deel van
de ammoniurn-carbonaat verdwijnt door de werking der urease en
dat dit deel evenredig is aan de hoeveelheid urease, die tegenwoordig
is. Beide feiten zijn in overeenstemming met de boven beschreven
theorie van de synthese van ureum.
12. De bepalmg van de H- en de OH-ionen concentratie.
Daar zoowel uit de theorie als uit de resultaten, medegedeeld in
deze verhandeling, duidelijk zal gebleken zijn, dat menigvuldige en
dus eenvoudige metingen van pn van overwegend belang zijn in
enzym-onderzoek, kan het nuttig zijn de volgende bizonderheden te
geven van de apparaten, voor dit doel gebruikt.
Het was ongeveer dezelfde inrichting, als door schrijver dezes be-
schreven is als ,,A siinple hydrogen electrode” in Biochem. J. 1915, 66.
De nauwkeurigheid was verhoogd door toevoeging van een bekertje
met verzadigde KOI oplossing, waarin zoowel de waterstof-electrode
27
als de buis van de calorael-électrode gedompeld werden. De laatste
was nog zoo gewijzigd, als getoond in Fig. 16, dat alle capillaire
buizen en rubber verbindingen vermeden waren. Na een meting
werd de kleine flesch, die de eigenlijke calomelelectrode bevat, een
halve slag rondgedraaid en het dompelbuisje omsloten in een kleine
buis met verzadigde KCl-oplossing (zie Fig. 16).
Fig. 16.
28
Een glazen kraan met één rechthoekige boring maakte het mogelijk
het bekertje van circa 2 c.c. inhoud gemakkelijk te ledigen en het
weer te vullen uit de groote voorraad-flesch met verzadigde KCl-
oplossing.
Voor de dagelijksche bepaling van 'pn is ook het apparaat, voorgesteld
in Fig. 17, op den langen duur zeer praktisch gebleken. De korte,
doorboorde plunjer, die het inwendige van den cjlinder geheel opvult
wanneer hij den bodem daarvan raakt, is onverwrikbaar verbonden
aan een den cjlinderwand omvattenden mantel en is met een schroef-
draad verplaatsbaar daarover. Door bij gesloten kraan K het hand-
vat A achterwaarts te draaien worden mantel en plunjer meegedraaid
en wordt daardoor de laatste een weinig uit den cylinder getrokken.
De vloeistof kan zoo in het electrode-buisje worden opgezogen, en
door het handvat A geleidelijk heen en weer te slingeren kan het
evenwicht tusschen platina-electrode, vloeistof en waterstof (die door
de doorboring eerst is doorgevoerd) gemakkelijk verwezenlijkt worden.
Doode ruimte en vergissingen worden nog vermeden door de inrich-
tingen (7 en Z) op kraan en statief. De vooruitstekende koperen
reep D maakt, dat de plunjer alleen van den cylinderbodem afge-
draaid kan worden, als de kraan gesloten is en het quadrant C
boven op de kraan dan in de positie is als aangegeven in de figuur.
29
Het is duidelijk, dat diezelfde inrichting ook mede helpt om de ver-
gissing te voorkomen van het openen van de kraan en toelaten der
waterstof, terwijl de plunjer niet den cjlinderbodera raakt.
Na sluiten van de kraan, evenwicht instellen als boven beschreven
en instellen van de vloeistof in het electrode-buisje (door draaien
van het handvat A) op zulk een wijze, dat zij juist raakt aan de
punt van den platina-draad, wordt het geheele apparaatje opgetild en
op het houten blok van Fig. 16 geplaatst, het electrode-buisje ge-
dompeld in het KCI-bekertje.
Een andere verbetering was het uitvoeren van al deze bewerkingen
in een lucht-thermostaat (Fig. 18), waarin alle apparaten, weerge-
geven in Fig. 16 en 17 zoowel als waterstofapparaat en wasch-
flesschen op 27° gehouden werden. Constantheid van temperatuur
binnen in de geheele binnenruimte van dezen thermostaat, wat
ruim voldoende is, werd bereikt door eiectrisch te verwarmen op
de volgende wijze.
Onder den geperforeerden bodem A, evenals de zijwanden en het
bovendek van den thermostaat van „eterniet”, een soort houtgraniet,
vervaardigd, zijn op lichte rekken ongeveer 130 meter constantan-
30
draad van 0,4 mM. dikte nitgespreid. De stroom van de leiding van
220 volt kan in dezen draad toegelaten worden door het relais R,
een electrotechnische inrichting, in den handel verkrijgbaar. Een
zijtak van den stroom wordt in den transformator T tot 8 volt
gereduceerd. Deze gereduceerde stroom loopt door den electromag-
neet E en wordt verbroken of doorgelaten door den regulateur C.
Deze laatste is van het type, beschreven door Clark ^) ; een nikkelen
spiraal zorgt, dat het contact altijd op hetzelfde punt van den kwik-
meniscus plaats heeft in een 2 mM. wijde capillair in zuivere
waterstof. Om het vonken te verminderen zijn de polen van dezen
regulateur ook nog verbonden met een kleinen condensator in den
thermostaat.
Bij onderbroken stroom is de ijzeren plunjer beneden in het
geëvacueerde glazen vat G en houdt het kwik in de horizontale
zijbuis, waardoor de hoofdstroom tusschen de ingesmolten platina-
contacten kan overgaan. Een temperatuurstijging van een fractie
van een graad veroorzaakt, dat het groote volume kwik in den regu-
lateur C contact maakt met de punt van de nikkelen spiraal en
zoo den 8 volt stroom sluit, waardoor de plunjer uit het kwik in G
wordt getild. Het terugloopen van dit kwik onderbreekt den hoofd-
stroom en stopt zijn verwarmend effect zeer snel, omdat de verwar-
mingsdraden, dank zij hun plaatsing in de open ruimte tusschen de
tafel en den geperforeerden bodem van den thermostaat, spoedig afge-
koeld worden. Een ander voordeel van deze inrichting is de auto-
matische roering van de lucht in den thermostaat door de stroomen
heete lucht, opstijgende door de openingen in den bodem.
De voor- en achter-wand zijn vensters van dubbel glas; de eerste
kan opgetild worden voor het uitvoeren van het noodige werk in
den thermostaat. Dit vereischt slechts enkele minuten. De tempera-
tuur is zoo snel weer hersteld na sluiting van het raam, dat de
apparaten praktisch op de gewenschte temperatuur blijven.
Zooals aangegeven in Fig. 18 is de potentiometer door dunne
draden, gestoken door den zijwand van den thermostaat, verbonden
met de electroden daarbinnen, met den capillair-electrometer, gemon-
teerd op een doos, waarin een accumulator voor zijn lampje en aan
de andere zijde met den werk-accumulator en het Weston element,
bevat in de derde doos.
Zooals reeds in deel h dezer verhandeling vermeld werd, was een
directe bepaling van de concentratie der hydroxyl-ionen, of van
POH, in 8 7o phosphaat-oplossingen onontbeerlijk geworden. Het
') J. Amer. Chem. Soc. 1913, 35, 1889.
31
principe, waarop deze bepalingen gegrond vraren, was het volgende :
Door een geplatineerde platina-electrode met zuurstof te verzadigen
kan een OH-electrode verkregen worden op dezelfde wijze als een
H-electrode gemaakt wordt met waterstof.
Als Jtc de potentiaal is van de calomel-electrode met verzadigde
KCl-oplossing en Jtou die van de OH-electrode, dan is de electromo-
torische kracht, gemeten op de gewone wijze bij 27° :
D
AJ = jtc j- — + 0,0595 log — ,
c
wanneer C voorstelt de concentratie van OH, correspondeerende
met den electrolytischen oplossingsdnik der OH-electrode en c de
OH-ionen concentratie. In zulk een element is de zunrstof-electrode
positief, de calomei-electrode negatief.
Een tweede oplossing met een andere hydroxyl-ionen concentratie
geeft op dezelfde wijze :
C
E' = ütc n'oB. = Jtc + 0,0595 log —
c
Daaruit volgt:
E’ — E = OH — ^OH ^ 0,0595 log — j
c
en na substitutie van poe = — iog c en p'oK = — - log c' :
0,0595 (p'oH -Poh).
Dos, door te meten de eiectromotorisclie kracht van de calomel-
electrode, gecombineerd, eerst met een oplossing van bekende poH,
b.v. een phosphaat-oplossing van Sörbnsen, en dan met een 8 7o
phosphaat-oplossing, geeft deze vergelijking voor E' — E dadelijk de
waarde van p'oH-
Dergelijke metingen met twee verschillende oplossingen van Sören-
SEN gaven nagenoeg de jniste waarden.
Zooals echter wel bekend is, geeft een OH-electrode in ’t geheel
niet zulke constante en nauwkeurige resultaten als een H-electrode.
De potentiaal van een OH-electrode is altijd bevonden een 150
millivolt te laag te zijn, wat algemeen toegeschreven is aan de
vorming van een sub-oxyd van platina.
Deze constante vermindering wordt echter in bovenstaande formule
geëlimineerd. Daarenboven bleek het mogelijk de experimenten zoo
in te richten, dat de invloed van het niet constant zijn aanmerkelijk
onderdrukt werd.
Ongeveer 10 c.c. van de te onderzoeken vloeistof werden gebracht
in een buisje van circa 1 c.m. doorsnee. Door het electrode-buisje
in dit kleine volume te dompelen kon een snelle en volkomen ver-
zadiging met zuurstof verkregen worden.
32
De zuurstof, vrij van waterstof, werd gewasschen in een flesch
met 3 7o KI oplossing om mogelijke sporen ozon te verwijderen.
Zij werd op de temperatuur van 27° gebracht door waschflesch en
caoutchouc buizen zoowel als de andere apparaten (dezelfde als ge-
bruikt voor de metingen van pi^ in den thermostaat te houden.
Na doorvoer van zuurstof gedurende een tien minuten,
werd het electrode-buisje uit de te onderzoeken vloeistof getild en
op de gewone wijze door middel van het KCl bekertje met de
calomel-electrode verbonden ; de electrornotorische kracht werd dan
na ongeveer 1 minuut afgelezen.
Deze bewerking werd afwisselend uitgevoerd met een Sörensf.n-
oplossing (gewoonlijk 5,6 c.c. alkalisch -f- 4,4 c.c. zuur phosphaat),
dan met de 8 "/o phosphaat-oplossing, en dan weer met een andere
SöRENSEN-oplossing (9 c.c. alkalisch -j- 1 c.c. zuur phosphaat). On-
middellijk daarna werd dezelfde serie van drie waarnemingen eens
of twee keer herhaald. Elke bepaling van de onbekende pon werd
dus voorafgegaan en gevolgd met denzelfden tusschentijd door een
meting in een vloeistof van bekende pon- Daar in ’t algemeen een
geleidelijke verandering in de electrornotorische kracht van dezelfde
combinatie waargenomen was bij terugkeer daaitoe na twee andere
bepalingen, kon in elk geval de invloed van deze verandering groo-
tendeels door interpolatie geëlimineerd worden.
Voor de negatieve logarithme van de dissociatie-constante van
water in 8 “/<, phosphaat-oplossing werd zoo gemiddeld gevonden
13,78.
Wat betreft de nog steeds open kwestie, waarom de potentiaal
van de OH-electroden gewoonlijk 0,15 Volt te laag gevonden wordt,
kan de volgende waarneming mogelijk eenige aanwijzing geven.
Indien de geplatineerde platina-electrode kathodisch gepolariseerd
was in verdund zwavelzuur, was de waarde, gevonden voor zijn
potentiaal te laag, in overeenstemming met de ervaring van vroegere
onderzoekers. Indien echter deze electrode de anode geweest was in
zwavelzuur, vertoonde de bepaling van zijn potentiaal een waarde,
nagenoeg evenveel te hoog.
De volgende bepalingen werden uitgevoerd met dezelfde 8 7,
phosphaat-oplossing {pH= 6,92).
Zuurstof -electrode kathodisch gepolariseerd:
“k ^calomel — 0,653 Volt
^OH + ^calomel — 0,421 Volt
^11 + :7roH
1,08 Volt
Zuurstof -electrode anodisch gepolariseerd •.
Jrjj -|- ^ calomel 0,653 Volt
^OH + ^calomel = — 0,736 Volt
+ ^OH = 1,39 Volt
De theoretische waarde voor de electromotorische kracht van het
zuurstof-waterstof element bij kamertemperatuur is 1,23 Volt.
Dit feit schijnt er op te wijzen, dat het verschil tusschen de
potentiaal, waargenomen aan de zuurstof-electrode en de theoretische
waarde, te wijten is aan een polarisatieverschijnsel, daar het quanti-
tatief omgekeerd kan worden door omkeering van den toestand van
polarisatie der electrode.
13. Algemeene opmerkingen.
Het zal duidelijk zijn geworden uit den inhoud van deze ver-
handeling, dat de theoretische formule
nc
— ^ loq
0,434 ^
I
ay =: mt
1-2/
door het experiment op verschillende wijzen bevestigd wordt.
Nu het gebleken was, dat de waterstof-ionen de enzym-straling
absorbeeren, werd de vraag overwogon, of ook de hydroxyl-ionen
deze eigenschap bezitten. Indien dit het geval was, zou de verge-
lijking moeten zijn
+ +
n c n c
0,434
-j- (ly = mt.
Door herhaling van de experimenten van deel 3, maar nu met
oplossingen van verschillende pH, meestal 2^5"= 7,21, werd her-
haalde malen getracht deze kwestie uit te maken. Combinatie van
den factor
+ +
n c -\- n c
0,434
, gevonden voor twee verschillende pn, zoude
4“ —
noodige vergelijkingen geven om n en n te berekenen. Zooals echter
duidelijk zal zijn uit de beschouwingen in deel 3, hebben de onver-
mijdelijke kleine experimenteele fouten een nog grooter invloed bij
een pn beneden of boven de ^^ = 7,52 van maximale activiteit.
Het bleek onmogelijk experimenten uit te voeren van voldoende
nauwkeurigheid voor dit doel. Toch waren de waarden, verkregen
voor n, ofschoon sterk varieerende, in ’t algemeen zoo klein, soms
3
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A°. 1919/20.
34
zelfs negatief, dat zij de conclusie toelieten, dat hydroxyl-ionen (d.i.
negatieve electriciteit) de urease-straling niet absorbeeren.
Sinds sclirijver’s eerste studie over Enzym-werking in 1904 (K.
Akad. Wetensch. Amsterdam en Zeitschr. pliysikal. Chemie 49, 4),
waarin voor het eerst op de waarschijnlijkheid gewezen werd, dat
ook de katalytische werking van waterstof-ionen en van vele andere
katalysators aan een straling te danken kon zijn, is de conceptie
van katalyse als een stralingsverschijnsel van verschillende zijden
opgekomen.
In een serie verhandelingen ‘‘) heeft Lewis de theorie uitgewerkt,
dat waterstof-ionen katalytisch werken door straling; een rnolekuul
van de gekatalyseerde verbinding zou slechts reageer-vermogen
krijgen, als zijn energie door geabsorbeerde straling (ultra-roode
warmtestraling) toegenomen was tot den „kritischen” toestand.
In uitvoerige experimenteele onderzoekingen wees Nilratan Dhar ^)
op de analogie tusschen chemische katalysatoren en licht. Zijn
conclusie was, dat ,,probably the etfects of increase of temperature,
of light, and of Chemical catalysts in a reaction are intiraately
connected and are possibly identical in nature”. Zij schenen alle te
wei'ken door het evenwicht te verschui\'en tusschen ,, actieve” en
,, inactieve” molekulen.
SAMENVATTING.
1. Het enzym urease werkt door een straling, die alleen geabsor-
beerd wordt door zijn substraat, ureum, en door H-ionen.
2. De mathematische formuleering van deze conceptie is
X
— dx = m
X -|- nc
dt ,
waarin x is de concentratie van de ureum na den tijd t, c de
concentratie en n de absorptie-coëfficient van de H-ionen, m een
constante, eveniedig aan de concentratie van de urease, mits H-ionen
concentratie zoowel als temperatuur constant gehouden worden.
Integratie geeft de formule
nc
0,434
1
log ay =mt,
^—y
waarin a is de aanvangs-concentratie van de ureum, en y de fractie
van a, die na den tijd t nog aanwezig is.
Trans. Ghem. Soc. 1914, 2330, etc.
*) K. Akad. Wetensch. Amsterdam 1916 en Trans. Chem. Soc. 1917, 690.
35
3. Door talrijke experimenten wordt aangetoond, dat deze verge-
lijking de orazettingssnelheden van nrease-werkiiig voorstelt bij con-
stante teinperatmir en /)//. Zij verklaart evengoed de nagenoeg rechte
lijnen van de hjdroiyse in alkalische als de praktisch logarithmische
krommen iri zure oplossingen.
4. Wanneer men vergelijkt gelijke concentraties van nrease bij
verschillende H-ionen concentratie, blijkt de constante m afhankelijk
te zijn van /)//; d. i. de activiteit van een gegeven concentratie van
nrease is een functie van de />// van de oplossing.
Wordt in als functie van pn in teekening gebracht, dan is de
resnlteerende kromme opvallend gelijk aan de karakteristieke krom-
men voor de ongedissocieerde fractie van een amphoteren electroljt
als functie van pu.
Deze betrekking kan mathematisch geformuleerd worden en leidt
tot de conclusie, dat urease een ampholei’e electroljt is, welks
activiteit het grootst is, als hij niet gedissocieerd is. De verkregen
kromme stelt voor de overmaat in activiteit van ongedissocieerde
boven gedissocieerde nrease.
5. Deze mathematische formnleering voert tot een approximatieve
bepaling van de dissociatie-constanten van urease, welke berekend
worden niet veel te verschillen van die van koolzuur en ammoniak.
6. De versnellende werking op urease, door vorige onderzoekers
toegeschreven aan koolzuur, wordt aangetoond niet te bestaan.
Amrnoniiim-carbonaat -j- koolzuur vormen een krachtig buffer- meng-
sel, dat de pn constant kan houden, een onmisbare voorwaarde voor
constante enzjm-activiteit in een ureum-oplossing gedurende hjdroljse
door urease.
Verdere bevestiging van bovengegeven formule voor het verloop
der hjdroljse wordt geleverd door talrijke experimenten met dit
buffer-mengsel.
7. De bepaling van de aanvangssnelheden der hjdroljse, wanneer
gelijke concentraties van urease inwerken op velschillende concen-
traties van ureum bij constante pn en T, levert resultaten, die
onverklaarbaar schijnen zonder de stialings-theorie.
Hoe lager de pn, hoe meer deze aanvangssnelheden toenemen bij
toename van de concentratie van de ureum. Bij hooge is er eerst
een toename en dan een afname bij verhooging van de ureuni-
concentralie.
Deze feiten worden aangetoond in volkomen overeenstemming te
zijn met de stralings-theorie.
8. De invloed van neutrale stoffen wordt experimenteel en theo-
retisch onderzocht. Afname zoowel als toename der enzjm-werking
3*
36
door dezelfde stof worden verklaard door den invloed, dien de neu-
trale stof heeft op de dissociatie-constanten van water of van urease
of van beide.
9. De hypothese wordt opgesteld, dat urease-straling, verzwakt
door verspreiding of op eenige andere wijze, de synthese veroorzaakt.
Experimenteel bewijs hiervan woi’dt geleverd door het feit, dat bij
hooger waar de urease wordt aangetoond in vervat te zijn,
omkeering der hydrolyse herhaalde malen wordt geconstateerd.
10. Een tweede gevolgtrekking van deze conceptie, dat buiten de
spheer van hydrolytische werking rondom een urease molekuul een
gebied van straling mOet bestaan, verzwakt door de verspreiding,
en dus van synthese, verklaart het feit, vastgesteld door een serie
van nieuwe experimenten, dat bij vermindering van de urease-con-
centratie beneden een zekere waarde, haar specifieke activiteit ver-
minderd wordt. Immers het is duidelijk dat de synthetische werking
van niet in verval zijnde urease alleen dan zich kan openba)’en, als
de spheren van hydrolytische werking elkander niet voldoende snijden.
11. Een derde gevolgtrekking, dat in een willekeurige urease-
oplossing, waarin het enzym in verval is door de gecombineerde
inwerking van alkaliteit, temperatuur en tijd, een synthese van
ureum uit aramonium-carbonaat, evenredig aan de concentratie dei
urease, zal worden waargenomen, wordt experimenteel onderzocht
en bevestigd.
12. Beschrijving van een apparaat voor de eenvoudige bepaling
van H-ionen concentratie bij constante temperatuur.
De bepaling van de OH-ionen concentratie, die noodig is voor de
berekening van de dissociatie-formule van urease, wordt uitgevoerd
met hetzelfde apparaat, na verandering van de waterstof-electrode in
een zuurstof-electrode.
Laboraiorium der Nederlandsche Gist- en
Spiritus- Fabriek te Delft.
Een volledig verslag van dit onderzoek, met alle experimenteele
resultaten, verschijnt dit jaar in de Recueil des Travaux Chimiques
des Pays-Bas.
Geologie. — De Heer Molengraaff biedt eene mededeeling aan
van den Heer P. Kruizinga: „Eenige nieuwe sedimentaire
zioerf steensoorten van Groningen” .
(Mede aangeboden door den Heer van Bemmelen).
Voor het verzamelen van sedimentaire zwerfsteenen deden zich
ongeveer een tiental jaren geleden wederom bijzonder gunstige om-
standigheden voor. Op een drietal plaatsen nl. alle in de stad Gronin-
gen op het Noordelijk uiteinde van den Hondsrug gelegen en in de
nabijheid van de Noorder Begraafplaats, welke als vindplaats van
erratica reeds bekend is geworden, werden belangrijke ingravingen
gedaan. Het eerst bij het maken van de grondwerken voor het bouwen
van de nieuwe tramremise en kort daarop door den aanleg van een
paar nieuwe straten, de Tuinbouwstraat en de Koolstraat.
Bij het graven van sleuven, noodig voor het leggen van de riool-
buizen, werd het Dilivium op het punt, waar eerstgenoemde straat aan
de Nieuwe Ebbingestraat aansluit, niet meer bereikt. De aanwezigheid
van scherven aardewerk op meer dan 1 meter diepte deed evenwel
vermoeden, dat de bovenliggende grond daar was omgewerkt of
opgehoogd. Iets verder in de Tuinbouwstraat, kwam echter spoedig
het Diluvium te voorschijn en vanaf dat oogenblik naderde deze
formatie steeds meer de oppervlakte, totdat ze ongeveer halverwege,
ruim een halve meter boven het tegenwoordige niveau der straat
verrees en nog slechts door een dunne laag teelaarde werd bedek't.
Daarop daalde ze eerst weer beneden straatniveau, waarna ze bij
de Nieuwe Boteringestraat nogmaals laatstgenoemde hoogte bereikte.
Later werd ze dan ook nog bij gelegenheid van de excursie, welke
in 1913 door de Geol. Sectie van het Geol. Mijnbouwkundig Genoot-
schap (28, blz. 83) is ondernomen, aangetrofFen in het eerste gedeelte
van de Verlengde Tiiinbouwstraat, wmar ze eveneens slechts door
eene laag teelaarde was bedekt.
O» alle 3 bovengenoemde plaatsen werd keileem aangetrotFen,
welke kalkhoudend, doch ook reeds geoxjdeerd is, bovendien nog
verschillende grintbanken.
Onder het groot aantal zwerfsteenen, door mij bij deze ingravingen
aangetrofFen, bevonden zich verschillende interessante stukken. Van
de bij Groningen zeldzamere soorten noemde ik reeds (30, blz. 231)
de Boven-Silurische kalksteen met Pristiograptus frequens Jaek. en
38
de Saliliolmskalk (ook de glaiieoiiietische, het zoogen. Glanconietische
Terehratida-gesleeiiie) uit liet Daniëti.
Hiei' volgen nog een drietal Siliirische, welke tot dusverre geen
van alle in ons land bekend waren en waarvan de beide laatste
bovendien nog niet in het buitenland zijn aangetroflfen.
Kdlksleen met Strophomena Jentzschi Gag.
Onder het zwerfsteen materiaal, dat bij het bouwen van de nieuwe
tramremise werd aangetroffen, vond ik o. a. een plaatvormig stuk
steen van ongeveer 2 c*M. dikte en ruim 1 dM. lengte en breedte,
waarin een groot aantal dorsale kleppen van eeue karakteristieke
Strophomena voorkomen. Van andere fossielen bleek deze zwerfsteen
nog slechts eene overlangsche doorsnede van eene Pleurotomaria en
een klein pygidium van A.'iaphua raniceps Daim. te bevatten, zoodat
daaruit reeds dadelijk moet volgen, dat dit stuk tot het Onder-Siluur
moet worden gerekend.
Het gesteente is een fijnkorrelige, vrij harde kalksteen met ver-
spreid liggende, kleine, afgeronde kwartskorreltjes. 'Glauconiet heb
ik niet aangetrotfen. De oorspronkelijke kleur is niet meer waar te
nemen, daar deze door verweering is overgegaan in eene min of
meer geelachtig grijze. Ook komen nog enkele bruinachtige plekken voor.
Bij het naslaan van de literatuur bleek mij al spoedig, dat eene
geheel overeenkomstige Strophomena reeds door Gagel uit Oost-
Pruiseu is l)eschreven ouder den \\Si2im Strophomena Jentzschi {Ih h\ï.
17, 44 pl. V, tig. 26). Een van de twee stukken, waarin dit fossiel
daar gevonden is, bestaat uit bruinaditig grijze, harde kalksteen met
iets verweerde, geelachtige plekken. Het is afkomstig van Spittelhof
en bevat behalve talrijke dorsale kleppen van bovengenoemd fossiel
nog resten eener groote Strophomena en eene andere niet nader te
herkennen brachiopode. Het andei'e stuk is afkomstig van Pr.
Holland en bestaat uit grof kristallijne kalksteen, waarin slechts
ééne dorsale klep van Strophomena Jentzschi Gag. \'00rkomt, bene-
vens koralen en resten van crinoiden. Beide zwerfsteenen meende
Gagel later op grond van hun petrographisch karakter tot het Boven-
Siluur te moeten rekenen. Zooals echter aanstonds zal blijl^en, is
aangetoond, dat ook deze zwerfsteenen, of ten minste het eerstge-
noemde stuk, tot het Onder-Siliuir moeten worden gerekend. Het
andere daarentegen zou volgens Andersson mogelijk uit het Boven-
Siluur afkomstig kunnen zijn en eene iiaverwante soort be\'atten.
Ten einde nu volkomen zekerheid te verkiijgen, omtrent de juist-
heid van de door mij gedane bepaling, verzocht ik Prof. Andréë
39
uit Koningsbergen mij zoo .mogelijk een van de origineele stukken
van Gagel ter vergelijking te willen zenden. Met de grootst moge-
lijke bereidwilligheid werd daaraan gevolg gegeven, door het zenden
van een paar afzonderlijke, goed bewaarde kleppen van Spitleihof,
waarvoor ik hem bij dezen nog mijnen harieiijken dank betuig.
Mijn vermoeden werd daardoor volkomen bevestigd. De korte
beschrijving van dit fossiel door Gagel gegeven, iaat ik hier echter
volledigheidshalve nog even volgen :
„ümriss querverbreitert, Schlossrand gleich der grössten Schalen-
,,breite. Schaie anfanglicli flach, dann allmahlig unter einem rechten
,, Winkel nach der Ventraiseite zu gekrümmt, so dass die Dorsal-
„schaie convex wird. Oberflache mit zahireichen feinen, aber deut-
,,lichen runden Rippen bedekt, deren Zwischenraume durch 2 — 3
,,sehr feine Radialstreifen angefüllt sind. Ausserdem befinden sich
„auf dem flachen Theil der Schaie noch eine Anzahl unregelmassiger,
„flacher, concentrisch angeordneter Runzein, ahniich wie bei Stro-
,,phomena rhomboidalis. In der Mitte der Dorsalschale befindet sich
,,oft noch eine kleine, aber deutliche Einsenkung”.
De concave ventrale klep is door Gagel evenmin als door mij
gevonden.
Omtrent de petrographische overeenkomst tnsschen den zwerfsteen
van Spittelhof en het door mij gevonden stuk, kon ik echter door
mijn vergelijkingsmateriaal geen volkomen zekerheid verkrijgen ; wel
scheen deze vrij groot te zijn.
De tweede en laatste auteur, door wien zwerfsteenen met Stropfio-
mena Jentzschi Gag. uit Duitschland zijn beschreven, is Stollïïy (20
biz. 136) geweest. Zonder nadere opgave van vindplaats, alleen met
de vermelding uit Sleeswijk-Holstein, noemt deze nog twee stukken.
Het eene bestaat uit lichtgrijzen kalksteen, waarin plaatselijk worin-
vormige opeenhoopingen van glaiiconiet korrels aanwezig zijn. Behalve
een aantal exemplaren van Strophomena Jentzschi Gag., bevat dit
stuk slechts Orthisina plana Pand, Het andere, vertoont veel overeen-
komst met het voorgaande, doch bevat slechts zeer weinig glaueoniet
en leverde als begeleidend fossiel slechts Orthisina concava v. d. Pahl,
In Denemarken is, voor zoover mij bekend, deze Strophomena
niet in zwerfsteenen aangetrofFen.
Slechts eenige jaren evenwel, nadat Gagel de soort beschreven
had, werden door J. G. Andehsson (19 bIz. 69 — 86) ook een aantal
zwerfsteenen met hetzelfde fossiel uit Zweden bekend. Een daarvan
is afkomstig van L. Brunnby in het kerspel Stenasa op Geland,
één van Kallunge Myr op Gotland en vier van Gotska Sandön.
Deze stukken wijken echter alle in hooge mate van het Groninger,
40
zoowel als van de Dnitsche af, daardat ze een aantal rolstukken
van bruine phosphoriet en bruine tot zwarte phosphoriethoudende
zandsteen bevatten. Het zijn dus echte conglomeraten, waarom ze
dan ook door Andersson als Stropliomena-Jentzschi-conglomeraat
worden aangeduid. Dergelijke knollen worden door Stolley, noch
door Gagel vermeld, terwijl door hen ook niet over eenig phosphor-
gehalte wordt gesproken. Ook mijn stuk bevat dit niet. Karakteri-
stiek is nog voor de zwerfsteenen van Andersson, dat enkele phos-
phorietknollen Boven-Cambrische fossielen bevatten, n.1. Peltura
scarahaeoicles Wahlb., Sphaerophthahnus sp. en Agnostiis pisiformis
Linn. en dus afkomstig zijn uit een gebied van Cambrische afzet-
tingen, dat tijdens het begin van het Onder-Siluur aan erosie was
blootgesteld. Andersson (l.c. blz. 79) zelf besluit naar mijne meening
uit deze zwerfsteenen echter ten onrechte, dat deze van dezelfde
plaats afkomstig zijn, vanwaar destijds ook de rolsteenen, welke ze
bevatten, zijn gekomen en dat daar ter plaatse dus minstens het
geheele Boven-Cambrium moet zijn weggeërodeerd. Ik geloof, dat
dit geenszins het geval behoeft te zijn en dat het zelfs waarschijnlijk
niet het geval is, doch dat het gebied, vanwaar deze Cambrische
rolsteenen afkomstig zijn, min of meer in de omgeving moet gezocht
worden van de plaats, vanwaar deze Silurische zwerfsteenen gekomen
zijn. In de eerste plaats is daarbij dan te denken aan het kustgebied
van het vasteland van Zweden ten Westen en Noordwesten van Gotland.
Ook het cement, dat de phosphorietknollen samenkit, verschilt
soms meer of minder van de eerst besproken zwerfsteenen, daar dit
volgens J. G. Andersson soms bestaat uit grijzen tot witgevlekten,
grofkristallijnen kalksteen en soms uit grijzen, dichten kalksteen, waarin
een grooter of kleiner aantal, afgeronde kwartskorrels voorkomen,
evenals ook enkele malen glauconiet.
Als begeleidende fossielen worden uit de laatstgenoemde zwerf-
steenen vermeld Orthisina sp., Platystropliia biforata Schloth.,
Strepula sp., Tetradella sp., Asaphus sp., Illaenus nuculus Pomp.,
lllaenus sp., enkele Bryozoën en andere niet nader te determineeren
fossielen. Hiervan was lUaenus nuculus Pomp. tot dusver slechts
bekend uit één door Pompeckj (16 blz. 69) beschreven zwerfsteen
van Oost-Pruisen, waarvan door dezen auteur ook reeds de Onder-
Silurische ouderdom vermoed werd. Deze laatste steen bestaat uit
brumachtigen, grofkorreligen kalksteen met vele kwartskorreltjes.
Tenslotte is uit het Noord-Balticum nog één zwerfsteen met
Stropkoinena Jentzschi Gag. vermeld door Wiman (23 blz. 103), n.1.
No. 94 van Ekebj. Dit stuk bestaat uit Roode Asaphus-kalk en
bevat geen andere fossielen.
41
De ouderdom van al deze zwerfsteenen kon worden vastgesteld,
doordat Strophomena Jentzschi Gag, in vaste rots is aangetrofiFen,
eerst door Andeksson (l.c. blz. 77). op het Noordelijk gedeelte van
Geland, later door Lamansky (22 blz. 177) aan de Wolchow in
Rusland en ten slotte door Holtedahl (29 biz. 46) in Z. Noorwegen
bij Vaekkerö en Töien.
Lamansky (l.c. blz. 177) vermoedt, dat ook de brachiopode, welke
door Brögger (5 blz. 50 pi. stXs, Strophomena rhomboidalis
Wilck., uit de Expansns-lei en het onderste gedeelte der Orthooe-
renkalk van Zoid-Noorwegen vermeld is, identiek zou zijn met Stro-
phomena Jentzschi Gag. De afbeelding, waarnaar wordt verwezen,
gelijkt er evenwel in het geheel niet op, zooals reeds door Holtedahl
terecht is opgemerkt.
Op Geland werd dit fossiel wel is waar zeldzaam, doch constant
gevonden in de onderste, glanconietrijke Asaphus-kalk, in Rusland
in de drie afdeelingen van de zone Bni Bni^ en Bm^ van
Lamansky. De onderste helft van Bju^ wordt nu door laatstgedoemden
auteur op grond van zijne onderzoekingen geparalieliseerd met de
Onderste Asaphus-kalk van Geland, het Strophomena-Jentzschi-
conglomeraat echter met de Bovenste Asaphus-kalk en de Gigas-kalk
van Geland en met het bovenste gedeelte van Lamansky’s zóne Bm^
en met diens zóne Bjn^ van Rusland, zoodat daaruit volgt, dat
Strophomena Jentzschi Gag. een grootere verticale verspreiding heeft,
dan oorspronkelijk door Andersson kon worden vermoed. In Zuid-
Noorwegen is liet fossiel gevonden in de zóne 3 c.
Ten einde dus te kunnen bepalen, waarmee deze zwerfsteen moet
worden geparalieliseerd, is het noodzakelijk, in verband met het
verschillend petrographisch karakter van de in aanmerking komende
afdeelingen zelve en met het verschillend karakter van elk daarvan
in verschillende gebieden, eerst na te gaan, van welk gebied het
stuk waarschijnlijk afkomstig zal zijn.
Asaphus raniceps Daim. komt volgens Lindström (11 blz. 9 — 12)
reeds in de Onderste Grijze Orthocerenkalk van Zweden voor en
wordt nog gevonden in de Bovenste Grijze Orthocerenkalk.
In Rusland is deze soort volgens Schmidt aangetrotfen in de zónes
B 2b — B^b, volgens Lamansky (22 blz. 169) in de bovenste lagen
van de door dezen auteur onderscheiden afdeeling Bm^ tot in de
onderste van Brn .
V
In Noorwegen is ze volgens Brögger (5 blz. 92) niet met zeker-
heid aangetrotfen.
b Aanm. Slechts door dezen auteur is tot dusverre eene ventrale klep aangetroffen.
42
Van het vasteland van Scandinavië zal deze zwerfsteen dan ook zeer
waarschijnlijk niet afkomstig zijn. Strophomena Jenizschi Gag. toch,
is daar nog slechts bekend van Z. Noorwegen en bovendien ver-
schillen de gesteenten van de daar in aanmerking komende zones
van onzen zwerfsteen.
Eveneens valt het Russische Siluur buiten beschouwing, al komt
laatstgenoemd fossiel ook in Rusland voor. Ten Westen van Reval
is het nog niet aangetroffen. In dat gebied is van de zone Bjji ook
slechts aanwezig, en deze afdeeling bestaat daar uit kalkzand-
steen. Uit het Oost-Balticum is dus onze zwerfsteen evenmin afkomstig.
Uit het Noord-Balticum is, zooals reeds gezegd is, slechts één
zwerfsteen bekend, welke Strophomema Jentzschi Gag. bevat, terwijl
het petrographisch karakter daarvan niet met dit stuk overeenkomt.
Wel zijn daar stukken grijze kalksteen gevonden, welke behooren
tot de Asaphus-kalk van Wiman en welke dus ongeveer even oud
kunnen zijn.
Op Geland bestaat de Onderste Asaphus-kalk uit glauconiethou-
dende en glauconietvrije kalksteen, waarvan dus het eerste gesteente
misschien vrij goed overeen kan komen met de zwerfsteeneu van
Stolley, doch beide stemmen niet met het Groninger stuk overeen,
vooral wat betreft het gehalte aan kwartskorrels.
Door de aanwezigheid v ixmw me.i Strophomena Jentzschi
Gag. op Geland, Gotland en Gotska Sandön komt echter bovendien
nog het gedeelte van de Oostzee ten W. en ten N. van de beide laatste
eilanden als plaats van herkomst in aanmerking. Wel is waar wijken
de zwerfsteenen, welke vandaar vermeld zijn, ook sterk van het
Groninger stuk af, toch moet dit gedeelte van het West- en Mid-
den-Balticum vermoedelijk als plaats van herkomst worden aange-
nomen. Gok Stolley en Andersson doen dit voor de door hen be-
schreven stukken, terwijl bovendien de aanwezigheid van dergelijke
zwerfsteenen in Oost-Pruisen en wel vooral het stuk, dat door
PoMPECKJ beschreven is en de door Gagel van Spittelhof vermelde
steen zeer sterk voor deze aanname pleit.
Waarschijnlijk is dit stuk dan ook afkomstig te achten uit eene
smalle strook van de Gostzee, een weinig ten Noorden van Gotska
Sandön en op eenigen afstand ten Westen van Gotland.
Uit het voorgaande blijkt derhalve, dat de plaats van herkomst
niet nauwkeuriger is aan te geven, zoodat dan ook niet met zeker-
heid is uit te maken tot welke afdeeling van de zóne Bjn het stuk
moet worden gerekend. Voorloopig moet daarom deze steen evenals
het Strophomena-Jentzschi-conglomeraat tot Bm in haar geheel
worden gebracht.
43
Kalkzandsteen met Asaphus raniceps Daim.
In de Tuinbonwstraat, werd onder de vele zwerfsteenen één stuk
gevonden, dat naar de fossielen, welke het bevat, te ooi'deelen, moet
worden gerekend tot het Onder-Silunr, doch dat een absoluut onge-
woon petrographisch karakter bezit, daar het bestaat uit vrij harde,
fijnkorrelige zandsteen met een kalkhoudend cement. Een dergelijk
gesteente bleek bovendien in de zwerfsteenliteratuur tot dusverre
nog geheel onbekend te zijn.
Deze zwerfsteen heeft ongeveer de grootte van een kinderhoofdje
en is oorspronkelijk grijs tot blauwgrijs van kleur geweest, zooals
nog aan de kern is te zien; aan de buitenzijde is hij evenwel bruin-
geel verkleurd. Overigens heeft het gesteente weinig door verweering
geleden. De kwartskorrels zijn klein, vrijwel kleurloos en afgerond.
Glauconiet trof ik niet aan, wel enkele stukjes calciet en ook bevat
het gesteente een paar stukjes min of meer afgeronde, grofkorrelige
kalksteen, welke aan hun omtrek zwart en in het midden wit zijn.
Deze stukjes, bovendien nog gekenmerkt, doordat ze een groot
aantal bruine, staafvormige lichaampjes bevatten, zijn vermoedelijk
rolsteentjes, daar ze zoo sterk van het omgevende gesteente afwijken ;
met zekerheid is het evenwel niet uit te maken.
Behalve één exemplaar eener Orthis-^oovt, bevat deze zwerfsteen
een klein, doch bijna volledig pygidium van Asaphus raniceps
(Lengte 7'/, mM., breedte II mM.) en talrijke andere, niet nader te
bepalen brokstukken van Asaphiden, o.a. een fragment van een
hjpostoorn.
Over het voorkomen van Asaphus raniceps Daim. in de Onder-
Silurische afzettingen in Scandinavië en Rusland is bij de beschrij-
ving van de vorige zwerfsteensoort reeds iets medegedeeld, zoodat
ik hier kan volstaan met daarnaar te verwijzen.
Uit het bovenstaande blijkt derhalve reeds, dat deze steen tot de
oudeie lagen van het Onder-Siluur moet worden gerekend en wel
tot een van de afdeelingen aequivalent met de Zweedsche Ortho-
cerenkalk.
In Scandinavië of op Bornholm is echter geen gesteente als vaste
rots bekend, dat ook maar eenigszins op dezen steen gelijkt. Slechts
vanaf Reval is in het Westelijk gedeelte van Estland Bjn^ van
Lamansky als kalkzandsteen ontwikkeld. Stukken van dit gesteente
komen ook nog aan het strand van het eiland Odensholrn voor,
zoodat deze afdeeling minstens tot daar hetzelfde petrographisch
karakter behoudt. Ze bevindt zich daar reeds onder zeeniveau. Ik
bezit echter geen vergelijkingsmateriaal van dit gesteente, zoodat ik
44
mij omtrent de overeenkomst daarvan met dezen zwerfsteen niet
nader kan overtuigen.
Bovendien zijn enkele zwerfsteenen bekend geworden, welke uit
kalksteen bestaande, een wisselend gehalte aan afgeronde kwarts-
korreltjes bezitten en waarvan de ouderdom overeenkomt met Bui,
zooals uit de beschrijving der vorige zwerfsteensoort valt op te merken.
Ik heb daarom gemeend, dat dit stuk misschien als eene zeer
kwartsrijke variëteit van de kalksteen met Strophomena Jeyitzschi
Gag. en van het Strophomena-Jentzschi-conglomeraat is te beschou-
wen, vooral omdat ook in het vorige stuk een pygidium voorkomt,
dat tot dezelfde Asaphus-fsoort behoort.
Toen ik daarop een nader onderzoek instelde omtrent een mogelijk
phosphorgehalte, bleken zoowel het gesteente als de vreemde insluitsels
van kalksteen daarop zwak, doch duidelijk te reageeren. Aan deze
laatste werd echter de lucht van bitumen niet waarneembaar wan-
neer daarvan met den hamer stukjes werden afgeslagen en omdat
hierin geen fossielen aangetrotfen zijn, is derhalve niet uit te
maken, of deze stukjes kalksteen, zooals het geval is bij de door
Andersson onderzochte zwerfsteenen van het Strophomena-Jentzschi-
conglomeraat, tot het Cambrium moeten worden gerekend.
Als waarschijnlijke plaats van herkomst van dezen zwerfsteen
moet in elk geval worden aangenomen die strook van de Oostzee,
welke ongeveer de voortzetting van den kalkzandsteen in Estland
Westwaarts bedekt en zich verder langs de Noordzijde van Gotska
Sandön tot ten Westen van Gotland voortzet, aldus het gebied omvat-
tende, waaruit het Strophomena-JenIzschi-conglomeraat afkomstig is.
Kalksteen met Dinoholus transversus Salt.
Een door verweering bruingeel verkleurd stuk tijnkorrelig-kris-
tallijne kalksteen, dat ongeveer de grootte heeft van eene vuist,
bevat eene dorsale klep van Dinobolus transversus Salt. (1 blz. 59,
pl. V, fig. 1 — 6), welke ondanks de minimale dikte bijzonder fraai
bewaard is gebleven. Ook dit stuk, dat eveneens in de Tuinbouw-
sti'aat te Groningen werd gevonden, is een geheel onbekende zwerf-
steensoort, daar ’t juist genoemde fossiel in geen van de andere
landen werd aangetroffen.
De lengte der klep is 3 cM., de grootste breedte, welke ongeveer
over het midden verloopt, 4,2 cM. De bijna rechte slotrand is 3,3
cM. lang.
De dorsale klep is bijna geheel vlak en vertoont op haar opper-
vlak talrijke, zeer flauwe, concentrische groeilijnen en eene uiterst
fijne radiale streping. Of op het uitwendig oppervlak, zooals
45
Davidson (l.c. pl. -V, fig. 3 en 3a) in eene figuur aangeeft, stekeltjes
voorkomen is niet uit te maken.
Van andere fossielen bevat deze zwerfsteen behalve een aantal
kleine steelleden van crinoiden, een klepje van Pholidops implicata
Sow. (1 blz. 80, pl. 8, fig. 13 — 17), een klepje Beyrichia Jonesi
Boll (13 blz. 13, pl. II, fig. 10 — 12) en een pjgidium van Proetus
concinnus Daim. (9 blz. 78, 18 blz. 41, pl. IV, fig. 1 — 9, 3 blz. 22
pl. XVII, fig. 5).
Uit alles blijkt derhalve, dat deze zwerfsteen behoort tot het
Boven-Siluur, tot welke zóne moet evenwel nog nader worden uit-
gemaakt.
Pholidops implicata Sow. is in tegenstelling met P/^o/^(7up.9
Schloth. in onze, zoowel als in Duitsche en Deensche Boven-
Silurische zwerfsteenen waarschijnlijk nog geheel onbekend, wat
vermoedelijk ten deele daaraan moet worden toegeschreven, dat
verschillende auteurs in beide namen synoniemen (7 blz. 96, 10
blz. 173) hebben gezien. Bij nader onderzoek blijken deze volgens
Moberg en Grönwall (24 blz. 30) te zijn gegeven aan fossielen,
welke we! is waar zeer na met elkander verwant zijn, doch niette-
min duidelijke verschillen vertoonen. Slechts Kiesow (6 blz. 245)
vermeldt, dat Pholidops implicata Sow. (= Crania implicata Sow.)
in West-Pruisen in de zwerfsteenen van de Boven-Silurische Beyri-
Pholidops antiqua talrijk is. Ik vermoed echter, dat ook hij hierbij
op Pholidops antiqua Schloth. doelt.
In vaste rots is Pholidops implicata Sow. alleen bekend van het
eiland Gotland (uit de zónes c — A van Lindström (12 blz. 13). Munthe
(27 blz. 12 — J3) noemt het fossiel uit de door hem onderscheiden
lagen 2 — 4 en Van Hoepen (25 blz. 125) uit yens"’,. Wel vermeldt
Lindström ook het voorkomen in Schonen (1. c. blz. 26), doch Moberg
en Grönwall verklaren, dat de daar voorkomende soort duidelijk
verschilt van de Gotlandsche en overeenkomt met Pholidops antiqua
Schloth. Welke van deze beide fossielen op Gesel en in Estland
wordt aangetroffen, is tot dusverre nog niet bekend.
Beyrichia Jonesii Boll is door Kiesow (13 blz. 13, pl. II, fig. 10 — -
12) van Gotland vermeld uit Lindström’s zónes c — h, door Van Hoe-
pen (l.c. blz. 132) uit diens zóne e'",. In Schonen is dit fossiel niet
aangetroffen, terwijl omtrent het voorkomen ervan op Gesel en in
Estland nog niets bekend is.
Proetus concinnus Daim. wordt slechts door Schmidt (l. c. blz. 44)
uit de Gnderste Geselsche laag (zóne J) van de Russische Gostzee-
provincies genoemd, van Gotland door Lindström (12 blz. 3) uit de
zónes c — e en door Van Hoepen uit diens zóne y, (van Mulde) (l.c.
46
blz. 'J42). Daarenboven is dit fossiel met Beyrichia Jonesü Bol) in
zvverfsteenen aangeti'offen in gezelschap van Leperditia Baltica Eichw.
en Beyrichia spinigera Boll (2 blz. 39, 17 blz. 502).
Ik geloof daarom te kunnen aannemen, dat deze zwerfsteen waar-
schijnlijk in ouderdom overeenkomt met de Onderste Oeselsche laag
van de Russische Oostzeeprovincies.
Op Oesel bestaat de Onderste Oeselsche laag bijna geheel uit
blauwe mergel en dolomiet. Slechts in het Westen komt op het
schiereiland Taggamois kalksteen voor (4 blz. 46). De aequivalente
lagen op Gotland bestaan daarentegen uit mergel, mergelige kalk-
steen en kalksteen en de aequivalente lagen op het vasteland van
Zweden uit graptolietenlei, zoodat dit laatste gebied dan ook niet
als plaats van herkomst in aanmeiking kan komen.
Als zoodanig komt derhalve Ootland en het gedeelte van de
Oostzee, dat zich tusschen dit eiland en Oesel bevindt, in aanmer-
king en daarvan waarschijidijk in de eerste plaats het eiland
Gotland met naaste omgeving.
Delft, Mei 1919.
LITERATUUR.
1. Davidson, Th. 1864 — 1871. „British fossil Brachiopoda. Vol. lll : Devonian
and Silarian Species.” Londen.
2. Krause, A. 1877. ,Die Fauna der sogen. Beyrichien- oder Ghonetenkalke des
norddeutschen Diluviuins.” Zeitschr. d. d. geol. Ges. Bd. XXIX, S. 1 — 48.
3. Angelin, N. P. 1878. ,Palaeontologia Scandinavica. Pars I.” Stockholm.
4. ScHMiDT, F. 1881. „Revision der ostbaltischen silurischen Trilobiten, nebst
geognostischer Uebersicht des ostbaltischen Süurgebietes. Abt. I.” Mém. d. 1’Acad.
Imp. d. Sc. de St. Pétersbourg, 7e Ser., T. XXX, No. 1.
5. Brögger, W. C. 1882. „Die silurischen Etagen 2 und 3 im Kristianiagebiet
und auf Eker etc.” Kristiania.
6. Kiesow, J. 1884. „Ueber silurische und devonische Geschiebe Westpreussens.”
Sonderabdr. Schr. d. naturf. Gesellschaft in Danzig, N F., Bd. VI, S. 205—303.
7. Roemer, F. 1885. „Lethaea erratica, oder Aufzahlung und Beschreibung der
in der norddeutschen Ebene vorkommenden Diluvialgeschiebe nordischer Sedimen-
tar-gesteine.” Palaeont. Abhandl. herausgeg. von W. Dames und E. Kayser.
Bd. II H. 5.
8. Holm, G. 1885. „Bericht über geologische Reisen in Estland, N. Livland
und im St. Petersburger Gouvernement in den Jahren 1883 — 1884.” Sonder-Abdr.
Verhandl. d. Kais. Miner. Ges.
9. Lindström, G. 1885. „Förteckning pa Gotlands Siluriska Grustacéer.” Öfversigt
af Kongl. Vetensk. Akad. Förh. No. 6.
10. Vervvorn, M. 1885. „Ueber Patellites antiquus Schloth.” Zeitschr. d. d. geol.
Ges. Bd. XXXVll, S. 173-176.
11. Lindström, G. 1888. „List of the fossil Faunas of Sweden. I. Gambrium
and Lower Silurian.” Stockholm.
47
12. Lindström, G. 1888. ,List of the fossil Faunus of Sweden. II. Upper Siliirian.”
Stockholm.
13. Kiesow, J. 1888. „Ueber Gotlandische Beyrichien.” Sonder-Abdr. Zeitschr.
d. d. Geol. Ges. Bd. XL. S. 1—16.
14. Moberg, J. Chr. 1890. „Om en afdelning inom Ölands Dictyonemaskiffer sasom
motsvarighet till Ceratopygeskiffern i Norge. Samt Anteckningar om Ölands Ortho-
cerkalk.” Sver. Geol. Unders., Ser. G, No. 109.
15. Gagel. C. 1890. „Die Brachiopoden der cambrischen und silurischen Geschiebe
im Diluvium der Provinzen Ost- und Westpreussen.” Beitr. z. Naturk. Preussens,
herausgeg. von der phys.-ökon. Ges. zu Königsberg, No. 6.
16. PoMPECKJ, J. F. 1890. „Die Trilobitenfauna der Ost- und Westpreussischen
Diluvialgeschiebe.” Beitr. z. Naturk. Preussens herausgeg. v. d. phys. oekon. Ges.
zu Königsberg, No. 7.
17. Krause, A. 1801. „Beitrag zur Kenntniss der Ostracoden-Fauna in silurischen
Diluvialgeschieben.” Zeitschr. d. d. geol. Ges., Bd. XLIll, S. 488—521.
18. ScHMiDï, F. 1894. „Revision der ostbaltischen silurischen Trilobiten Abt. IV.”
Mém de l’Acad. Imp. des Sc. de St. Pétersbourg 7e Ser., T. XLII, No. 5.
19. Andersson, J. G. 1896. „Ueber Gambrische und silurische phosphorit-
führende Gesteine aus Sch weden”. Repr. from. Buil of the Geol. Instit. of Upsala
No. 4. Vol. II. Part 2, 1895.
20. Stolley, E. 1898. „Einige neue Sedimentargeschiebe aus Schleswig-Holstein
und benachbarten Gebieten”. Schriften, der Naturw. Ver. f. Schleswig-Holstein. Bd.
XI. 5.’ 133-148.
21. ScHMiDT, F. 1901. „Revision der ostbaltischen silurischen Trilobiten. Abt.
V. Liefr. 2”. Mém de l’Acad, Imp. de Sc. de St. Pétersbourg. 8e Ser., T. XII,
No. 8.
22. Lamansky, W. 1905. „Die aeltesten silurischen Schichten Russlands. Et.
B.” Mém du Gom. Géol., N. Ser., Livr. 20.
23. WiMAN, G. 1907. „Studiën über das Nordbaltische Silurgebiet 11”. Buil. of
the Geol. Instit. of the Univ. of Upsala. Vol. VIII, 1906, p. 73 — 188.
24. Moberg, J. Ghr. en Grönwall, K. A. 1909. „Om Fyledaleiis Gotlandium”.
Medd. fran Lunds Geol. Faltklubb., Ser. B, No. 3. Lunds Univ. Arsskrift, N. F.,
Afd. 2., Bd. 5, No. 1. Kongl Fysiogr. Sallsk. Handl., N. F., Bd. 20, No. 1.
25. Hoepen, E. G. N. van. 1910. „De bouw van het Siluur van Gotland”.
Dissert. Delft.
26. Moberg, J. Ghr. 1910. „Historical — Stratigraphical Review of the Silurian
of Sweden”. Sver. Geol. Unders. Ser. C. No. 229. Arsbok 4. No. 1.
27. Munthe, H. 1910. „The sequence of strata in Southern Gotland”. Geol.
För. 1 Stockholm Förh., Bd. 32. H. 5. Guide des Excursions du Gongr. Geol. en
Suède, No. 19.
28. Jonker, H. G. 1913. „Verslag der tweede excursie der Geol. Sectie naar
Gaasterland, Groningen en Noord-Drente onder leiding van de leden J. H. Bon-
NEMA en H. G. Jonker”. Versl. der Geol. Sectie, dl. I, blz. 65 — 93.
29. Holtedahl, o. 1916. „The Strophomenidae of the Kristiania region.” Vidensk.
Skrifter. 1, Math. Naturw. Klasse, 1915, N'h 12.
30. Kruizinga, P. 1918. „Bijdrage tot de kennis der sedimentaire zwerfsteenen
in Nederland”. Dissert. Groningen, Verhandeling v/h. Geol. Mijnb. k. Genootsch.
voor Nederl. en Koloniën. Geol. Serie. dl. IV. p. 1 — 271.
Zoölogie. — De Heer Webeh biedt eene mededeeling aan van den
Heer P. N. van Kampen : ,,Over de phylogenese van het
zo og dier haar” .
(Mede aangeboden door den Heer Sluiter).
In zijn werk over ,,Die in Deutschland lebenden Arten der
Sauriër” (1872) en later '), in een afwijzende bespreking van
Maurek’s bekende theorie over de afleiding van de haren der zoog-
dieren van huidzintuigen, wijst Leydig op overeenstemming in den
bouw der haren met de z.g.n. dij- of femoraalorganen der hagedissen,
die hij beschouwt als een overgangsvorm tusschen gewone epidermis-
woekeringen en haren.
Aan deze opmerking is minder aandacht geschonken dan ze ver-
diend had. Immers de bouw der genoemde organen, welker functie
niet bekend is (misschien spelen ze een rol bij de paring), vertoont
inderdaad veel oveieenkomst met dien van een baar in vereen-
voudigden vorm ^) : het zijn cylindrische staven, uit verhoornde
epidermiscellen samengesteld en in een huidfolükel ingezonken. V"an
haren verschillen ze in hoofdzaak door het ontbreken van een cutispupil
en daardoor, dat ze geen differentiatie in merg, schors en cuticula
vertonnen. Wel is waar zouden ze volgens Maurer uit twee
soorten van cellen opgebouwd zijn, maar de rangschikking dezer
cellen is een geheel andere dan die van de bestanddeelen van het
haar.
Daar geen der hj'pothesen, die haren van huidorganen van lagere
Vertebraten trachten af te leiden, en waaronder de genoemde, op een
groot feitenmateriaal gebaseerde van Maurer wel de meest bekende
is, algemeen ingang heeft gevonden (in zijn ovei'zicht over deze
theorieën komt Botezat ^) dan ook tot het besluit, dat ze geen van
alle stand kunnen houden en de haren bij de zoogdieren zelfstandig
uit de huid zijn ontstaan), is het wenscheiijk na te gaan, of het door
Leydtg uitgesproken denkbeeld misschien een kern van waarheid
1) Biol. Centralbl., XIII, 1893.
*) M.i. ten onrechte vergelijkt Leydig ze met een haarbundel, bestaande uit
onderling verkleefde haren.
Die Epidermis und ihre Abkömmlinge. Leipzig, 1895, blz. 212 vv.
Anat. Anzeiger, XL VII, 1914/15.
49
kan bevatten. Tegen een directe afleiding der haren van femoraal-
organen zou in het midden te brengen zijn, dat deze organen onder
de recente Reptiliën slechts bij de Lacertiliers voorkomen en ook hier
lang niet algemeen, dikwijls alleen bij het mannetje en bovendien
altijd in een zeer beperkt aantal. Elders zijn onder Reptiliën met
de dijorganen eenigszins vergelijkbare organen nog slechts bij kroko-
dillen aangetrotfen, waar ze volgens Voeltzkow’s beschrijving
tusschen de huidschilden van den rng liggen.
Maar, indien ook al de haren bezwaarlijk direct uit femoraal-
organen ontstaan gedacht kunnen worden, men zou zich toch de
vraag kunnen stellen, of er niet een verband tusschen beide kan
bestaan in dien zin, dat ze van gemeenschappelijken 'oorsprong zijn.
Indien dit het geval is, zou allicht hun afkomst het gemakkelijkst
op te sporen zijn bij de laatstgenoemde, eenvoudiger gebouwde
organen. Zoo zouden deze dan licht kunnen werpen op den oorsprong
van het haar.
De morphologische beteekenis der dijorganen is duidelijker
geworden door het onderzoek van Schafer ^). Deze kan niet alleen
bevestigen, wat reeds door vroegere onderzoekers was vermeld, dat
nl. bij Lacerta de femoraalorganen van het mannetje in den paartijd
sterker ontwikkeld zijn dan daarbuiten, maar .hij geeft ook uitdruk-
kelijk aan, dat er in den paartijd geen verhoorning der cellen plaats
vindt. Maar van meer belang is, wat hij vond bij Sceloporus acan-
thinus: bij deze Iguanide worden in de organen geen verhoornde
cellen gevormd, maar in plaats daarvan een secreet, dat bestaat
„aus einer völlig zerfallenen, dem Secret von Talgdrüsen ahnlich sehen-
den Masse.” Schafer komt tot de slotsom, dat de dijorganen glan-
dulae celluliparae zijn, verwant aan de niet met haren in verband
staande smeerklieren. Verhoorning treedt slechts dan op, wanneer de
uitscheiding een langzame is. In verband met deze uitkomst is het
van belang, dat Maurer ') vermeldt, dat bij Lacerta de in houd van
een deel der cellen der dijorganen een vettig karakter heeft.
Deze feiten wijzen op een nauwen samenhang der femoraalorganen
met holokrine huidklieren, en de conclusie, dat ze van zulke klieren
zijn af te leiden, ligt voor de hand. Het vei'schil tusschen beide is niet
groot; indien bij een smeerklier de uitscheiding van het vettige secreet
vervangen werd door verhoorning der cellen, dan zou een ver-
hoornde staaf gevormd worden, die groote gelijkenis met de dijorganen
zou vertoonen. Nu heeft de eleïdine, die bij zoogdieren bij het ver-
b Abhandl. Senckenberg. Naturf. Ges., XXVI, H. 1, 1899.
b Archiv f. Naturgesch., LXVIII, Bd 1, 1902.
») 1. c., blz. 220.
4
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A°. 1919/20
50
hoorningsproces optreedt, volgens Maurer een vetachtig karakter ’),
terwijl het aan den anderen kant bekend is, dat de cellen van de
smeerklieren der Mainmalia eleïdine-korrels bevatten en zelfs ge-
deeltelijk verhoornen kunnen ^). Trouwens men moet zich de klier-
cellen ontstaan denken uit gewone epitheelcellen, die het vermogen
tot verhoorning reeds bezaten en het kan niet bevreemden, dat dit
vermogen van tijd tot tijd weer aan den dag treedt.
De fernoraalorganen van Lacerta zijn dus uit hnidklieren ontstaan;
den bouw dier klieren hebben ze behouden, chemisch zijn ze echter
gewijzigd en dat in verband met de sterke verhoorning, die voor
de huid der Reptiliën in het algemeen karakteristiek is.
Indien men de fernoraalorganen van huidklieren kan afleiden, dan
kan men zich ditzelfde ook van de haren der zoogdieren voorstellen.
Alleen is in dit geval de differentiatie verder gegaan en de bouw
van het orgaan een meer gecompliceerde, als gevolg van de belang-
rijker i-ol, die het haar speelt in het leven der zoogdieren. De haar-
papil is secundair ontstaan te denken, in verband met de voor den
sterkeren groei noodzakelijk geworden krachtiger voeding.
Maar er is nog een ander verschijnsel, dat door deze hypothese
een eenvoudige verklaring vindt. De aanleg van het haar als een
massieve epidermisknop komt geheel overeen met die van huid-
klieren, maar ook met die der fernoraalorganen volgens de beschrij-
vingen van Maurer en Schaper. Eerstgenoemde wijst dan ook reeds,
wat de dijorganen betreft, op deze overeenkomst met huidklieren
der Amphibiën, maar hecht groote beteekenis aan het verschil tusschen
beide, dat daarin bestaat, dat de gladde spiervezels van de klieren
der Amphibiën bij de fernoraalorganen ontbi'eken. Hierin kan ik
hem niet volgen : deze spiervezels, die bij de huidklieren noodig
zijn voor de uitstoi'ting van het secreet, zijn uit den aard der zaak
bij de geheel verhoornde dijorganen overbodig en het is dus vol-
komen verklaarbaar, dat ze verloren gegaan zijn. En hetzelfde geldt
in het geval der haren, waar ze eveneens ontbreken.
Een ander punt, waaraan Maurer veel waarde toekent, is de
eigenaardige rangschikking der rnatrix-cellen, die bij den eersten
aanleg van haar en huidzintuig op dezelfde wijze te voorschijn komt.
Het komt mij echter voor, dat deze rangschikking door druk der
omgevende cellen op de groeiende kiem verklaarbaar is en dus
gereedelijk in verschillende gevallen onder overeenkomstige omstan-
digheden optreden kan.
b Goette (Arch. f. mikr. Anat., IV, 1868) beschrijft ook het voorkomen van
vetbolletjes in den jongen epithelialen haarkiem van het schaap.
*) Cf. ScHèlFEE, Text-Book of Microscopie Anatomy, 1912, blz. 476.
51
Sinds de onderzoekingen - van De Meuere moet eeft poging
om den oorsprong der haren te verklaren ook met hun verspreiding
over de huid rekening houden. Waar bij zoogdieren schabben voor-
komen, staan de haren in den regel in gi'oepen daarachter ingeplant.
Daarin verschillen ze dus van de dijorganen, die in het midden
van schubben staan. Wei is waar is hieraan geen al te groote
waarde toe te kennen, maar toch wil ik er in de eerste plaats op
wijzen, dat de bovengenoemde, door Voeltzkow beschreven huid-
organen der krokodillen tusschen de huidschilden staan en ver-
volgens, dat de overeenkomst in plaatsing van haren en feraoraal-
organen grooter wordt, indien de beschouwingen van Pinkus^) naar
aanleiding van de door hem beschreven ,,haarschijven” juist zijn.
Indien, zooals hij zich voorstelt, een ,,Haarbezirk”, d. w. z. het
complex van schubrudiment, haargroep en haarschijf, in zijn geheel
aan een Reptiiiënsclmb beantwoordt, dan komen de haren in het
midden van het gebied der schub te liggen, juist zooals de dijorganen.
Pinkus, die de haarschijven van tastvlekken van Reptiliën afleidt,
kan voor het ontstaan der haren geen verklaring vinden ; ,,Da8
Saugetierbaar hat kein Homologon in dem Gebiet der Reptilien-
schuppe; sein Platz ist leer.” Door de boven ontwikkelde hypothese
wordt dit bezwaar tegen Pinkus’ theorie opgeheven.
Op een andere rangschikking der haren heeft Maurer gewezen :
nog voordat de haargroepen gevormd zijn, is bij zoogdierembryonen
een plaatsing der haren in overlangsche rijen te constateeren.
Maürer ontleent hieraan een argument voor zijn boven besproken
theorie, daar een overeenkomstige rangschikking ook bij huidzin-
tuigen algemeen is. Dit argument vervalt echter door de waarne-
ming van Maürer zeif^j, dat ook de eerste kiemen der huidklieren
bij Triton en Anuren in rijen optreden.
De huidklieren der Promammalia hebben zich dus bij de Mam-
malia in divergeerende richting ontwikkeld : deels zijn er de haren,
deels de huidkiieren der zoogdieren uit ontstaan. Het complex van
haar en smeerklieren is af te leiden, hetzij van een vertakte klier,
waarvan de follikels een verschillende ontwikkelingsrichting inge-
slagen hebben, hetzij, wat mij waarschijnlijker voorkomt, uit de
vereeniging van een aantal klieren in één follikel, op dezelfde wijze
als haren in een bundel vereenigd kannen zijn. Voor deze laatste
afleiding is aan té voeren, dat ook een aantal femoraalorganen soms
1) Morph. Jahrb., XXI, 1894.
2) Arch. f. mikrosk. Anat., LXV, 1905.
I.C., blz. 159.
4*
52
een bunfiel met gemeenscliappelijken follikel vormen ; ik vond dit
bij Lacerta ag'ilis (zie fig.).
Fig. Lacerta agilis. Bundel van drie femoraalorganen (1 — 3).
Natuurkuiide. — De Heer Lörentz biedt eene inededeeling aan
van den Heer T. van Lohuizen over; „Het anomale Zeeman-
efect”
(Mede aangeboden door den Heer Zeeman).
Om uit het atoommodei van Bohr het ZEEMAN-effect te verklaren,
zijn reeds versciiiliende pogingen aangewend 0- Tot nu toe is alleen
het normale LoRBNTZ-triplet verklaard, vaak met overtollige compo-
nenten, welke echter in de theorie van Rübinowicz verdwenen zijn.
Met de theorie van het anomale ZEEMAN-effect is men nog niet
gevorderd, evenmin met de verklaring van het PASCHEN-BAOK-etfect.
Men kan nu echter beproeven een onderdeel van het probleem
tot eene oplossing te brengen, opdat wellicht de daaruit verkregen
resultaten benut kunnen worden bij de volledige oplossing van het
vraagstuk.
Een van de vragen, die zich hier voordoet en welker beantwoor-
ding ik mij tot taak heb gesteld, is deze;
Hangt de magnetische splitsing uitsluitend af van de begin- en de -
eindbaan, waarin het electron zich beweegt, of speelt de overgang
daarbij een rol?
Anders gevraagd :
Geldt bij de aanwezigheid van een magnetisch veld nog de formule :
IE,— IF,
“ = ■ ■ ")
of moet deze vervangen worden door een formule als bijv.:
V
TF, - JV, eM
— ±
h Ajx mc
(2)
zooals Bohr’) meende te moeten aannemen.
Ik wil de vraag nog in een anderen vorm stellen, omdat in die
formuleering de oplossing het gemakkelijkst te geven is.
Zooals bekend is, kan het trillingsgetal van iedere spectraallijn
h N. Bohr, Phil. Mag. 27, p. 506. 1914.
K. Herzfeld, Phys. Zs. 15, p. 193. 1914.
P. Debeye, Gött. Nachr. 1916, p. 142, Phys. Zs. 17, p. 507. 1916.
A. SoMMEEFELD, Phys. Zs. 17, p. 491. 1916.
A. Rübinowicz, Phys. Zs. 19, p. 441 en 465. 1918.
*) N. Bohr, Phil. Mag, 27, p. 506. 1914.
worden voorgesteld als het verschil van twee functies, z.g. ,, sequensen”,
bijv.:
I z = l .2.3...
— j ^ ^ (3)
In mijne verhandeling ,,Le Phénomène de Zeeman et les séries
spectrales” heb ik dat uitvoerig uiteengezet en wil daar verder
naar verwijzen.
Daarin heb ik o.a. aangetoond, dat voor ieder „complex” van
spectraallijnen, d.w.z. alle spectraallijnen wier trillingsgetallen voldoen
aan verg. (3) wanneer de functies tp en q) gegeven zijn en daarin
i en k ieder de rij van de geheele positieve getallen doorloopen,
geldt een bepaald type van anomaal ZEEMAN-effect, mits men rekening
houdt met den invloed van het PAscHEN-BACK-etfect. Men kan dus
kortweg zeggen, dat ieder type van anomaal ZsEMAN-etfect bepaald
wordt door den vorm van de functies en (p. Zijn deze functies
eenmaal bepaald dan levert het verschil dier functies voor positieve
geheele waarden van het argument steeds een spectraallijn met een
bepaald type van ZEEMAN-effect.
Zooals in mijn geciteerde verhandeling uitvoeriger is aangetoond,
kan men deze functies dus aanduiden als :
Enkelvoudig
/
Dubbel
S
S'
D
D'
Drievoudig
n
n'
n"
0'
0"
Het symbool is dus de korte schrijfwijze voor
1 = 12.3...
v = n(i) — 2 (k)
k=2 .3 .4... .
Voor de bij ieder complex behoorende ZsEMAN-etfecten verwijs ik
naar (1. c.).
Men kan dus nu de bovengestelde vraag ook zoo formuleeren:
Wordt ieder der bovengenoemde functies (, .sequensen”) afzonderlijk
veranderd door een magnetisch veld en is dus het ZEEMAN-effect dat
waargenomen wordt, het resultaa't van de verandering van beide
sequensen samen?
1) T. VAN Lohuizen, Arch. Musée Teyler (III) 2, p. 165. 1914.
*) Voortaan aan te geven als (1. c.).
55
Of men zou, wanneer men spreekt van /7-banen, S-banen enz.,
waarmede men dus uitdrukt, dat een electron, dat van een .2'-baan
naar een //-baan springt, een spectraallijn doet opti-eden, beboerende
tot het complex n^, kunnen vragen ;
Wordt iedere //-baan, -S-baan, enz. in een magnetisch veld ieder
voor zich in meerdere banen gesplitst, elk met eene eenigszins ver-
schillende energiewaarde, zoodat de electronen bij sprongen van en
naar deze vervormde banen een trilling met een eenigszins veran-
derd trillingsgetal zouden uitzenden ?
Mocht deze vraag bevestigend worden beantwoord, dan zou daaruit
volgen, dat, gegeven de splitsingsmanieren van elk der banen
(/7, ^ enz.), de waargenomen typen van ZsEMAN-etfect door eenvou-
dige aftrekking daaruit zouden kunnen gevonden worden, m.a.w.
dat het anomale ZEEMAN-etfect zou gehoorzamen aan het z.g. ,,Koni-
binationsprinzip”.
Nu heb ik ter beantwoording van de gestelde vragen, juist het
omgekeerde gedaan. Ik heb n.1. gezocht of in het waarnemingsrna-
teriaal over het anomale ZEEMAN-etfect aanwijzingen waren te vinden
voor de al dan niet geldigheid van het ,,Kombinationsprinzip.”
In het volgende wilde ik eenige van de door mij verkregen
resultaten mededeelen.
Als materiaal heeft gediend hetgeen ik in (1. c.) had verzameld.
Om een zoo groot mogelijk aantal complexen te kunnen bewerken
met een zoo gering mogelijk aantal sequensen heb ik mij voor mijn
eerste onderzoek bepaald tot de drievoudige complexen en daarbij
gevoegd eenige enkelvoudige complexen met vreemde asymptoot.
Men vindt deze bijeengevoegd in de volgende tabel :
beginbaan
A
A"
d
eindbaan
n
//s
//A
nA"
nd
n'
n'2
/7'A
/7'A"
n'd
n" •
n":s
n"A
n"A"
//" d .
Voor de typen van ZEEMAN-etfect, die deze complexen vertoonen,
zie (1. c.).
56
Uit dit materiaal zijn vooreerst eenige algemeene gevolgtrekkin-
gen te maken.
Als het electron springt van een beginbaan naar een /I-baan dan
is het ZEEMAN-effect gecompliceerder, dan wanneer het van dezelfde
beginbaan springt naar een //'-baan, en dit is op zijn beurt weer
gecompliceerder dan wanneer het van dezelfde beginbaan naar de
//"-baan springt.
Het ligt dus voor de hand aan te nemen, dat de //-baan in een
magnetisch veld zich in meer banen zal splitsen dan de //'-baan en
deze weer in meer dan de //"-baan.
Dit geldt bij de dubbele series ook voor de P-baan en de P'-baan.
Beschouwt men alleen de J. gepolariseerde componenten dan gelden
daarvoor dezelfde regels, slechts moet ,,meer” dan vervangen worden
door ,,meer of gelijk”.
Het aantal componenten // gepolariseerd, is voor //' j> //" voor
P= P'.
Nog een andere algemeene gevolgtrekking is te maken. Bij sprongen
van het electron van ^ (en ook van s en S) banen zijn de J. en
// gepolariseerde componenten steeds verschillend.
Sprongen van de andere beginbanen (A, A', A" en d) leveren vaak
samenvallende X en // gepolariseerde componenten. Dit is bijv. het
geval bij sprongen
van A banen naar //, //' en //" banen
„ A „ „ //'
A" „ „ //' en //" „
d IJ'
Dit bijzonder gedrag van de ^ (resp. s en S) banen, doet de
vraag opkomen, of dit misschien verband houdt met de beschouwing
van SoMMERFELD ') :
,,lnfolgedessen drangt sich folgende geometrische Deutung auf : die
p- und f/-Terme entsprechen ebenen Bahnen in der Sjmmetrieebene
des Atoms, ahnlich den KEPPLER-Ellipsen ; der 5-Term bat seinen
Grund darin, dass die beim Wasserstoff bestedende Punktsymmetrie
durch die Atomstruktur von Li und He aufgehoben ist und dass
daher noch andere Bahnen als die in der Symmetrieebene möglich
werden”.
Men zou dus de ^ (resp. s en S) banen zich x aequator kunnen
voorstellen en mogelijkerwijze zou het niet in den aequator liggen
h A. SoMMERFELD, Zur Quantentheorie der Spektrallmien, München. Ber. 4 Nov.
1916, p. 153.
57
de reden kunnen zijn, dat het elecrton bij zijn sprong naar een baan
in het aeqnatorvlak geen samenvallende componenten geeft, terwijl
het zich laat denken, dat bij sprongen tiisschen banen in het aequator-
vlak gelegen, de gelegenheid tot samenvallende componenten veel
grooter is.
Uit een persoonlijk onderhoud, dat ik dezer dagen met Prof. Bohr
hierover had, bleek mij, dat deze gronden had om te veronderstellen,
dat de S (resp. s en S) banen ook aequatoriaal zijn.
Voorts kan nog opgemerkt worden, dat de complexen waarover
dit onderzoek loopt, uitsluitend voorkomen bij chemisch tweewaardige
elementen. Bij één- en driewaardige elementen komen geen Grieksche
complexen voor.
Na deze meer algemeene opmerkingen wil ik nu uiteenzetten op
welke wijze ik het onderzoek naar de eventueele geldigheid van
het ,,K-ombinationsprinzip” heb uitgevoerd.-
Bij een beschouwing van de verschillende typen van het anomale
ZEEMAN-effect voor de bovengenoemde complexen valt het op, dat
bij de meeste de afstanden der componenten van de oorspronke-
lijke lijn veelvouden zijn van de helft van den afstand van twee
componenten van het normale LoRENTZ-triplet.
Noemt men nu e de enei'gieverandering, die een baan moet
ondergaan, opdat een electron, springende van die baan naar een
onveranderde baan, licht uitzendt, overeenstemmende met een der
J. gepolariseerde componenten, van het normale LoRENTZ-triplet,
terwijl het springende van de onveranderde baan licht van een
trillingsgetal uitzendt, gelijk aan dat van de // gepolariseerde
middencomponent, dan zal
8
dv = —
h
het verschil in frequentie aangeven tusschen beide genoemde com-
ponenten.
Deze 6 moet dus evenredig zijn met de
Ik heb nu de hypothese ingevoerd, dat door het magnetische veld
ieder der begin- en eindbanen zich splitst in twee of meer banen,
8
die met de oorspronkelijke baan energie-verschillen vertonnen — ±w .
2
(n = 0. 1.2.3).
Daarna heb ik nagegaan, welke waarden van n men aan ieder
der begin- en eindbanen zou moeten toekennen, om de waargenomen,
componenten te kunnen verklaren.
Dit leverde de volgende uitkomsten :
58
B 06
De /Zbaan splitst zich in 7 banen met energieverschillen 0, rh - , ± e, ± —
f y
n' „
))
„ „ 4
5> >>
>>
c
2’
± c
yy
n' „
yy
M >! 2
)5 yy
»>
± 6
yy
yy
j> >» 2
yy yy
>>
± 6
yy
A „
y y
>> >» 3
yy yy
5>
0,
± C
yy
A”
M M 4
yy yy
y y
c
^ 2’
±C
yy
d „
yy
). >> 3
yy yy
y y
0
± c
Voor de
verschillende
complexen
krijgt men
dan de
volgende
typen voor
het
ZEEMAN-etFect.
n:E
3^
—
6
- 6
_ -"S
)
26
y
6
— 0
2
~2”
- c —
2
- -2c 1 •
(-6)
, , 6
-c) 0-(-6)
Sc
c
-c
C-(-6) -
' ’ 2
c c _
_ c c
Q c
^ c _c c _
C C
2
C C
2
v ~C
2
c c c
- 6 ,
. -3c
-s , -3c
_ — (_f)
n’ 2
2c
3c 6
y y
(0) —
^ ’ 2
- 3c
- 2c
c-(-
f)
c - c
(-c) (-
f)
c
c-c c
2
- c
-c-c
-c-(-c)
77 ' JS'
0
- 2c
c-(-
■f)
c-c
-c-c
-
c - (- c)
nL
©
(2c)
y *
c
2
0 zl
- 2
- 3c
~2~
(-2e) (:!')
3c
(- f)
2 ^ ^
c-(-
36
c) 0 c-0
’ 2
3c
c
2
c
c-c — c 0-c
2
-c
c
2
-3c
^ C_C c
2
i-(-c) O-(-c)
--0
2
0-0 — -0 -c-0
2
-3c
0
2
-c -Sc
— -(-e) -6-(-c)
59
(2c)
3e c
— c —
2 - 2
77' A
"o
-e
— -c
2 —
-3c
c - (- c)
c c
2 ^ ' 2
c-c
c
c -c-0
2
-c
c -c-c
2
- e
-c-(-e)
- c
0
2
2c e
77 " A
0 - c
c - (- c) e - 0
e-3 -c-0
- C - 3
-
c-(- e)
77 A"
5e
- (2f)
3c f -c
HH) tt-
3c
2 V2
c-(-c)
c-
c
e — 0
— 2 —
- c
Y
- c
- 3c
^ (-2*)
3c c 3c
e c-c
e
c
0-c
-c
e -c-c
2 2
c c /-e\ s 6 c
2-(-f) 2"( yJ 2 2 '¥
O-(-e) 0-
-c\ -c
"2
c
0--
2
- — -f-
-c c
T ~2
-cA - 3e / -c
"2 Vi
- 5c
~Y
- 3c
-e -c-c
2 2
e - 3c c
”^"2 2
-c
-3c
2 ( f) f) 2 ^
77' A"
?
2c
c-(-c) e
3c
T
'-c\ c /-
2
-(ï)
e
2
c
c
2
c-c
-(-«)
- c cc
2 "2
- c /-c
VT
- c - c)
- c
Y
c
2
- c-
-3e ?
-c -2c
— 2
-c c -c
2 2
-c -c-c
c
-c
2
ƒ7 " A''
(2 c)
€ - (- C) C -
3c
¥
'-C
c
2
c - -
- c
o —
O
^ (-2^)
c-c - c-
- c
-3c
2
c
- c
2
-c-c
-e-(-c)
60
nd
A — 36 ?
- 1 26 — 6
J 2
6
2
- 6
(0) ^
? -36 —
-6 -26
2
(t
. 36
- 6) 6 (-6) 0 6-0
2
36
6
2
6
6-6 6
2
- 6
0-6 6 -6-6
2
-36
~Y
|_(_e) 0-(-6)
6
--0
2
0-0 0--
2
-86
-6-0 0
2
-6
-36
e)
n' d
^ —
(26) — 6
^ ^ 2
6
2
- 6
0 —
— 2
- 36
— (-2a)
6
--0
2
6
6-6 — - 6
2
- 6
-6-0 6 -6-6
2
- 6
-t-(-f) y-O
n" d
(26)
6
0 -6
(-26)
e-(- 6)
6-0
6-6 - 6 - 0
-6-6
-
6 - (- 6)
Onder iederen component is aangegeven uit welken sprong of
boven
sprongen hij is gedacht te zijn ontstaan. Een
onder
den com-
ponent geeft aan dat hij — gepolariseerd is. Komen beide strepen
voor, dan vallen beide componenten samen of is de polarisatie
onvolkomen. Tusschen ( ) zijn geplaatst de z.g. overtollige compo-
nenten, die bij de waarneming niet gevonden zijn. Over de bijge-
plaatste vraagteekens zal verderop gesproken worden.
Allereerst een en ander over de overtollige componenten. Verre-
weg de meeste zijn uiterste componenten. Daar meestal de uiterste
componenten, die waargenomen zijn, zeer zwak zijn, is het mogelijk
dat de theoretisch gevonden componenten zoo zwak zijn, dat zij tot
nu toe niet konden worden waargenomen. Deze componenten toch
ontstaan door sprongen van en naar de sterkst vervormde banen
en deze zijn volgens Sommerpeld minder waarschijnlijk dan de
minder vervormde, zoodat het aantal sprongen van het electron van
deze sterk vervormde banen naar verhouding veel kleiner is en dus
de voortgebrachte component veel zwakker.
61
Deze verklaring kan echter niet dienen voor het overtollig zijn
van de middencomponenten van n'2 en Ild.
Het zou echter ook mogelijk kunnen zijn, dat het „Kombinations-
prinzip” aan een beperkende voorwaarde was gebonden. Prof. Bohr
was n.1. van raeening, zooals mij uit een onderhoud over deze
quaestie bleek, dat het electron bij zijn springen ook nog gebonden
moest worden aan de voorwaarde dat het moment van lioeveelheid
h
beweging in begin- en eindbaan niet meer dan 1 X — mocht ver-
schillen. Het is mij tot nu toe nog niet gelukt, deze voorwaarde als
beperking van het ,,Kombinationsprinzip” in te voeren. Dat er echter
een beperkende bepaling, hoe dan ook, moet bestaan, schijnt mij
niet twijfelachtig toe.
Dat toch echter het niet optreden van een middelcornponent in
sommige gevallen aan de waarneming kan worden toegeschreven,
moge uit het volgende voorbeeld blijken :
Tn mijn verhandeling (l.c.) vindt men het ZKEMAN-effect voor /Z'A"
opgegeven als een octet zonder middelcornponent, hier als een nonet
met middelcornponent.
Mijn eerste opgave was o.a. gebaseerd op de waarnemingen van
Miller ’), die geen middelcornponent heeft gevonden, terwijl Wendt ’)
bij dezelfde lijnen de middelcornponent wel vindt: ,.bei dem zweiten
Begleiter ist die mittlere Komponente übersehen”. (p. 559).
Daaruit moge dus blijken, dat het geenszins onmogelijk is, dat
sommige van de waargenomen typen van ZEEMAN-etfect onvolledig
zijn, en dat wellicht sommige der door mij gevonden ,, overtollige”
componenten bij fijnere waarneming nog zullen blijken aanwezig
te zijn.
Bij de uiterste componenten van 11’ L!' is een vraagteeken geplaatst.
Deze componenten zijn zoowel door Wendt fl. c.) als Miller (1. c.)
gevonden, echter zijn de afstanden tot de middel-component iets
kleiner dan overeenkomt met 2e. De polarisatietoestand kon door
Miller wegens geringe intensiteit niet bepaald worden. Wendt vindt ±.
De andere vraagteekens vindt men bij Tld. Wendt vindt hiervoor
10 componenten, terwijl Miller er 12 heeft waargenomen. Deze
waarnemer maakt hiei’bij echter de opmerking (l.c. p. 117):
„Die durch Klammern zusammengefassten Linienpaare liefen in
b W. Miller, Zeeman-effekt an Mg. Ga. u. s. w. Ann. d. Physik, 24, p. 105,
1907.
b G. Wendt, Untersuchungen an Quechsilberlinien. Ann. d. Physik, 37, p. 535,
1912.
62
eine Linie znsammen, wenn beide Arten von Schwingungen ziige-
lassen waren”.
Brengt men dit in rekening dan kunnen de vraagteekens vervallen
en vervangen worden door e en — e.
De 0-component blijft dan nog onverklaard.
Een andere factor, die ter verklaring overblijft, is de polarisatie-
toesfand der componenten.
Ofschoon is op te merken, dat evenals bij het normale triplet,
ook hier bij de anomale ZEEMAN-effecten, de uiterste componenten
steeds j_ gepolariseerd zijn, zoo moet ik bekennen, dat het mij tot
nu toe nog niet gelukt is, een eenvoudigen regel voor den polari-
satietoestand der componenten te vinden.
Wat de intensiteit betreft, zoo is boven reeds de veronderstelling
uitgesproken, dat naarmate de electronen springen van of naar sterk
excentrische banen, de intensiteit der voortgebrachte componenten
geringer zou zijn. Jammer genoeg laat het waarnemingsmateriaal
niet toe deze veronderstelling in alle bijzonderheden te toetsen, daal-
de opgaven van verschillende waarnemers vaak tegenstrijdig zijn.
Wel geeft Miller (1. c. p. 112) bijv. voor de intensiteiten van
77 A 1 2 2 6 2 2 1
77' A 1 1 4 4 4 1 1
77"A < 1 4 8 4 <1
en blijkt hieruit een sterke afname van intensiteit naar de buitenste
componenten (waarbij mijne ,, overtollige” componenten, die nog
zwakker zijn, goed aansluiten). Ook het feit, dat de middelcompo-
nenten sterker zijn, is in goede overeenstemming daarmede, dat elk
dezer componenten, door meerdere verschillende sprongen kan wor-
den voortgebracht.
Algemeen is echter op grond van de bovengenoemde onderlinge
tegenstrijdigheden dit onderzoek nog niet door te voeren. De oor-
zaken van deze intensiteitsverschillen zijn door Zeeman ^) onderzocht,
doch het is uit de publicaties der verschillende waarnemers zelden
op te maken, welke omstandigheden hunne verschillen in intensiteit
hebben veroorzaakt en wat of de betrouwbare intensiteiten zijn.
Zoolang dat niet met zekerheid kan worden vastgesteld zal een
onderzoek als het bovenbedoelde niet mogelijk zijn. Uit de uitkom-
sten van een dergelijk onderzoek zouden belangrijke gevolgtrekkingen
zijn te maken over de al of niet juistheid der door mij in deze
mededeeling opgestelde hypothesen.
1) P. Zeeman, Proc. Amsterdam, Oct. 1912 en Researches in magneto-optics,
p. 94 V., Macmillan 1913.
63
Uit het tot dusver gevondene meen ik te mogen besluiten, dat er
aanwijzingen te vinden zijn in het waarnemingsmateriaal voor de
geldigheid van het ,,Kombinationsprinzip” ook voor het anomale
ZEBMAN-etfect. Het is echter niet buitengesloten, dat een beperkende
bepaling in den zin door Bohh (zie boven) gegeven, maakt, dat dit
principe niet altijd zuiver te voorschijn treedt.
In ieder geval meen ik te hebben aangetoond, dat de „sequensen”
ieder afzonderlijk in het magneetveld veranderen en dat het waar-
genomen ZEEMAN-etfect het resultaat is van de veranderingen van
beide sequensen samen.
In verband daarmede ben ik ook van meening dat de vergelijking
van Bohr
V
in het magnetisch veld hare
Den Haag, 7 Mei 1919.
_ W — W,
~~ h
geldigheid behoudt.
Natuurkunde. — De Heer Zeeman biedt, mede namens Mej. Dr.
A. Snetheage, een mededeeling aan ; ,,Z)e
licht in bewegende, doorschijnende, vaste stoffen. II. Metingen
over het Fizeaa-effect in hoarts" . {Vervolg).
'II. Directe bepaling van de snelheid van de balk.
In I § 3 is de wijze aangegeven waarop de it)aximum-snelheid
werd bepaald. Wij hebben die echter ook nog direct gemeten vol-
gens de volgende methode, die echter eerst bij de proeven met glas
toegepast werd, maar hier een plaats vindt, omdat zij de snelheids-
bepaling in de ondei'stelling van een met standvastige hoeksnelheid
rondwentelend vliegwiel heeft bevestigd.
Aan de balk BB is een zwart schermpje verbonden met twee
spieetvormige openingen en S.^, waarin draden zijn gespannen
voor nanwkenrige plaatsbepaling. De spleet *Si, wij letten voorloopig
alleen op een der spleten, beweegt zich in het lichtveld van den
condensor L^. Met behulp van eene achromatische lens L, wordt
een scherp beeld van *Si ontworpen in het vlak R van de cirkel-
vormige plaat van een bij een grooten snaargalvanometer gebezigden
lichtonderbrekei’. Dit laatste toestel, waarop onze aandacht werd
gevestigd door den Heer Wertheim Salomonson en dat door hem tot
onze beschikking werd gesteld, bestaat uit een electromotor met
mechanischen centrifugaalregulator. Een der 5 assen van het apparaat
draait 25-maal per seconde rond. De alnrainiumplaat R (middellijn
30 cM.) heeft in den omtrek 40 insnijdingen, elk ongeveer 1 m.m.
65
breed, zoodat 1000 opflikkeringen per seconde ontstaan. De afstand
van twee insnijdingen bedraagt ongeveer 23 in.m., zoodat licht
gedurende 1/20000 seconde wordt doorgelaten.
Een beeld van de stilstaande spleet, bij draaiende schijf ontwor-
pen op de photographische plaat van de camera C, is gereproduceerd
in 6, op de Plaat, Fig. 1. Men ziet de beide kruisdraden en rechts
van de spleet den rand van de cirkelvormige plaat B,, waarvan het
middelpunt links ligt. De donkere kringen worden teweeggebracht
door terugkaatsingen, maar hebben voor ons geen beteekenis.
Beweegt de spleet zich en draait de schijf dan wordt telkens na
een duizendste seconde het licht door de insnijding in doorgelaten
en de spleet door middel van de lens Z, gephotografeerd.
De beelden van de spleet gaan schuin staan, daar tijdens het
verschuiven van de balk de insnijding in de schijf voortdurend
hooger komt bij haar beweging.
Gemakkelijk ziet men in dat de helling van het beeld bepaald
wordt door de verhouding van de snelheid van de insnijding tot die
van de balk of liever tot die van het beeld op de schijf. Uit de
afstanden van /Si en R tot en van tot R en de plaat is de
reductie, die de snelheid van de balk in het beeld ondergaat onmid-
dellijk te schatten of deze is direct door photographeeren eener verdeelde
schaal in het vlak van /S, *5, te meten. De grootte van de helling
van het spleetbeeld (Plaat Fig 2) geeft al dadelijk eene benaderde
waarde van de snelheid van de balk, die men trouwens nog een-
voudiger uit den afstand van overeenkomstige punten van b\ h'\
kan vinden.
Voor een nauwkeuriger bepaling van de snelheid komt de tweede
spleet aSj, welke op 4,15 cM. van aSj staat, te pas. Stel dat voor
de benaderde waarde van de snelheid van de balk omstreeks 1000
cM./sec. gevonden is, dan is aS, derhalve na ieder duizendste seconde
over ongeveer 1 cM. verschoven en komt na 4 duizendste seconde
aSj ongeveer op de plaats waar eerst aS^ stond. Derhalve zal op de
foto in het algemeen tusschen de beelden van S^, een beeld van aS,
n.1. verschijnen. Uit de foto kan men nauwkeurig den ouder-
lingen stand der spleetbeelden atleiden, en weet dan dat om den
afstand van 4,15 cM. af te leggen 4 -|- een breukdeel, uit den
onderlingetj stand af te meten, duizendsten seconden noodig zijn.
Om de spleten van elkaar te onderscheiden is alleen over aS\ een
dwarsdraadje gespannen.
We krijgen op de foto slechts 2 beelden van elk der spleten,
omdat alleen binnen een beperkten kegel afbeelding door de verschil-
lende lenzen tnogelijk is.
5
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A". 1919/20.
66
Daar men de snelheid van de balk w^enscht te kennen bij een
bepaalde bewegingsrichting wordt nog de liehtafsluiter (I § 4), die
anders voor het objectief van den waarnemingskijker staat, in O
tzie lignnr boven) geplaatst. Hierdoor is men zeker dat op het juiste
oogenblik het licht door den toestel gaat. De onnauwkeurigheid van
de bepaling van de snelheid blijkt hoogstens f "/o bedragen.
Wij vestigen nog de aandacht op eene bijzonderheid van de
beschreven bepaling van de snelheid, die theoretisch, hoewel niet
praktisch, interessant schijnt.
De meting geschiedt namelijk met een bewegende meetstaaf {\Q,r\g\Q
in rust = S^), eene eigenaardigheid, die wij ons niet herinneren
bij eene andere methode praktisch te- hebben zien gebruiken.
Wij zijn dank verschuldigd aan de Heeren W. de Groot en
G. C. Dibbetz Jr. voor hunne assistentie bij het theoretische en
experimenteele werk en aan den Heer J. van der Zwaai- voor de
hulp bij de lastige reguleering van den toestel en de vervaardiging
der hulptoestellen.
Natuurkunde. — De Heer Kamerlingh Onnes biedt aan eene
Mededeeling van den Heer O. Nordstrom: „Opmerking over
het niet uitstralen van een overeenkomstig kwantenvoorioaarden
bewegende elektrische lading”. (Supplement N®. 44 van de
Mededeelingeii uit het Natuurkundig Laboratorium te Leiden).
(Mede aangeboden door den Heer H. A. Lorentz).
Men hoort vaak zeggen: De atoomtheorie van Bohr is in strijd
met de klassieke elektrodjiiamika, daar ze aanneemt dat een elek-
tron dat overeenkomstig kwantenvoorwaarden beweegt geen energie
nitsti’aalt in den vorm van elektro-magoetische golven. Een aldus
geformuleerde bewering lijkt mij echter niet juist aan te geven,
waarin de tegenstelling tussclien de aanname van Bohr en de klas-
sieke elektrodynamika ligt. In het volgende zal ik trachten
deze zienswijze te motiveeren. Eerst volgen eenige algemeene
beschouwingen.
Als men in een overigens ledige ruimte elektrische ladingen heeft
en de beweging daarvan eenduidig vaststeit, dan wordt het elektro-
magnetische veld hierdoor niet eenduidig l>epaa!d met behulp der
veldvergeüjkingen van Maxwell-Lorkntz. Om eenduidigheid (e ver-
krijgen, moeten zekere grensvoorwaarden vastgesteld worden en op
deze zullen wij onze opmerkzaamheid vestigen. Hoedanig het veld
ook moge zijn, het kan voorgesteld worden door de elektrodyna-
mische potentialen; de vektoi'potenliaal 21 en de skalaire potentiaal
welke ook kunnen worden sainengevat in een vierdimensionale
vektorpotentiaal met koinponenten :
(px = 21j; , (py ~ 21,/ , = 21^ , = . . (1)
De potentialen bepalen eenduidig de veldvektoren t?, iS op grond
der vergelijkingen
iS» = rot 21, 1
1 d21 • • • (2)
€ = — grad. g — (c= lichtsnelheid) |
c dt
Daarentegen zijn de potentialen 21 , g niet eenduidig bepaald door
het veld. Men kan op grond hiervan hen de voorwaarde opleggen :
b Zie bijv. M. Abraham, Theorie der Elektrizilat II, Aufl., p. 36.
5*
1
68
1 ^'p
div 51 — — O,
c ot
en krijgt dan voor de gezamenlijke potentiaalkoraponenten (ingeval
men rationeele eenheden aanwendt) de differentiaalvergelijkingen) :
d‘‘rp^ 1 d*(poc __
dz^ c’ dt^ ^ ^
(a = X, y, z, t).
Hier beteekenen Ox, Oy, Oz de komponenten van den elektrischen
stroom, öt de dichtheid van elektriciteit. Ingeval de beweging der
elektriciteit bepaald is, zijn öx, Oi^, c>t bekende funkties van
X, y, z, t. De algemeene oplossing der differentiaalvergelijkingen (3)
kan dan op de volgende wijze aangegeven worden :
ya> ^0 mogen de koördinaten zijn van een punt, waar r/'a gezocht
wordt. De afstand van het punt (a'^, zj tot een punt (x, y^ z)
geven wij aan met v.
r’ = {x—x,Y + {y—y^Y + {z—z.Y (4)
Deze formule bepaalt wel niet het teeken van r maar dat zullen
wij voorloopig onbepaald laten.
Een eenheidsvektor met de komponenten
X X n
y—y.
(5)
geven wij aan, door r. De richting van i' is klaai'blijkelijk afhanke-
lijk van de keuze van het teeken van r. Laat F een willekeurig
gesloten oppervlak zijn, dat ook het punt x^, omsluit. Een
oppervlakelement van het oppervlak jP, opgevat als een loodj-echt naar
buiten gerichte vektor geven wij aan door d% . Als wij deze sym-
bolen invoeren, kunnen wij de algemeene integraal der differentiaal-
vergelijking (3) als volgt schrijven L :
1 i r r ^ / 1 r r A I
-r~ b Md -grad(f^-\ — L_A.(6)
4jr [J J \r cr Ot r J \ ^
De oppervlakte integraal moet uitgestrekt worden over het ge-
sloten oppervlak F, de ruimte integraal over de omsloten ruimte
V
V, (die ook het punt x^, y^,z^ omvat). De index # beteekent, dat
in het rechter lid a„,, cp^, grad cpa,
drpc.
betrekking hebben op het van
h Een afleiding van formule (6) vindt men in Finska Vetenskapssocietetens
Förhandl. L. I. 1908—09, Afd. A. n’’. 6. Als men bij de afleiding het teeken van
r niet vaststek, vindt men gemakkelijk het dubbele teeken in het rechterlid.
4
69
r
punt tot punt varieerend tijdstip t . Het dubbele teeken voor het
c
rechterlid moet aangebracht worden, zoolang het teeken voor r niet
vastgesteld is, maai vrij gekozen kan worden ; het -{- teeken geldt
voor positieve, het — teeken voor negatieve r. Kiest men het
r
-1- teeken, dan is t een vroeger tijdstip dan t en f/a moet dan
c
opgevat worden als vertraagde potentiaal. Kiest men het — teeken,
r
dan is t een later tijdstip en is op te vatten als vervroegde
potentiaal.
Elke funktie die aan de differentiaalvergelijking (3)
voldoet, kan dm naar goedvinden beschouiod ivorden als een ver-
traagde of als een vervroegde potentiaal, als men slechts de bijdrage
tot de potentiaal loelke het grensoppervlak F levert (dat men ook
naar het oneindige verschuiven kan) in rekening brengt.
Op grond hiervan kan ook elk elektromagnetisch veld, d. w. z.
elk veld waarvoor de vergelijkingen van Maxwell-IjOrentz gelden,
voor een tijdstip t berekend worden naar goedvinden öf‘ uit den
toestand op den tijd t —
(0
öf uit den toestand op het oogenblik
(r)
als slechts de bijdrage van het grensoppervlak in acht ge-
c
nomen wordt. Deze bijdrage heeft natuurlijk in beide gevallen onge-
lijke waarde.
Als men het oppervlak F naar het oneindige laat verschuiven en
als grensvoorwaarde vaststelt dat de oppervlakte integraal de waarde
nul heeft als de potentiaal beschouwd wordt als een vertraagde
potentiaal, krijgt men de gewone oplossing van het probleem om
het veld te berekenen uit de ladingen. Maar deze oplossing is slechts
een particuliere, er zijn oneindig vele andere.
Men moge mij verontsclmldigen, dat ik over deze zaak zoo
uitvoerig heb uitgeweid. Er schijnt mij niet altijd voldoende acht
op geslagen te worden.
Wij zullen nu aantoonen, dat elke periodieke beweging der elek-
triciteit toelaat een veld aan te nemen dat geen energie uitstraalt.
De afzonderlijke punten der elektrische ladingen identificeren wij
met behulp van 3 parameters Elk stel waarden 5, p, 'Q geeft
dus een bepaald punt in de elektriciteit aan, dat meegaat met de
beweging daarvan. De beweging wordt volkomen aangegeven door
de vergelijkingen
70
X = X (§, T], C, t),
^ (1^ '»J)
d. w. z. voor vastg-estelde f, ">2, ? zijn de koördinaten x,y,z funkties
van den tijd. Wij denken nn dat de door de vergelijkingen (7)
voorgestelde beweging volkomen bepaald is. Wij noemen die beioeging 1.
Van x,y,z nemen wij dns aan dat ze bekende funkties zijn van
5, Tj, u, ? en wel voor alle waarden van t vanaf — oo tot -|- co . Wij
berekenen het elektromagnetische veld door middel van vertraagde
potentialen en kiezen zoodanige grensvoorwaarden dat de oppervlakte
integraal in (6) nul wordt voor elke potentiaalkomponent als
het oppervlak F naar het oneindige verschuift. Dan is het veld een-
duidig bepaald door de beweging der eleciriciteit. Het verki'egen
veld noemen wij veld 1. Daarin hebben wij klaarblijkelijk een
energieuitsiraling.
Verder zullen wij eene andere beweging der electriciteit beschouwen,
beweging 2, die wij uit beweging 1 verkrijgen door het leeken van
t om te keeren.
X = X 7j, — t), I
y = y / beweging 2.
z = z{B., rj, - t), !
Bij de beweging 2 worden klaarblijkelijk alle banen in tegen-
gestelde richting doorloopen als in beweging 1. Voor beweging 2
berekenen wij eveneens het elektromagnetische veld door middel
van vertraagde potentialen en met dezel/de grensvoorwaarden als
vroeger, We krijgen dan weer een veld met energieuitsiraling en
we noemen dat veld veld 2.
Als beweging 1 periodiek is, is beweging 2 dit ook en de uit-
straling gedurende eene periode is dan voor veld 1 en 2 even groot.
Van veld 2 zullen wij overgaan tot een nieuw veld, veld 3, dat
wij krijgen door het teeken voor den tijd t en de magnetische
veldkomponenten '^z om te keeren. Zooals bekend is, blijven
de veldvergelijkingen van Maxvvelt,-Lorentz geldig bij een dusdanige
teekenwisseling. Daar t van teeken wisselt, wordt de beweging der
elektriciteit omgekeerd. De beioeging van de electriciteit in veld 3 is
dus precies dezelfde als in veld \ ; wij hebben in beide gevallen
beweging 1. Op grond van de omkeei'ing van het teeken \oor
(terwijl ^'a:, S'ï/, ^*2 hun teeken houden) keert de i'ichting van
den energiestroom om, zoodat we in veld 3 een instraling van
energie krijgen. Voor periodieke beweging der elektriciteit is de
71
instraling gedurende een periode even groot als de uitstraling in
veld 1 en 2.
Men vindt verder gernakkelijk dat veld 3 berekend kan worden
uit vervroegde potentialen, waarbij de bijdrage van het oneindige
nul is. Worden de potentialen echter als vertraagde opgevat, dan
is de bijdrage van het oneindige niet nul.
Wij superponeeren nu veld 1 op veld 3, wat immers mogelijk
is, daar de veldvergelijkingen lineair zijn. In beide afzonderlijke
velden heeft de elektriciteit dezelfde beweging, die ook blijft bestaan
in het gekombineerde veld. Daarentegen wordt door de superpositie
de dichtheid van elektriciteit overal verdubbeld. Om dit op te heffen
verminderen we de veldsterkte in het gekombineerde veld tot op
de helft. Daardoor wordt de dichtheid der elektriciteit in dezelfde
verhouding verkleind en wij krijgen in het nieuwe veld 4 precies
dezelfde elektriciteitsverdeeling en -beweging als in veld 1. Als de
beweging periodiek is, geeft klaarblijkelijk de energiestroom in veld
4 gedurende eene periode een totale uitstraling nul. Men heeft een
soort staande elektromagnetische golven.
Daar de elektriciteitsbeweging in veld 4 volkomen identiek is met
die elektriciteitsbeweging, van welke wij uitgingen, hebben wij aan-
getoond, dat elke periodieke beiveging der elektriciteit de aanname
toelaat van een elektromagnetisch veld zonder energieuitstraling . Men
ziet zonder meer in, dat de stelling ook geldt als de elektriciteits-
beweging niet exakt periodiek is, maar b.v. bestaat uit een planeten-
beweging met periheliumverschuiving.
De vraag is nu maar, of de theorie van Bohr eenig nut kan
hebben van het resultaat, waartoe wij zijn gekomen, en deze vraag
moet wel ontkennend beantwoord worden. Als de electronen in een
atoom in alle eeuwigheid in dezelfde banen liepen, zou niets de
aanname beletten van een electromagnetisch veld zooals veld 4.
Maar de sprongen van een toegelaten baan tot eene andere veroor-
zaken moeilijkheden. Een eenvoudig onderzoek toont aan dat in
veld 4 de energiedichtheid voor groote afstahden r evenredig is
met — zoodat de energie van het geheele veld oneindig groot is. Op
grond hiervan wordt de energieverandering bij het overspringen van
een elektron heel anders dan die, welke Bohr moest aannemen,
en het lijkt mij niet mogelijk dat hier overeenstemming bereikt kan
worden. De aangevoerde beschouwingen hebben dus nauwelijks
positieve beteekenis voor de theorie van Bohr, maar wel schijnen
ze mij van eenig nut te kunnen zijn om een meer alzijdig
inzicht te krijgen, waar de moeilijkheden der theorie van Bohr
72
liggen. Een resultaat dat zij hiermede naar mijn meening geven is
reeds genoemd in het begin van deze opmerking en ik zon dit aldus
willen formuleeren : De gewone bewering, dat het onverklaarbaar
zou zijn dat een elektron dat eene met de voorwaarden der quanten-
leer overeenkomende beweging uitvoert, geen energie zou uitstralen,
schijnt mij op een niet voldoend algemeene beschouwingswijze te
berusten. Een ruimer blik op de kwestie lijkt mij de moeilijkheid
weliswaar niet te kunnen ophetfen, maai’ wel die te kunnen verplaatsen.
Leiden, 18 April 1919.
Sterrekunde. — De Heer de Sittbr biedt eene mededeeling aan
van den Heer J. Weeder c. i. : ,,De buiging der cirkels van
een meridiaankijker”.
(Mede aangeboden door den Heer J. C Kapteyn).
Onder den invloed van de zwaartekracht ondergaat de cirkelrand
van een meridiaan-instrument kleine vervormingen, die tengevolge
hebben, dat, gerekend van den nulstreep, de lioekwaarden der deel-
strepen afhangen van de richting des kijkers.
Omtrent de grootte van de veranderingen in bepaalde hoeken van
den verdeelden cirkel, als deze in zijn vlak gedraaid wordt, kan
men de uitkomst van Bessel^ berekend voor deti raeridiaancirkel
van Repsold in de sterrewacht te Koningsbergen, met omstreeks 50
cM. straal en 10 spaken, vinden in de Astron. Nachr. Bd. 25 op
pag. 42, volgens welke een streep in het verlengde van een spaak
in horizontale richting wegens de buiging des cirkels onder den
last van het eigen gewicht over den hoek 0''.6726 is doorgezakt,
zoodat de bovenste helft des cirkels in dien stand 1".35 grooter zou
zijn dan in den horizontalen stand van dat cirkelvlak. Ten opzichte
van deze rekenuitkomst komt het mij evenwel voor, dat Bessel in
^ 14 der bovengenoemde verhandeling ten onrechte met 2 vermenig-
vuldigde, nadat hij met dien factor 2 aan het einde van ^ 12 reeds
had rekening gehouden. Door de einduitkomsten van Bessel te sub-
stitueeren in zijn eind vergelijkingen van § 13 blijkt ook, dat de eersten
gehalveerd moeten worden, en zijne becijferingen voor de buiging
in het verlengde van een horizontale spaak inderdaad 0",336 ople-
veren bij bovengenoemd instrument.
Nu scheen voor mij de omstandigheid, dat er door de deelfout-
bepalingen aan den meridiaancirkel te Leiden veel waarnemings-
materiaal beschikbaar is om de buigingsconstanten voor de cirkels
van dat instrument er uit af te leiden, reeds voldoende beweegreden,
om aan Bessel’s verhandeling over dit onderwerp bizondere aan-
dacht te schenken. De volledigheid waarmede hij daarin zijne denk-
beelden uiteenzet, en de nauwkeurigheid, door welke de becijferingen
zijner toepassing in den regel uitmunten, hebben mij eerst medege-
sleept en vervolgens bewogen, het vraagstuk der buiging voor zulk
een cirkel verder te ontwikkelen in formules ten gebruike voor
74
cirkels met een even spaken-aantal of andere afmetingen van den
cirkelrand. De analytische ontwikkeling der formule voor de buiging
volgens den rand van een spaakeinde tot het volgende, door Bessel
gegeven [§ 8 foi mule (18)], vormt den hoofdzakelijken inhond dezer
mededeeling.
Met deze formule worden door mij ook de beperkende veronder-
stellingen overgenomen, onder welke zij afgeleid is. In het kort zijn
deze: het gietmetaa! hebbe in alle deelen gelijke elasticiteit en
dichtheid, en de sectoren zijn ook in voim aan elkander gelijk; de
s[)aken zijn door platte vlakken begrensd en hebben tot doorsnede
een gelijkbeenig trapezium, welks evenwijdige zijden en hoogte gelijk-
matig van naaf tot randstuk in lengte afnemen; de opeenvolgende spaken
zijn verbonden door rechte stukken van standvastige doorsnede, die
samen een gelijkzijdigen veelhoek vormen, welke zijn hoekpunten
in de spaken heeft. Het randstnk zij op de cirkelas afgedraaid, zoodat
zijn doorsnede ook over de geheele lengte standvastig is. Al deze
stukken zijn door Bessel behandeld als lijnen in één plat vlak, aan
welke in elk punt zulk een gewicht en traagheidsmoment zijn toe-
geschreven, als beantwoorden aan de door dat punt voorgestelde
slaafdoorsnede ; de straal des cirkels, die het randstuk voorstelt, is
gelijk genomen aan den afstand van het zwaartepunt der randdoor-
snede tot de cirkelas.
Zooals steeds in de elasticiteitstheorie voor gevallen als dit toelaat-
baar is, zijn van de elastische verscliuivingen hoogere machten dan
de eerste in de formules weggelaten. Die verschuivingen zijn dus
hier met de versnelling der zwaarteki‘acht evenredig en zouden
verdwijnen, indien men het zwaarteveld kon opheffen. Er kunnen
ook dan nog aanzienlijke spanningen voorkomen, en deze neemt
Bb;ssel wel in zijne algemeene formules op, maar zoolang zij het
lineaire der zwaartekrachtswerking niet verstoren, veranderen zij bij
draaiing der cirkels in het vertikale vlak de hoeken der deelstrepen
niet; ik laat om die reden.de termen in de formules van Bessel,
op die spanningen betrekking hebbende, terzijde.
Er volgt uit de erkenning, dat de te beschouwen elastische ver-
schuivingen met de zwaartekracht evenredig zijn, eene uitdrukking
voor de hoekverandering van een deelstreep iv wegens buiging.
In den stand des cirkels, bij welken ly, de helling is van streep w,
zijn de componenten van de versnelling der zwaartekracht g naar
richtingen volgens die streep en loodrecht daarop ^ 7^, en co5
en voor hare buiging kan men schrijven:
V (w) sin lyj -p II (w) cos 1^
V {lü) en H{w) stellen hierin de buigingen van streep lo voor, als
75
zij vertikaal naar beneden af horizontaal naar rechts gericht is voor
iemand, die de randverdeelingaanziet.Wegens de gelijk- en gelijkvormig-
heid der m sectoren hebben V {id) en ' gelijke waarden voor de
m strepen van overeenkomstige plaatsing. Ik begin daai'om lo te rekenen
2jr
bij het einde van een spaak met nnl en eindig bij — = ■&. Het zij. de ^-de
m
spaak, die in de richting der toenetnende graadcijfers aan streep vooraf-
gaat, en de helling van deze spaak zij ui, dan is li„ = Ui-\- n) en
dit in de buigingsuitdrukking overgebracht en ontwikkeld, geeft
voor haar;
I F [w) cos w — H (w) sin w
sin ui -|- I H (w) sin w -\- H (w) cos w j cos ui.
Tot eene uitdrukking van gelijke beteekenis komt Bussel aan het
eind van § 9 door de beschouwing der even wichtsvoorwaarden
van het elasticiteitsvraagstuk.
Om echter de overeenstemming te verkrijgen van de bovenstaande
met de buigingsformule (18) van Bessel 8] vervang ik door
, ontwikkel, en schrijf :
^ F (lo) = F (w) cos
G (m>) = V (w) sin
— H (zo) sin
-F H{w) cos
Voor streep lu wordt de buiging nu voorgesteld door:
X F (w) sin ( u,- -1 1 A (r (zo) cos j ui -\
De factor A is het reciprook van den elasticiteitscoëfficient.
Ter wille van het overzichtelijk verband ga ik nu schetsen, hoe
Bessel dit elasticiteitsvraagstuk heeft behandeld en wat sjmmetrie-
beschouwingen leeren omtrent de door hem berekende grootheden.
Volgens de beschrijving der figuur van den cirkel behooren tot
eiken sector 4 rnetaalstukken samenkomende in 2 knooppunten. De
beide deelen van eene spaak zijn afzonderlijk te behandelen wegens
het knooppunt met de dwarsverbindingen; het tweede knooppunt
ligt aan het spaakuiteinde, waar de spaak met twee randstukken
samenkomt. Het naafeinde van de spaak wordt als een ingeklemd
punt beschouwd; op die plaats verandert de richting der spaak
door de buiging niet, zoodat zij kan dienen om de veranderde
richtingen in de knooppunten er mede te vergelijken. In dat
vaste punt komen twee krachtcomponenten en een koppelmoment
7B
voor; kende men deze drie onbekenden, dan zouden de overeenkom-
stige drie grootheden in dit spaakstuk aan het einde bij het eerste knoop-
punt te berekenen zijn, alsmede de beide componenten der verplaat-
sing van het eerste knooppunt en de draaiing der 4 in dat punt saraen-
komende stukken. Voor elk, aan dit knooppunt grenzend, beginpunt
van het 2*^® spaakstuk en van één dwarsstuk worden de daar werkende
spanningswaarden (twee krachtcomponenten en het koppelmoment)
als 6 nieuwe onbekenden ingevoerd ; in die 9 onbekenden laten ver-
plaatsing en draaiing van het 2*^® knooppunt zich uitdrukken, en ook
die in het volgende eerste knooppunt, en tevens de drie spanningscom-
ponenten in de eindpunten van beide stukken. Aan het tweede knooppunt
kan men nu nog voor het beginpunt van het randstuk dat dit knoop-
punt met het volgende verbindt, de daar heerschende drie spannings-
waarden als nieuwe onbekenden invoeren, zoodat er in eiken sector
12, totaal 12?7i onbekenden hebben gediend ter verkrijging van uit-
drukkingen voor de krachten, momenten, verplaatsingen en draaiingen
aan de uiteinden der samenstellende deelen. Ter bepaling van deze
12m onbekenden heeft men voor elk der beide knooppunten de drie
evenwichtsvergelijkingen te vervullen, hetgeen Qm vergelijkingen
oplevert.
Voorts zijn de verplaatsingswaarden der beide knooppunten op
twee wijzen uit te drukken, 1“. in de spanningsgrootheden van den eigen
sector, 2“. in die van den voorafgaanden sector ; hieruit vloeien de
andere Qm betrekkingen voort. Al deze betrekkingen zijn lineair
zoowel in de spanningen als in de verplaatsingen. Bij de wijze van
oplossing door Bessel gevolgd, worden omgekeerd alle spanningen
uitgedrukt in de verplaatsingen van de 2*^® knooppunten, en zoo
voor eiken sector een drietal vergelijkingen verkregen, die als on-
bekenden de 3 verplaatsingsgrootheden voor het randknooppunt uit
den eigen sector en bovendien nog die voor de twee voorafgaande
en de twee volgende randknooppunten bevatten. De bekende termen
dier S/n vergelijkingen bestaan uit constanten vermenigvuldigd met
den sinus of den cosinus van de helling Ui der spaak van den sector
waarvoor zij gelden, terwijl de coëfficiënten der overeenkomstige
onbekenden voor alle sectoren dezelfde constante grootheden zijn.
Eene algemeene methode voor de oplossing van zulke cyclische
stellen van vergelijkingen past Bessel ten slotte toe, om de verplaat-
singswaarden in de knooppunten van den rand te becijferen.
In de uitdrukking voor de buiging van eene deelstreep, die Bessel
afleidde, maar niet verder ontwikkelde, komen deze 3 grootheden,
die de verplaatsing van het voorafgaande randknooppunt bepalen,
als constanten voor; zij worden in zijne formule door Vi, pi en g'^voorge-
77
steld ; n als component van verplaatsing in radiale richting van het mid-
delpunt af, Pi als verplaatsingscomponent in de tangentiale richting der
toenemende verdeeling en qi als draaiing in het knooppunt in den zin
van de beweging der uurwerkwijzers. Bovendien bevat die formule
nog drie spanningswaarden uit het zooeven geschetste vi'aagstuk, die
door Ui", Ti"i en voorgesteld zijn, en die beteekenen : Cj" de volgens
de koorde werkende krachtcomponent van het voorafgaande
knooppunt op het randstuk, p-' de door dat knooppunt op het
randstuk uitgeoefende krachtcomponent in de richting van den
pijl, en zï' hel moment van het koppel op het randstuk in zijn
beginpunt werkende en positief gerekend evenals de draaiingen.
Daar de accenten dienden ter onderscheiding van deze spannings-
grootheden en die in de spaak- en verbindingsstukken en de laatste
niet voorkomen in de buigingsformule (18), neem ik ze niet over. Even-
als de buiging kan elk dezer grootheden ontbonden worden; men kan
n.1. stellen =rsmuipi =pcosUi en qi~qcosUt waar r, p en q
voor alle sectoren gelijk zijn.
In het algemeen zijn er in de uitdrukking voor eenige grootheid
pi die veranderlijk is bij draaiing van den cirkel, zoowel termen met
cosui als met sinui aanwezig, en geeft die ontbinding dus:
gi = pg dn Ui , ■4“ 9 c cos Ui- Beschouwt men den cirkel in dien stand
van symmetrie waarin twee spaken horizontaal zijn, dan is voor deze
Pi = -|- of = — Pc- Over de radiale verplaatsing Vi aan het spaak-
einde kan men opmerken, dat zij wegens de symmetrie ten opzichte van
de vertikaal door het middelpunt gelijk moet zijn voor Ui = 0“ en
lij =180'; dat kan alleen als rc = 0 is. Dezelfde symmetrie verlangt
dat de grootheden p^ en qi bij vertikalen spaakstand (iij=90“) nul
zijn, omdat zij anders zouden wijzen op het bestaan van elastische ver-
schuivingen in eene richting loodrecht op de lijn van symmetrie.
Waar nu ps en qs gelijk nul zijn, laat ik bij r^, pc en qc de s
of c weg. Voor de 3 spanningswaarden geldt deze vereenvoudiging
niet; men heeft derhalve:
en ten opzichte van rp en Zi hebben ris en ijf, Zg en Zf., de overeen-
komstige beteekenis.
Er bestaat in de grootheden van dit vraagstuk ook eene tegen-
gestelde symmetrie ten opzichte van de horizontale lijn door het
middelpunt, indien de figuur een ten aanzien van die lijn symme-
trische!) stand heeft.
In punten der figuur, die voor deze lijn elkanders spiegelbeeld
78
zijn, zullen door liet zwaarteveld elastische verplaatsingen ontstaan,
waarvan de horizontale componenten alleen verschillen van teeken
en de vertikale geheel gelijk zijn. Men overtuigt zich hiervan door
den toestand zich voor te stellen, waarbij de versnelling der zwaarte-
kracht — g is, en door vervolgens in de gedachte zwaarteveld en
cirkel tezamen 180° om het middelpunt draaien te laten.
Voor de beide standen van sjmraetrie volgt uit deze voorwaarden,
dat de horizontale component der elastische verplaatsing oneven is in
beide co-ordinaten x en y, terwijl de vertikale component eene even
functie van beide coördinaten moet zijn. Ook zal men er eigenschap-
pen voor de elastische krachten aa)i kunnen ontleenen ; zij zijn ten
opzichte van de y-as elkanders spiegelbeeld, indien de deelen waarop
zij worden uitgeoefend elkanders spiegelbeeld zijn; ten opzichte van
de x-a,s zijn zij met die volgens het spiegelbeeld in evenwicht.
Hiermede weet ik nog niet goed te slagen in het afleiden van eenige
bepaalde betrekkingen tiisschen de spanningsconstanten Zg en
Vc, 2c, waarvan de getallenwaarden voor de becijfering der cirkel-
buiging volgens formule (18) van Bessei, bekend moeten zijn.
Nadat in die formule gesubstitueerd is:
r{ = r sin ui =z r cos — sin \ ui -\ — r sin — cos
pi = p cos Ui = p sin — sin lui — j p cos — cos
q{ — q cos Ui :=L 4 q sin — sin ( Mj' -| ) + ?
d-
?/' — Ss ^ ) “h Sc ^os
Vi” = sin ( 4- — ) + yc cos ( m; +
zi” = Zg sin \ Ui \ Zc cos ( ui -\
en nadat de termen daaruit zijn weggelaten, die op den spannings-
toestand onafhankelijk van het zwaarteveld betrekking hebben, geeft
zij bij splitsing in
termen
met sin
tot factor of met
cos -|- —J tot factor, voor de beide buigingsfunctiën de onder-
staande uitdrukkingen :
79
r (7ü) = — r cos sin w {p — q) sin — cos w q sin 1-
2 2 2
+ is •
+ Vs •
+ ^s •
'2 J ^ ^2 '
> \ ■ /d’
b sin ( 10 4- b cos 1 w ] — 33
'2 J ^2
C sm I w 4- c cos w — Ö.
'2 ; ' V 2
g' sin j ^ + g' cos ^
+
+
G (w)
i9' _ i9'
r sin — sin ^o -j- (p — q) cos — cos w q cos (-
+ Sc
a sin
sin
— to 1 -4 '1 cos I — to 1 — 3J
ÏO 1 -|- b cos (
+
Zr . I C S2« 1 tO + C
L V2
1^— g sin _ m; j — g cos ~
(j - “) - ®
ïo I @
+
4-
De functiën in beide uitdrukkingen, die of ic> Vs of Vc? ^s of Zc
tot factor hebben, zijn dus dezelfde. De duitsche letters a, b, c;
o/b, ’cj 31, g, g, gh g', © en stellen in ’t algemeen functiën
der veranderlijke w en der constante i9 voor. Men vindt ze opge-
geven door Bessel in § 5, (pag. 15 — 16) als integralen die, genomen
over het randstuk in zijn geheel, evenveel constanten geven voorkomende
in de 3 vergelijkingen (14^), die het verband uitdrukken lusschen
de 3 spanningsgrootheden aan het begitipunt van een randstuk en de
6 grootheden, die de verplaatsing der beide uiteinden van dat rand-
stuk bepalen. De punt boven die letters beteekent niets anders dan
een onderscheid, geen differentiaalquotient. Bij de bovenvermelde
vereenvoudigde onderstellingen kunnen de 15 integraties alle worden
volbracht; ik deed dit en verkreeg voor de 5 combinaties in F {lo)
en G {w) voorkomende het volgende :
i V2 J
= sm I ^ w j , ( — li — cos (5^ -f- «) -|- cos t ^ w j , ( — \ w ^ sin 0)
80
— w cos 1- (1 — X) stn —
2 ^ ^ 2
lo . Y. . { D Sin w + b cos 10 \ — ■'O } =
I V2 ; '^2 ; i
//V \ , \
= sin I ^ 10 j . ( — ^ ^c — i sin 0)4- I ^ ^ j • ( I T — ^ cos O-
0 0
— w sin (1 — )t) cos —
2 ' ’ 2
\ . fO \ . fO \ _|
lo . Y. . ( c sin zc -|- C cos w — (è > =
■'*)
0
sin — ^ — 10 \ cos h cos w sm — —to
2 2^ \2 2
0
O
1 \ . fO '\ ■,
— . K . q sm zc I 4- q cos w \ — ©
A/j V2 J ' ^ \2
d
=Z sm [ — — IC ) . (— i l cos «9- + 2 1 — 5{) +
+ cos w j . [(14 — x) w — ^ sin d ]
0 O
— (2 — x) sin \r w cos —
’ 2 2
1
ê
. Y . { — q sin I — — IC I — q cos f zc^ 4- © | =
M I ^ V2 J y2 J \
. \
dn ( — — w j . [— (14 — x) w — 4 sin #]
+ cos — w j . ( — 4 cos 2 -g- — x)
& -&
— w sin (2 — x) cos —
2 ^ 2
In deze formüles beteekenen x, co, A en h constanten voor den
cirkel; h is de straal gerekend van het middelpunt tot het zwaarte-
punt van de randdoorsnede, A is het gewicht van 1 cm® van het
metaal, to is de grootte der randdoorsnede, en in de constante y
uitgedrukt is het traagheidsmoment van de doorsnede gelijk aan
A® to X. Ten opzichte van de waarden p, q en r, die voor de elastische
verplaatsingen en i] en 2, die voor de spanningen zijn ingevoerd,
heb ik nog op te merken, dat aan r en p de werkelijke verplaat-
singen 7. h r en X h p, aan q de werkelijke draaiing 7 q, aan S en p
81
de werkelijke spanningskracliten S en ii, en aan het werkelijke
spanningsmoment h z, beantwoorden, waar X evenals boven de rela-
tieve verkorting is van het materiaal onder den druk van de gewichts-
eenheid per cm’.
Ook is de buiging naar Bessel uitgedrukt in deelen van den
straal h.
De uitwerking geeft dus betrekkelijk eenvoudige functiën, die het
verloop der buiging doen kennen van spaak tot spaak. Ik zal ze
verder niet herleiden, doch nu de constante spanningswaarden, die
in de formule voorkomen, uitdrukken in de 3 onbekende verplaatsings-
grootheden en in gegevens van den cirkel; deze onbekendeji r, p
en q zijn slechts door oplossing van het geheele stelsel van cyclische
vergelijkingen te vinden, omdat de bizondere maten van de spaken
en de dwarsverbindingen daarop hun invloed doen gelden. Een
algemeene behandeling komt voor deze niet in aanmerking; men
kan hunne getallenwaarden voor den te onderzoeken cirkel naar
Bessïil’s voorbeeld becijferen of ze aanmerken als constanten, uit de
formule af te leiden door deze aan meetuitkomsten aan te sluiten.
Voor de spanningswaarden ’Js. en 7jc en Zc is dit anders;
men kan ze algemeen oplossen met behulp van de drie vergelijkingen
(14*) van ^ 7 der BESSEi/sche verhandeling, en deze oplossing leerde
mij de bizonderheid kennen, dat Lc en gelijk zijn en niet anders
beteekenen, dan de kracht die met het gewicht van het halve
randstuk in evenwicht is; een uitkomst die aan Bessel blijkbaar is
ontgaan, daar in zijne toepassing in ^ 13 (p. 39—40) voor de
eerste — 5228.68 A, voor de tweede — 5227.96 A in rekening is
•
gebracht.
Ik zal hier alleen de uitkomsten mededeelen, waartoe ik door
oplossing der 3 lineaire vergelijkingen voor elk stel spannings-
grootheden gekomen ben ;
7’ T
gs=i^AtüA ; rjs = — ; Zs=^.^ha)A.
— r-^p- — q — q
Schrijvende o voor en t voor — , merk ik met het oog
AA h A
op de dimensie van een dezer verplaatsingsgrootheden, q bijv. op,
dat q een hoek gedeeld door A voorstelt. Men heeft dus in q een
7
gewicht per eenheid van oppervlak te zien en in — een gewicht per
h
eenheid van volume, evenals in A. Uitgedrukt in a, 0 en r ver-
kreeg ik :
6
Verslagen der Afdeeling Naluurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
1
82
N = d' sin '& — 8(1 — J{) sin^ —
2
= 'd'^ sin . {7 — 4x (1 — ö)} -f- 2 sin^ — . { — 16 -f" Sx (1 — t) j
2
ê
T, = sin — . [ê- — 10 -|- 2x (3 — 2T)j -f 2 sin & ( — 1 2T + 4ö)j] -|-
2
ê
-|- cos — . [■!?’ (3 — 2x) — & sin ■& . (1 -\-4:Xo)]
2
Voor het 2*^^® stel spanningsgrootheden aan de spaakeinden zijn
mijne uitkomsten;
§c= — ^ h é
i^^3 — 2 sin ^ — sin 'd' (3 -\-4i(ó)
; ric = — 4 . h oj L..
' ^ ê — sin ^
en
Zc 1
^ . t? / Ti]c
•& cos 2 sin — 1 4- 1 A a> A .
2 2\ ^ h O) /\J_
Scheikunde. — De Heer Van Rombübgh biedt eene mededeeling aan :
,,Over den onverzadigden alkohol uit de aeiherische olie van versch
ge fermenteerde theeblaren” .
In 1895 onderzocht ik, in gemeenschap met mijn toenmaligen
assistent den Heer C. E. J. Lohmann, de aetherische olie uit versch
gefermenteerde thee ^), waarvan hei ons, dank zij de medewerking
van eenige theeplanters, gelukt was een kleine hoeveelheid te be-
reiden. De opbrengst aan deze aetherische olie is uiterst gering; 15
K.G. versch blad leveren slechts 1 c.M’.
Wij konden toen in de olie de aanwezigheid van een bij 153° —
155° kokenden onverzadigden alkohol aantoonen van de samenstel-
ling CjBjjO, dus een hexjleenalkohol. Door oxjdatie kon daaruit
een naar ranse boter riekend zuur verkregen worden, welks calcium-
zont bij de analyse een uitkomst gaf, die op de aanwezigheid van
boterzuiir wees. Gebrek aan materiaal verhinderde ons uit te maken
of het gevormde zuur normaal dan wel isoboterznur was. Later,
kort voor mijn vertrek uit Indië, ben ik in de gelegenheid geweest
mij een grootere hoeveelheid, ±120cM’, van de aetherische thee-
olie te verschaffen, die mij in staat stelde het onderzoek weder op
te nemen en meer in ’t bijzonder na te gaan of er bij de oxjdatie
van den onverzadigden alkohol werkelijk een der boterzuren gevoinnd
wordt. De kermis van den aard van dat zuur is natuurlijk voor de
kennis van de structuur van dien alkohol van overwegend belang.
De ruwe olie werd, na behandeling met loog, om liet methyl-
salicylaat ”) (welks- aanwezigheid wij in 1896 aangetoond hadden) en
event. andere esters*) te verzeepen, verschilleride malen gefraction-
neerd. De grootste fracties kookten van 154 — 156° en van 156 — 158°.
Deze werden vereenigd en in vacoo gedistilleerd ; de hoofdfraktie
kookte van 75 — 80° bij 28 — 30 mM.
Het SG bij 19° was 0.8465, 1 .43756.
De elementair-analyse gaf 71.17 7o C en 12.74 "/o H
terwijl C,Hi,0 71.91 % C en 12.10 7o H vereischt.
7 Verslag omtrent den staat van ’s Lands Plantentuin te Buitenzorg over het
jaar 1895, blz. 119.
7 Idem over 1896, blz 168.
7 Het afgescheiden salicylzuur was niet reukeloos. De reuk herinnerde aan dien
van pbenylazijnzuur.
6*
84
De vloeistof werd nu met droog natrinmsnlfacat behandeld en op
nieuw in vaeuo gedistilleerd, zonder dat echter de analyse van het
daarop verkregen product betere resultaten gaf (71.08 7o C. en
12.597. H).
De onverzadigde thee-alkohol addeert, zooals vroeger werd aan-
getoond, gretig broom, de hoeveelheid broom welke geaddeerd werd
was echter geringer dan voor een stof van de formule te
vei'wachten is en bedroeg daarvan slechts 87 7o-
Een tweetal nieuwe bepalingen gaven het volgende resultaat:
I. 1.017 G. van den alkohol addeei'en in chloroforrnoplossing
afgekoeld met ijswater 1.363 G. broom.
II. 0.529 G. addeeren 0.707 G., waaruit blijkt dat resp. slechts
83.2 7o en 83.5 7c van de berekende hoeveelheid geaddeei'd wordt.
Daar ik vermoedde, dat de onverzadigde alkohol wellicht met
een hexjlalkohol verontreinigd kon zijn, heb ik getracht een grootere
tioeveelheid van het vloeibare brooraadditieproduct ’) door verhitting
in vaeuo op 100° daarvan te bevrijden, om vervolgens door behan-
deling met zinkstof den hexjleenalkohol in zuiveren toestand Ie ver-
krijgen. Daar echter het broomadditieproduct onder die omstandig-
heden broom waterstof afsplitste, moest ik van mijn voornemen afzien.
Behandeling van den onverzadigden alkohol met phenylisocyanaat
leverde geen gekristalliseerd product, daarentegen gaf n-naphtyliso-
cyanaat een bij 76° smeltend «-naphtylurethaan, waarvan het smelt-
punt, na herhaald omkristalliseeren uit petroleumaether, tot 80° kon
worden opgevoeid.
Door behandeling met phtaalzuuranhydride gaf de thee-alkohol
een vloeibaren, zuren phtaalzuren ester waarvan het zilverzout bij
140° smelt.
De oxydatie van den thee-alkohol met kaliumpermanganaat, in
neutrale zoowel als door natriumcarbonaat alkalisch gemaakte oplos-
sing, verloopt zeer vlot en uit 11,5 G. konden (met 50 G. kalium-
permanganaat in 4 7o oplossing) ongeveer 3 cM’ zuur verkregen
worden, dat evenals vroeger weer een aan boterzuur herinnerenden
geur bezat. Bij distillatie van het zuur werd echtei’, behalve een
geringe voorloop, waarin inierenzuur aangetoond kon worden, als
hoofdfractie eene bij 125 — 145° kokende vloeistof verkregen, terwijl
eenig hooger kokend, naar zweet riekend product in de fractionneer-
kolf achterbleef. De hoofdfractie, nogmaals gedistilleerd, gaf een van
140° — 145° kokende vloeistof, die door koken met water en calcium-
carbonaat in een calciumzout werd omgezet, dat bij de analyse
21.2 7. Ca gaf.
1) Dit wordt, in vloeibare ammoniak afgekoeld, _ niet vast.
85
Deze uitkomst, alsmede het kookpunt van het verkregen zuur,
wijzen er op dat dit uit propionzuur bestaat, welks calciumzout
21.5 7e Ca bevat. Door verhitting van het ammoniumzout werd een
bij 78° smeltend amide verkregen, dat met propionamide gemengd
geen verlaagd smeltpunt vertoonde.
De nit de thee-olie verkregen hexjleen-alkohol zou dan een hexeen.
3. ol. 6 dus CH, . CH, . CH ; CH . CH, . CHjOH kunnen zijn. Nu is door
H. Walbaum ') uit de Japansche pepermuntolie een hexjleen-alkohol
verkregen, waaraan hij op grond van zijn onderzoek de structuur
van een hexenol toekent. Deze alkohol zou dan identisch met
dien uit de thee-olie zijn.
Bij oxjdatie met kaliumpermanganaat levert het (iy hexenol als
hoofdproduct propionzuur, met chroomzuur een hexjleenzuur ; het
«-naphtjlurethaan er uit verkregen smelt bij 80°, terwijl het smelt-
punt van het zilverzout van den zuren phtaalzuren ester bij 126°
ligt. Bij de additie van broom wordt slechts 70 7o van de geëischte
hoeveelheid opgenomen.
De smeltpunten van het door Walbaum verkregen zilverzout en
het mijne komen wel is waar niet overeen, maar overigens pleiten
de eigenschappen van den thee-alkohol er voor om aan te nemen,
dat deze grootendeels uit hexenol bestaat. Waarom echter bij de
oxjdatie met kalium-permanganaat vroeger een zuur werd verkre-
gen, welks calciumzout een gehalte van slechts 18.6 7o calcium had,
vermag ik op ’t oogenblik niet op te helderen. Het zuur was toen
7iiet gedistilleerd, omdat de hoeveelheid daartoe te gering was, en
kan bijv. hexjlzuur bevat hebben waardoor het calciumgehalte van
gevormd propionzuur verlaagd werd, dan wel bestaat de mogelijk-
heid, dat de verhitting met loog, welke de ruwe thee-olie thans
onderging om het methjlsalicjlaat te verwijderen, een verspringen
van de dubbele binding heeft veroorzaakt. Het onderzoek alsmede
dat naar de andere bestanddeelen van de thee-olie wordt voortgezet ’).
Naschrift. Sinds de aanbieding van bovenstaande mededeeling
mocht ik op mijn verzoek van de firma Schimmel en Co. te Leipzig
eene kleine hoeveelheid van den onverzadigden alkohol uit de
Japansche pepermuntolie ontvangen, waarvoor ik ook te dezer plaatse
gaarne mijn dank betuig. Het daaruit verkregen bij 80° smeltende
Journ. f. prakt. Chemie, 96, 245' (1917).
De aeth. olie van de thee is voor eenigen tijd ook het onderwerp geweest
van een onderzoek van ür. Deuss (Mededeelingen van het Proefstation voor Thee
XLII, 21 1917), die echter slechts onze waarneming bevestigde, dat er een onver-
zadigde alcohol benevens methylsalicylaat in voorkomt.
86
I
«-naplitylurethaan gaf met dat uit de thee-olie gemengd geen ver-
andering van het smeltpunt. De er uit bereide zure phtaalzure ester
leverde een zilverzout, dat bij 128° smolt. Door omkristalliseeren
uit alkohol kon het smeltpunt opgevoerd worden tot 134° (onscherp).
Gemengd met het uit den thee-alkohol verkregen zilverzout, smolt
het mengsel bij 138°.
Ik meen thans wel te mogen aannemen, dat de door mij verkre-
gen onverzadigde alkohol uit de thee-olie identisch is met het /?y-
hexenol, dus een hexeen-3-ol-6. is.
Utrecht, Org. Chem. Laboratorium der R. Unioersiteit.
Natuurkunde. — De Heer Jülius biedt eene mededeeling aan
van den Heer K. F. Niessen over: ,, Theorie eener methode
ter afleiding van de energieverdeeling in een eng spectraalgebied
uit de energieverdeeling, ivaargenomen in een interferometer” .
(Mede aangeboden door den Heer Kuenen).
1.
Michelson heeft de richting aangegeven, waarin men naar een
dergelijke methode zoeken moet ^). Hij beschouwt eerst twee absoluut
monochromatische bundels, welke hij onder een phaseverschil met
elkaar laat interfereeren. Vindt dit plaats in den interferometer van
Michelson, waarin het referentievlak op een afstand / voor den
verschuifbaren spiegel moge liggen, dan is het phaseverschil der
als men met hef golvenaantal m werkt, waaronder we het aantal
golven in de lengteeenheid verstaan). De kijker wordt op oneindig
ingesteld en in het midden van het gezichtsveld (want daar inter-
fereeren de loodrecht ingevallen stralen) wordt een intensiteit J{1)
waargenomen, die met behulp van de formule ’)
J (/) =: 2 --j- 2 J ^ cos 4ar lm (1)
uit de gelijke intensiteiten der interfereerende bundels berekend
kan worden. Een willekeurigen lichtbundel kan men in oneindig
veel absoluut monochromatische bundels verdeeld denken van de
sterkte
/j — (A) rfA of ..... (2)
indien men het golvenaantal m gebruikt. Daar intensiteiten, te dan-
ken aan verschillende frequenties zich scalair samen voegen, zal dit
licht, in den interferometer van Michelson toegelaten, in het be-
schouwde punt de intensiteit J{1) teweegbrengen, gegeven door;
1) Phil. Mag. (5) 31, pag. 338, 1891.
*) Deude, Lehrb. der Optik, pag. 123.
88
/2
J(l)= 2j„ (A) dX -j- 00
4jrZ
cos dA of
771^ 7/lj
/(0= 2jx (m) dm 4- (^0 45t Zm cZm of
Ï7i,
+ (T
+«
J(Z) = 2^ ^ (,v) dx -\- 2 ƒ'< ic) cos 4/1 Z (m |- x)dx.
. . (3)
Hierin zijn Aj en A, de lengten van de kleinste en van de grootste
der aanwezige golven, dns en m, de uiterste frequenties aan
weerszijden, terwijl m het gemiddelde van beide is, zoodat m = rn -|- x
gesteld kan worden.
Voor t{rii-{-x) is voorts (f {x) geschreven. Het frequentiegebied
2a van den bundel onderstelt Michelson zeer klein, zoodat hij alleen
een praktisch rnonochromatischen bundel onderzoekt. Er zij al aan-
sionds op gewezen, dat wij deze beperking in onze redeneering niet
zullen gebruiken.
Omdat m bij de integratie een constante is, kan de laatste verg.
van (3) in den vorm
J{1) =
dx 4- 2 cos 4jr Zm X O (Z) — 2 sin 4 jr Zm X 'S(Z). . (4)
— a
gebracht worden; hierin zijn C'(/) en X(/) de volgende functies van l:
+ fi + n
0(1) = (x) GOS 4/t lx dx, S (Z) (x) sin éjt lx dx . . (5)
— a — a
Ons doel is de functie x(^ï)> dus q>{x) te bepalen.
Volgens de integraalstelling van Fourier is in het algemeen;
</ (x) = ~^cos ax da^(f (g) cos d§ -| ^ sin ax dc^(fi (§) sin §« cZg . (6)
O — 00 O — 00
Hierin kan voov ('è) cos §a in de plaats gesteld worden
— CO
+a
J'rf(x) cos 4:nf Ivdx, aangezien cf.ix) voor — a > ,r j> -f « toch nul is.
— a
89
-|- 00
Analoog kan I f/(§) sin vervangen worden door
-fa
^(f yx) si
sin l/r Ixdx
dus S{1). Voor a is klaarblijkelijk 4jr/ genomen. Verg. (6) gaat nu
over in :
-.n lx dl
(7)
(f {x) = A: ^ C (/) COS 4jr lx dl -f 4^ S (1) sin 4
o o
De functie (p{x) zal dus bekend zijn, als men C en S als functies
van I kent, dus als men C en S voor elke waarde van I experi-
menteel kan bepalen.
Gegevens om hiertoe te geraken zijn te ontleenen aan de ,,zicht-
baarheidskromme” van Mïchelson, wier ordinaten hij definieert als
J max. d 1
v=
(waarin Jmax. e» Jmin. de intensiteiten in de opeen-
J mnx. J \/iin.
volgende maxima en minima van het stelsel interferentiefranjes voor-
stellen). Blijkens (4) is V een functie van C{1) en Sil)-, nemen wij
aan, dat F (/) uit fotometrische waarnemingen voldoende nauwkeurig
bekend was, dan beschikken wij dus over een betrekking tusschen
C{1) en S{1), maar ieder afzonderlijk kunnen wij die grootheden,
zonder meer gegevens, niet bepalen. Slechts in enkele eenvoudige
gevallen, die een tweede voorwaarde betreffende C(l) of S(l) in-
hielden, heeft Mïchelson den vorm van uit dien van V{1)
afgeleid.
Het doel van ons onderzoek is nu, een middel aan te geven,
waardoor men in ieder willekeurig geval een tweede betrekking
tusschen C{1) en S{1) kan vinden en derhalve (f{x) kan oplossen.
In verg. (4) kunnen we J {l) voor een gegeven waarde van I
-fa
experimenteel bepaald denken. Ook ^ (p{x)dx kan gemeten worden.
— a
dit is nl. de intensiteit, die een der bundels in het midden van het
gezichtsveld veroorzaakt, als hij niet tot interferentie gebracht wordt
met den anderen. Ora deze grootheid te bepalen heeft men dus
slechts een der spiegels te bedekken. Verg. (4) kan dus beschouwd
worden als een vergelijking met twee onbekenden C en S, te nemen
voor die waarde van l, waarvoor J gemeten is.
We zullen voor dezelfde waarde van I een tweede vergelijking
tusschen C en *S moeten zoeken om beide grootheden te kunnen
oplossen. Dit middel^ zal evenwel falen, als in de tweede vergelijking
C en aS op dezelfde manier gecombineerd voorkomen als in verg.
90
(4), dus als zij weer afkomstig zijn van (x) cos 4: Jt I {m x) dx ,
— a
waarbij met I een varieerbare parameter is bedoeld, die niet meer
dezelfde physische beteekenis van zoo even behoeft te hebben.
Prof. Ornstkin droeg mij op te onderzoeken, of een dergelijke
vergelijking niet te verkrijgen zou zijn uit de intensiteitsverdeeling
in het buigingsbeeld bij het echelon. Het resultaat van dit onder-
zoek is, dat, zoo de intensiteitsformule, onverschillig van welk in-
strument, C of aS bevat, zij hen steeds beide moet bevatten en wel
in de combinatie, waarin zij reeds in verg. (4) voorkwamen, tenzij
men zich van een nader aan te geven kunstgreep bedient. Zonder
dezen zijn C en S niet op te lossen en is </> (x) dus niet te bepalen.
2.
We zullen eerst bewijzen, dat voor absoluut monochromatisch
licht de intensiteit altijd een even functie van het golvenaantal is,
als we voorop stellen, dat het licht zich in het apparaat normaal
voortplant, d.w.z. dat een phaseverandering gepaard gaat met een
evenredige wegverandering, zoodat b.v. reflectie tegen een dichtere
middenstof, metaal- en totale reflectie moeten worden uitgesloten.
Een punt Q, waar we de intensiteit meten, ontvangt zijn licht
van zekere punten P van het instrument, die op hun beurt weer
belicht worden door de bron L. De punten P verkeeren in ver-
schillende phasen, omdat zij het licht van de bron, ieder langs een
anderen weg ontvangen. Daar we overal de normale voortplanting
van het licht hebben aangenomen, zullen de phaseverschillen uit-
sluitend afhangen van verschillen van wegen, uitgedrukt in aantallen
golven, en zullen zij dus evenredig zijn aan — of m, waarbij de
evenredigheidsfactoren afhangen van lengten, hoeken, brekingsin-
dices, enz. Van dispersie zullen we afzien, daar deze in het later
te ontwerpen instrument toch wordt buitengesloten. De wegen, die
het licht van uit de punten P nog moet afleggen om in het
waarnemingspunt Q te komen, zullen ook optisch niet even lang
zijn, zoodat zich bij de reeds bestaande phaseverschillen andere
voegen, die weer wegens de normale voortplanting van het licht
uitsluitend zullen berusten op wegverschillen en dus evenredig aan
zullen zijn, zoodat de uitwijkingen, die de punten P tenslotte
in Q teweegbrengen, onderling phaseverschillen vertonnen, die even-
redig aan ?n zijn. Stelt men deze uitwijkingen voor als projecties
van vectoren, wier hoek met de as van projectie gelijk is aan de
I
91
bijbehoorende phase, dan zullen punten P, over welke lichtwegen
loopen van L naar Q, die in aantal golven even lang zijn, vectoren
geven, die over elkaar vallen.
Deze zijn in tig. 1 tot één vector vereenigd. Zoo kan de werking
van elk instrument, waar slechts normaal voortgeplant licht gebruikt
wordt, in ieder punt Q bepaald worden met behulp van een vector-
waaier, die in zijn geheel om O draait volgens de
richting van het pijltje. De intensiteit zal het quadraat
zijn van de resultante der vectoren. Stel, dat men
voor alle punten P„, P^, P^, . . . Pi de phaseii van hun
verstoringen in Q vergelijkt met de phase vaji de
verstoring, gegeven door een punt P„, welks vector
AO^ zij, dus een punt, waarover de kortste optische
weg loopt van de bron naar het waarnemingspunt,
dan is A^OA^ =: c^ni, /_ A^OA^ = c^m, enz., waarbij de constan-
ten Cl, C5, enz. afhangen van allerlei lengten, hoeken en brekings-
indices. De richting van den vector OA^ zullen we kortheidshalve de
tijdrichtitig noemen, daar ze alleen van den tijd afhangt ; zij zal in
onze redeneering een groote rol blijken te spelen en wij zullen
haar voortaan steeds verticaal teekenen en de as van projectie
weglaten. We hebben hier een waaier geleekend, welks tophoek
klein is; in werkelijkheid zal deze wel meerdere raaien 2 -t be-
vatten. Vectoren immers, correspondeerende met wegen LQ, die
een geheel aantal golven in lengte verschillen, zullen in de figuur
wel over elkaar vallen, doch niet als één vector geteekend worden.
Dit geschiedt alleen, zoo de wegen optisch precies even lang zijn.
Ook behoeven de eindpunten der vectoren geen doorloopende
kromme te vormen.
Laten we ter verduidelijking den waaier construeeren voor een
echelon. Hij bestaat uit eenige kleinere waaiers, welke spaaksge-
wijze in O staan gerangschikt en wier aantal gelijk is aan het
aantal platen van het echelon. In fig. 2 zijn er slechts drie van
geteekend.
Alle punten 7^j, gelegen in een verticale lijn op het voorvlak
eener plaat liggen optisch even ver van de bron en tevens even ver
van het punt Q. Hun vectoren worden dus vereenigd tot één enkelen
vector OA^ welks lengte dus evenredig is aan de lengte der verticale
lijn ’). Een willekeurig punt van den linkerrand der eerste plaat
kan als het punt P^ van zooeveji beschouwd worden.
1) Het licht valt in volgens de richting d in fig. 3.
2) Op deze manier kan men ook den invloed nagaan van diafragma’s, vóór de
platen gezet, waar later even van gebruik zal gemaakt worden.
92
De indices bij de punten P van tig. 3 geven aan, welke vector
in fig. 2 van hun verticale lijn afkomstig is. Wordt het echelon
onder een hoek 0 met de normaal bekeken, dan zullen de stralen
sin 6
uit Pj en onder een phaseverschil interfereeren
<A,OA,
2.'c, sin 8
is dus Jir of zoo men in de vroegere notatie
dezen gelijk Cj stelt, blijkt dus sin 6 , dus een con-
stante') te zijn, die uitsluitend van afstanden afhangt; <^A^OAa =
sin 6 sin 6
■= 71, AnOA^ — n, als b de breedte der glaspla-
ten is. De andere waaiers zijn met den eersten congruent, terwijl
de laatste straal van een waaier steeds een zelfden hoek am met
den eersten van den volgenden maakt; <^am toch is het phase-
verschil, te danken aan het verschil van twee lichtwegen, de eene
gaande van een punt van den rechterrand eener plaat tot Q en de
andere van den linkerrand der volgende plaat tot hetzelfde punt
Q. Zijn n en d de brekingsindex en de dikte van elke plaat, dan
is; a = iid — dcosS, dus weer een constante'), van lengtematen en
physische constanten afhangende.
Keeren we nu tot het algemeene geval terug.
Valt op het instrument licht van een tweemaal kleinere golflengte,
dan zal de waaier tweemaal verder uitgetrokken worden, daar alle
hoeken met de tijd richting evenredig aan m zijn. Vooral bij het
echelon blijkt duidelijk, hoe daardoor de resulteerende vector en
hiermee de intensiteit in het waarnemingspunt Q van grootte zat
veranderen. De intensiteit is dus een functie van het golvenaantal m, en
om te bewijzen, dat dit een even functie hiervan is, zullen we m
van teeken ornkeeren. Dit is slechts een mathematische kunstgreep,
waarachter geen physische beteekenis moet gezocht worden. Punten
1) d. w. z. onafhankelijk van m.
93
Pj, die in hun beweging eerst c^??^ achter waren bij Pj en wier
vector dus onder een iioek c^m rechts van de tijdrichting lag, zullen
P„ nu als bet ware c^m vóór zijn en een vector geven, die weer
een hoek c^m met de tijdrichting vormt, doch nu links van deze
is gelegen. Daar de hoek tusschen eiken vector en de tijdrichting
evenredig was aan >//, zullen alle vectoren zich dus in deze richting
spiegelen en zal de vorm van den waaier en daarmee de resultante,
dus de intensiteit onveranderd blijven. Derhalve is bij elk instrument,
waarin het licht zich normaal voortplant, de intensiteit een even
functie van het golvenaantal. Hierbij is absoluut monochromatisch
licht ondersteld, daar bij samengesteld licht de intensiteit geen functie
van het golvenaantal meer is wegens het integreei-en naar in tusschen
bepaalde grenzen.
3.
Nu zullen we in het instrument echter ook terugkaatsingen tegen
een dichtere middenstof toelaten. De phase verspringt hierbij plot-
seling ■, een dergelijke plotselinge phaseverandering zullen we een
phasesprong noemen.- Stel dus, dat eenige punten P' van het in-
strument verlicht worden, door stralen, die een oneven aantal malen
zulk een reflectie ondergaan hebben. Hun vectoren maken nu niet
meer den hoek c'm, doch den hoek c'm -|- -t met de tijdrichting.
Het punt P, gaf vroeger een vector, met behulp van welks ricliting
de tijdrichting gedefinieerd werd. Komt het punt echter ook tot
de punten P' te belmoren, dan zal ook zijn vector over een hoek
7r. draaien, dus de tegengestelde richting van vroeger verkrijgen.
Daar de andere groep punten van het apparaat normaal voortge-
plant licht blijven ontvangen, blijven hun vectoren de hoeken cm
met P/s vroegeren vector vormen.
Definieeren we nu de tijdrichting opnieuw en wel als de richting
van den vector, afkomstig van dat punt P^ van het apparaat, over
hetwelk de kortste optische weg loopt van de lichtbron L naar het
waarnemingspunt Q, afgezien van alle mogelijke phasesprongen, dan
zal de tijdrichting in de volgende beschouwingen steeds de stand-
vastige richting zijn, ten opzichte waarvan we den stand der vec-
toren bepalen. We zullen haar weer steeds verticaal naar boven
gericht denken. Een redeneering, die op deze tijdrichting is geba-
seerd, zal dus zoowel gelden voor het geval, dat dit punt P„ licht
ontvangt, dat van phase is versprongen, als voor het geval, dat er
normaal voortgeplant licht op valt. De constanten c laten we hun
waarde behouden, daar zij slechts van afstanden afhangen ; echter
94
behoeft cm niet meer het phasevei-schil der interfereerende stralen
te zijn; dit kan cm tt geworden zijn.
Na deze uitvoerige beschouwingen, die, zooals later zal blijken,
de kern der methode raken, gaan we in het geval van twee pun-
tengroepeji P en P' den waaier in het punt Q construeeren.
Een punt P^ en een punt P^' geven vectoren, die resp. de hoeken
c,7?i en c\m tz met de tijdrictiting vormen. Als we nu m van
teeken omdraaien, zal de eerste groep vectoren weer gespiegeld
worden in de tijdrichting ; een vector uit de tweede groep zal echter
den hoek jt — c\m in plaats van den hoek .-r -)- c/??? met de tijd-
richting gaan vormen en dus klaarblijkelijk gespiegeld worden in
het verlengde der tijdrichting. Li laatste instantie zuilen alle vectoren
dus weer in dezelfde lijn gespiegeld worden, waardoor de waaier
van vorm en dus de intensiteit van grootte onveranderd blijft, welke
laatste dus weer een even functie van m is. De stelling kan dus
als volgt worden uitgebreid.
In elk instrument, waar het licht slechts phasesprongen van een
geheel aantal malen .tt kan ondergaan, is de intensiteit bij het gebruik
van absoluut monochromatisch licht een even functie van het golven-
aantal.
Aan deze \'oorwaarden voldoet het licht uiteraard in alle buigings-
apparaten, ook rPeest in die, welke op interferentie berusten. Hier
kan echter, zooals later blijken zal, door het geschikt optreden van
phasesprongen o.a. bij reflecties tegen metalen spiegels de intensiteit
wel eens een niet-even functie van het golvenaantal worden.
4.
Beschouwen we nu het geval van een nit meerdere frequenties
continu samengestelden bundel. Stel, dat het mogelijk was een
tweede vergelijking tusschen C en S voor een gegeven parameter I
op te stellen met behulp van een der gebruikelijke apparaten, waar
we een gunstige werking van de phasesprongen bij de metaalreflec-
ties afwezig zullen onderstellen; wat bij de meeste, zoo niet bij alle
gebruikelijke instrumenten werkelijk het geval is. We kunnen nu
gemakkelijk aantoonen, dat beide grootheden C en S in dezelfde
combinatie als in verg. (4) moeten optreden. Bevat toch de nieuwe
vergelijking b.v. C, d.w.z. J'rp (.v) cos 4: Jt Iv da;, dan zou zij voor abso-
— a
luut monochromatisch licht J cos 4 jt lx bevatten, waarvoor men ook
schrijven kan J cos 4 jtI (m — m). Doch voor enkelvoudig licht moet
95
de intensiteit een even functie zijn in m, zooals we zagen ; dus kan
J cos {m—m) slechts in die combinatie voorkomen, die haar
terugbrengt tot J cos i Jt lm, welke even is in 7n, d.w.z. men moet
haar slechts aantreffen in vormen van de gedaante :
cos 4jr Lrn J cos 4jr I (m — m) — sin Au lm J sin Au I {m — m) of
cos 4ti lm J cos 4t lx — sin Ajt lm J sin 4jr lx (8)
Om omgekeerd de intensiteitsformule voor enkelvoudig licht uit
te breiden tot die voor samengesteld licht heeft men in de eerste J
door q> {x) dx te vervangen en daarna naar x te integreeren. De
groepeering (8) gaat daarbij over in cos lm C — .ïm 4 jr /m *S, juist
die van verg. (4). Hiermee is dus bewezen, dat geen dezer instru-
menten een tweede vergelijking tusschen C en S kan leveren, die
onafhankelijk is van verg. (4). C en S zijn dus niet uit hun combi-
natie te scheiden, </> {x) is dus oogenschijnlijk niet op te lossen*).
5.
Het ligt nu voor de hand, na te gaan, of de functie (f ix) soms
wel “bepaald kan worden, zoo het licht in een of ander instrument
een phasesprong u kan ondergaan, welke van st verschilt, daarge-
laten of deze aan metaalreflecties of andere verschijnselen is te dan-
ken. Stel, dat een deel der punten P, nu voorzien van dubbele en
driedubbele accenten, zulk licht ontvangt. De hoeken der correspon-
deerende vectoi’en met de tijdrichting zouden c/V?2, c^'m..., Cj"'m,
c^''m.... zijn, zoo het licht zich in dezelfde richtingen, doch overal
op normale wijze voortplantte ; nu z^ijn zij dus c”m -f- c: of c"’7n ci-\- jt,
al naar gelang op het beschouwde punt P” of P”’ licht valt, dat
behalve den phasesprong a resp. nog een even (waaronder nul) of
h Terloops zij opgemerkt, dat C en 5 niet op andere wijze gecombineerd voor-
komen in de intensiteitsformule, die voor het echelon de intensiteitsverdeeling over
het geheele brandvlak van den kijker bepaalt. Deze hangt voor de verschillende
punten van een parameter af, dien we l' zouden kunnen noemen. Ik heb dooreen
berekening, die hier wordt weggelaten, bewezen, dat deze functie van l' voldoet
aan een differentiaalvergelijking van de tweede orde, waarin alleen als coëfficiënten
optreden combinaties van C en S van de soort, als in verg. (4), te nemen voor
eenige waarden van l, verband houdende met l'. Zoo was zuiver analytisch de
afhankelijkheid bewezen tusschen de intensiteiten in het buigingsbeeld van het
echelon en die in het interferentiebeeld bij den interferometer van Michelson.
Ofschoon de intensiteitsformule voor het echelon sterk gewijzigd kon worden door
te onderstellen, dat voor de glasplaten diafragma’s van bijzonderen vorm waren
geplaatst, bleef een dergelijke differentiaalvergelijking van de tweede orde toch van
kracht en daarmee de afhankelijkheid dus onverbroken.
96
een oneven aantal reflecties tegen dichtere middenstoffen heeft onder-
gaan. Men heeft hier dus met vier groepen van punten te maken,
welke indeeling uit het voorafgaande duidelijk zal zijn. Beschouwt
men uit elk dier groepen één punt, resp. P, P' , P", P"', dan maken
hun vectoren met de tijdrichting de hoeken cm, c’m -f- a,
c"'m 4- « + phasesprong a is positief gerekend zoo het een
sprong terug is en negatief in het tegengestelde geval. Verwisselt men
nu m van teeken, dan worden deze vectoren resp. gespiegeld in de tijd-
richting t, de richting t' , die een hoek n met de eerste vormt, de
richting d, die een hoek a maakt met de tijdrichting en die, welke
een hoek a Jt met de tijdrichting vormt, zijnde a/ in fig. 4. De vec-
toren kunnen dus ten slotte in twee groepen gesplitst worden, waar-
van de eene om de lijn tt!, de andere om een lijn aa! , hiermee een
hoek a makende, gespiegeld wordt. Daar « jr is ondersteld, zal
de waaier nu wel vervormd worden en zal de intensiteit niet meer
dezelfde blijven. Deze is dus geen even functie meer
van het golvenaantal. Bij een dergelijk instrument
zullen C en S dus juist niet op de wijze van verg.
(4) in de intensiteitsformule mogen optreden, het-
geen weer via de intensiteit, geldend voor enkelvou-
dig licht, is te bewijzen. Nu is de scheiding van
C en S dus niet meer principieel on mogelijk en
dus zoeken we in de goede richting om de functie
Y'(«) te bepalen. Ten slotte zij nog opgemerkt, dat
een phasesprong in het gedeelte LP van den lichtweg LPQ het-
zelfde effect zal geven als een even groote gelijk gerichte, in het deel
PQ, welke opmerking van belang zal blijken te zijn voor den interfero-
meter van Michelson. In het voorgaande is ondersteld, dal de phasespi’ong
a zijn grootte en teeken behield bij de teekenverandering van m-,
hiertoe moet hij dus een constante of een even functie van m zijn.
Alleen een instrument, waarin hij een constante is, d. w. z. onaf-
hankelijk van m, zal praktisch voor ons bruikbaar zijn. Ons doel
toch is bundels van de meest uiteenloopende constitutie te onder-
zoeken en het zou niet doenlijk zijn voor elke lichtsoort een afzon-
derlijken phasesprong in rekening te moeten brengen. Om die reden
zullen we bv. geen gebruik kunnen maken van metaalreflecties.
Aan den anderen kant zal men er echter bezwaarlijk buiten kunnen,
want in bijna alle interferometers komen verzilverde glasplaten of
metalen spiegels voor. Dit bezwaar is echter geringer dan het schijnt.
Onderwerpt men nl. elk der vier monochromatische bundels, die de
puntengroepen P, P' , P", P'" van zooeven veiBchtten en dus reeds
de toen besproken phasesprongen moesten ondergaan, bovendien elk
97
nog aan een nietaalreflectie, .die voor het viertal op identiek dezelfde
wijze moge, geschieden, dan zal dit voor elk der bundels een zelfden
phasesprong ^ beteekenen. Door dezen laatsten wordt de waaier niet
meer vervormd, daar hij in zijn geheel over een hoek draait, aan-
gezien immers alle punten Paan de nieuwe phase verandering hebben
deelgenomen. Wel zal bij een viertal bundels van andere frequentie
de waaier over een anderen hoek gedraaid worden, doch waaiers
voor verschillende frequenties opgemaakt, moeten toch niet vectorieel
worden samengesteld, omdat twee verschillende lichtsoorten nooit
kunnen interfereeren. Dus ook als samengesteld licht op het apparaat
valt, zullen metaalreflecties voor de intensiteit zonder gevolg blijven,
zoo elk der bundels deze een gelijk aantal keeren op identiek dezelfde
wijze ondergaan ; deze laatste eigenaardigheid treft men, om redenen
van praktischen aard, in de gebruikelijke interferometers steeds aan.
Hetzelfde geldt voor de phasesprongen, die bij totale reflecties plaats
hebben.
6.
We moeten dus een instrument bedenken, waarin vooreerst de
voor waarde van identieke metaalreflecties en van identieke totale
reflecties is vervuld, doch dat bovendien de eigenscliap bezit, voor
de eene helft belicht te worden door stralen, die, afgezien van metaal-
en totaalreflecties geen of slechts phasesprongen van jr hebben
ondergaan, en voor de andere helft belicht te worden door stralen,
die, afgezien van metaal- en totaalreflecties, nog eens extra aan een
phasesprong « onderworpen zijn geweest, welke van jr verschilt en
onafhankelijk van het golvenaantal moet zijn; de stralen van de
eerste en de tweede soort moeten bovendien coherent zijn om te
kunnen interfereeren.
Vragen we ons nu af, over welke constante phasesprongen we tot
nog toe de beschikking hebben, dan is het antwoord :
1“. een phasesprong van jr bij reflecties tegen een dichtere mid-
denstof,
2’. een phasesprong van st, zoo een evenwijdige lichtbundel
wordt samengeknepen om door een brand punt’te passeeren ^),
JT
3°. een phasesprong van - vooruit, zoo een evenwijdige bundel
z
door een brandlijn moet gaan ^).
De laatste twee sprongen hebben resp. in het brandpunt en de
brandlijn plaats; alleen de laatste verschilt van jr en hem alleen
h Gouy, Ann. de Chimie et de Physique (6), 24. 1891.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A^ 1919;20.
98
<
\g cL
>■ /
e " 'X;
}
' A
knntien we dus voor ons doel gebruiken. We zullen ons dus bedie-
nen van twee cjlinderlenzen, wier brandlijnen samenvallen; ze zijn
in fig. o met de beschrijvende lijnen loodrecht op het vlak van de
teekening gedacht en aan dezen stand zullen we ons bij alle volgende
figuren houden. Lijnen, die boven of in het vlak van teekening
gedaclit worden, zullen voluit gelrokken, terwijl lijnen, die eronder
bedoeld zijn, gestippeld zullen worden. Stralen, die aan den boven-
kant evenwijdig aan het teeken-
vlak loopen (b.v. a), kunnen door
de cjlinderlenzen nooit aan den
onderkant gebracht worden, daar
Fig- 5- de lenzen geen brekend vermogen
hebben in de richting hunner beschrijvende lijnen. Analoog voor
stralen h onder en evenwijdig aan het teekenvlak. De cjlinderlenzen
zullen van dusdanige qnaliteit moeten zijn, dat zij het interferentie-
verschijnsel niet verstoren.
Het is niet mogelijk zonder meer dit stel cjlinderlenzen in een
der armen van den interferometer van Michei.son te plaatsen, daar
dan het licht het stelsel lenzen tweemaal doorloopt en de resultee-
rende phasesprong toch weer jr
wordt. Vei’gelijk fig. 6, waarin de
vaste en de beweegbare spiegel de
beide helften van het instrument
zijn, bestaande resp. uit de punten
P'' en P; het lenzensjsteem ligt
nu zoowel op den weg LP" als op
den weg P"Q en we zagen, hoe
phasesprongen in beide deelen van
den lichtweg aequivalent zijn, zoo
hun richting dezelfde is, b.v. als
Fig. 6.
voorwaarts zijn gericht, als
hier, waardoor zij zich dus tot jt vereenigen. De interferometer van
Michelson moet dus voor ons doel worden gewijzigd. Fig. 7 geeft
aan, hoe dit kan geschieden.
De spiegels van d^n interfei’ometer van Michelson zijn vervangen
door totaalreflecteerende piisma’s, waardoor bereikt wordt, dat het
licht slechts éénmaal door de lenzen gaat. Daar beide bundels pre-
cies dezelfde totale reflecties ondergaan, behoeven we de hierbij
optredende phasesprongen niet in rekening te brengen. Voorziet men
van den index r of d een straal, die uit een van de spleet afkom-
stigen straal bij diens reflectie op de verzilverde glasplaat, resp. door
reflectie of doorlaten is ontstaan, dan toont de figuur, hoe b.v. de gere-
P”' > (
F ■- (
P
99
flecteerde component Ir van een straal 1 onmiddellijk naast den doorge-
laten component ‘ld van een anderen straal 2 uit het apparaat treedt,
7,00 de stralen 1 en 2 van af de punten ^ en j5 in een zelfde horizon-
taal vlak zijn gelegen en en SB gelijke hoeken maken met den
straal SC, die door de optische centra gaat. Daar de stralen 1 en 2
coherent zijn, kunnen b.v. de componenten Ir en ld met elkaar
interfereeren. De uittredende stralen kunnen dus paarsgewijze met
elkaar interfereeren en daar de stralen, welke een dergelijk paar
7*
100
vormen, onmiddellijk naast elkaar loopen, zal in het brandvlak van
het objectief een scherp interferentiebeeld ontstaan. Dit wordt nu
niet, zooals gewoonlijk, met het oculair als loupe bekeken, doch het
oculair moet er een reëel vergroot beeld van vormen, dat buiten
den kijker valt en waarvan alleen het centrale gedeelte door ons
zal worden gebruikt. Al het licht, dat loodrecht op de prisma’s is
ingevallen, zal in één punt Q' worden samengebracht.
Om de intensiteit in het punt Q' te, berekenen, is het geschikt
een referentievlak RR in te voeren, dat door de volgende verge-
lijkingen wordt bepaald -.
ED= CO ^ PV , PG = HJ ^LM .... (9)
met welke grootheden geometrische en geen optische lengten zijn
bedoeld.
Ook de twee volgende opmerkingen zullen het berekenen van het
phaseverschil tusschen de interfereerende bundels zeer vergemakke-
lijken ;
1°. Zij de afstand van het voorvlak tot de overstaande ribbe gelijk
p voor bet vaste en gelijk q voor het beweegbare prisma, dan legt
elke straal, zoo bij loodrecht op het voorvlak invalt, in het prisma
een weg af van de lengte ‘lp of Iq, al naar gelang dit in het vaste
of in het beweegbare prisma geschiedt.
2“. Het lenzensjsteem maakt van een vlakken golf weer een
vlakken golf, zoodat in fig. 5 de optische afstand van A naar A'
gelijk is aan dien van C naar C' . In fig. 7 zal het lenzensjsteem
het licht dus evenveel vertragen als een glasplaat van de dikte ld,
als de dikte van iedere lens in het midden d bedraagt. Behalve deze
jt
vertraging veroorzaakt bet lenzensjsteem nog den pbasesprong —
vooruit, die juist een versnelling beteekent. Het licht moet dus om
van C over het vaste prisma naar U te komen, driemaal de glas-
plaat door, stel dus een weg Scf in glas afleggen, verder de wegen
van de volgende lengten in de bijvermelde media:
DE in lucht, lp in glas, {FG — ld) in lucht, en ld in glas.
Het licht, dat van C uit over het beweegbare prisma het punt U
bereikt, moet ook driemaal een glasplaat door, dus weer een weg Sd
in glas afleggen en verder de volgende afstanden in de bijvermelde
media: [CO PV) iri lucht, VT in lucht, Iq in glas, NM in
lucht, {ML -|- JH) in lucht. Vergelijkt men den eersten weg met dezen
laatsten, terwijl men gebruik kan maken van verg. (9), dan blijkt de
weg in .den tweeden (den verlengbaren) arm van den interferometer
l{q — /)) + 2 -|- 2(:/(l — n) langer te zijn dan die in den eersten.
,101
Brengt men nu nog den voorwaartschen phasesprong
jï
2
bij het pas-
seeren van de brandlijn in aanmerking (de weg wordt hierdoor
scliijnbaar verkort), dan wordt het phaseverschil der interfereerende
stralen bij ü : 4;r VT -f- 4jr {q — p 4- d — pc/) -j- — of 4?t l'm + — als
2 2
men stelt:
en
p—q + (p — 1) d = »
(10)
VT—v = V ........ (11)
Ook tüsschen de stralen Ir en "ld bestaat dit phaseverschil, het-
geen uit de figuur en uit de voorafgaande opmerkingen volgt.
De intensiteit voor samengesteld licht wordt nu, naar analogie met
verg. (3):
j' (f) = 2 ƒ' (to) dm -j- 2 (m) cos ïm -j — dm of
“2
J' (0 = 2 J’' (m) dm — 2 ^y^{m) sin 4:üt l'm dm of . . . . (12)
+ a
J'{1') = 2 (x) dx — 2 sin l'm C {l') — 2 cos4jr l'm S {l') . (13)
C en aS komen niet meer voor in de combinatie van verg. (4).
Dit is aan de cjJinderlenzen te danken, J' zal voortaan de intensi-
teit zijn, gemeten in Q', dus met den gewijzigden, J die, behoorende
bij den ongewijzigden inteiferometer. Ook tusschen / en /' zal een
dergelijk ondersclieid worden gemaakt : I heeft betrekking op den
oorspronkelijken interferometer en is de afstand van den verschuif-
baren spiegel tot het referentievlak ; /' is een grootheid, die in den
nieuwen interferometer den stand van het beweegbare prisma karak-
teriseert en de intensiteit beheerscht. Om nu 6^ en aS voor een ge-
geven waarde /j te berekenen uit verg. (4) en (13) zou men inden
eenen interferometer den spiegel, in den anderen het prisma zoo
moeten plaatsen, dat de grootheden I en V beide de waarde /, ver-
krijgen. Dit zou praktisch oiiuitvoerliaar zijn, zoo men met de twee
interferometei'S afzonderlijk werkte. We zullen ze dus tot één instru-
ment trachten te vereenigen, waarin de grootheden / en l' beide
optreden en van zelf reeds gelijk zijn. Dit lijkt me praktisch even
onuitvoerbaar als het instellen van beide interferometers op éénzelfde
waarde /j der parameters. Het is me echter gelukt door nog een
102
kleine verandering in den interferometer aan te brengen een com-
binatie der interferometers te ontwerpen, waarbij de grootheden
/ en l' uiteraard steeds eenzelfde bedrag verschillen, dat scherp te
meten is. We zullen verder den weg aanwijzen, hoe dit verschil is
te bepalen en daarna aantoonen, dat het constant zijn hiervan ons in staat
stelt met dit instrument even gemakkelijk te werken en evenveel te
bereiken als met de ideale combinatie der interferometers het geval
zon zijn.
Men zou nl. uit den gewijzigden interferometer direct den oor-
spronkelijken terug krijgen, wanneer de voorvlakken der prisma’s
werden verzilverd. Beide instrumenten kunnen dus in één enkel
worden vereenigd door van de voorvlakken der prisma’s de boven-
helft doorzichtig te laten, maar de onderhelft te verzilveren. Laat
de scheidingslijn van beide helften in het vlak van teekening liggen,
dan worden de stralen, die boven dit vlak loopen en dus voluit
zijn geteekend, totaal gereflecteerd en in een punt Q' vereenigd,
zoo zij loodrecht op de prisma’s invielen. Stralen, die onder het
teekenvlak loopen en dus gestippeld zijn aangegeven, zullen door de
verzilverde onderhelften worden teruggekaatst en door een anderen
kijker K in een ander pnnt Q worden bijeengebracht, wanneer ook
zij loodrecht op de prisma’s invallen. Men heeft hier dus eigetdijk
beide interferometers boven elkaar ge|)laatst, wat mogelijk was, dank
zij de eigenschap der cjlinderlenzen om nooit een sti'aal, die boven
en evenwijdig aan het teekenvlak loopt, hieronder te brengen.
Stralen, die het teekenvlak snijden, zouden wel van het eene in het
andere instrument kunnen overloopen, doch deze worden niet in de
punten Q of Q' vereenigd en het zal blijken, dat we alleen in die
punten de intensiteit hebben te melen. Ten overvloede kan men het
voorvlak van elk prisma in drie zones verdeelen, de bovenste door-
zichtig, de middelste absorbeerend en de onderste verzilverd, w’aar-
door als het ware een ruimte tusschen beide interfei’ometers ontstaat,
afhangende van de hoogte der middelste zone. De bovenste en
onderste zones moeten groot blijven, daar al het hierop loodrecht
invallende licht in de punten Q en Q' wordt geconcentreerd en we
in deze punten een sterk geprononceerd intensiteitsverloop willen
hebben, als sti-aks het beweegbare prisma wordt verschoven^).
We zagen reeds, dat de intensiteit in het punt Q' bepaald werd
b Desnoods denke men zich lange prisma’s en met behulp van spiegels twee
beelden van S gemaakt, het eene boven het teekenvlak gelegen en dienende voor
de verlichting der bovenste zones, het andere beneden het vlak gelegen en de
onderste zones verlichtende.
103
door verg. (12) of (13). De intensiteit in het punt Q wordt door
verg. (4) weergegeven, waarin / de afstand van den beweegbaren
spiegel tot het referentievlak was en waarvoor dus VT van fig. 7
moet genomen worden. We zullen de lengte van FJ' dus / noemen.
Resameerende vinden we dus in Q' en Q resp. de intensiteiten;
(14)
waarbij ï =:-l—v als —
Een diafragma met twee fijne gaatjes op de plaats der punten
Q en laat twee bundeltjes licht van bovengenoemde intensiteit
vallen op een fotografische plaat. Gaat men liet beweegbare prisma
langzaam verschuiven, dan veranderen de intensiteiten dier bundeltjes
wegens het veranderen van de parameters I en 1' in (14). Het ver-
schil I — l' blijft echter constant, nl. gelijk v, welke grootheid blijkens
(10) een instruraent-constante is. Wordt de fotografische plaat bij
een geringe beweging van het prisma door een koppeling over
groote afstanden in zijn eigen vlak verschoven en zorgt men, dat
de verschuiving van de plaat steeds evenredig is aan die van het
prisma en voorts, dat de verschuiving van het prisma steeds met
eenparige snelheid^) geschiedt, dan zullen de twee lichtbundeltjes op
de fotografische plaat twee strepen achterlaten, waar de zwarting
punt voor punt anders is, en die, zoo ze naderhand met den photo-
meter en thexmozuil van Dr. Moll photometrisch worden uitgemelen,
ons twee krommen geven, die van groot belang zullen zijn voor de
bepaling van de gewenschte functie
We zullen de krommen, die bij het uitmeten der strepen ontstaan
zijn, Z{cl) of Z'{cl') noemen, al naar gelang haar ordinaten het ver-
loop der zwarting aangeven in de onderste of de bovenste streep,
die dus in Q of in Q' is gemaakt. Geeft — de verhouding aan van
c
de verschuiving van het prisma en de hiermee correspondeerende
van de fotografische plaat en neemt men in de bovenste streep dat
punt als nulpunt N aan, hetwelk zich in Q bevond, toen bet prisma
door den stand 1 = 0 heenging, dan zal op die streep in een punt,
welks abscis cl bedraagt, gemeten van dat nnlpunt af, licht zijn
b Om den belichtingstijd bij eiken stand van het prisma hetzelfde te houden.
104
gevallen, welks intensiteit bij den stand / van het prisma behoort
en dus door verg. (4) wordt aangegeven. De zwarting is hiermee
evenredig; wanneer ƒ dus een evenredigheidsfactor is, zal voor de
onderste streep gelden :
J{l) = fZ{d) (15)
Analoog
J' {l') ^ f Z' {cV) . . • ^ (16)
voor de bovenste streep, als hierop als nulpunt A’' dat punt gekozen
wordt, dat in Q' was, toen het prisma door den stand = 0 heen
ging, dus toen l = v was volgens fl4), of V2^=v (fig. 7).
De verg. (14) gaan nu over in:
fZ{d)
r/ïj mi
= + 2j^xl
/ (w) dm + 2 I X {fn) cos 4jr lm dm .
(17)
= . . . (18)
7?l2 7»2
De functies fZ en fZ' schommelen bij het vergrooten van / en V
om dezelfde constante waarde:
totisch naderen, want voor groote waarden
zullen hiertoe asymp-
van I en l' worden
Wi
J'/Sm) cos Imdm en ^y{m)sin‘^^l'mdm nul, wegens het voortdurend
omslaan van het teeken van den cos. of den sinus, zelfs wanneer
men slechts over een klein interval naar m heeft te integreeren.
Volgens vei'g. (17) zal de ordinaat Z het grootste maximum be-
reiken voor / = 0. Deze kan men uit het verloop der Z kromme
scherp bepalen, zoo men met veelkleurig licht te doen heeft. Het
voetpunt dezer ordinaat is het nulpunt N. Deze bewerking komt
overeen met het instellen op het witte punt bij den interterometer
van Michelson, wanneer men wit licht gebruikt en den beweegbaren
spiegel met het referentievlak wil laten samen vallen. Het instellen
kan uiteraard veel juister grafisch dan visueel geschieden.
Daar volg! «i, de verg. (17) en (18):
vil
2 ^^x (^) CO.S 4jr lm dm =.fZ (d) — i f Z^^ax, • . • • (19)
105
TOl
sin Ajt l'm dm = — f Z' {d') -j- k/Zmax. - • (20)
m
Zmax. is hierin de gemeten ordinaat van het hoogste punt der Z
kromme; het voetpunt van die ordinaat was het nulpunt N, van
waaruit c/ dus moet gemeten worden langs de abscissenas der .2’kromme.
Trekt men nu een lijn evenwijdig aan deze as en op een afstand
2 Z,-nax. hiervan verwijderd, dan zullen er van de ordinaten stukken over-
blijven, wier lengte weer een functie van c/ zal zijn, welke functie we
l{cl') zullen noemen.
Dus volgens (19) en (20) is nu:
I(d) = Z{d)~\Z„
m) cos Atï lm dra
(21)
Trekt men dezelfde lijn door de Z' kromme, dan zullen de over-
blijvende stukken der ordinaten een functie /i (c/') af beelden, zoodat
I[ {d') = Z' {cl') — I Z,nax. = —
Het nulpunt N' op de abscissenas der .Z' kromme kan men be-
palen door de volgende overweging. De functie II {cl') is nul voor
r “ 0, doch heeft meerdere nulpunten, zoodat men nog niet weet,
welke hiervan als ' te nemen is; uit verg. (22) blijkt echter, dat de
functie oneven is in 1'. Bepaalt men dus van de functie 11 het nul-
punt, t. o. z. waarvan de andere nulpunten sjrameti'isch liggen, dan
heeft men het punt cl' — 0, dus het nulpunt 1^' op de abscissenas
gevonden. Dit is nii het nulpunt, van waaruit cl' op de as der
.^'kromme moet worden gemeten. Vooral bij veelkleurig licht zal
deze symmetrie sterk in het oog vallen. De redeneering sluit in, dat
men ook bij negatieve waarden van /' moet hebben waargenomen,
d. w. z. dat men moet beginnen met het beweegbare prisma iets
diciiter bij te zetten, dan met /' = 0 dus met / = i;, of VT=v zou
correspondeeren. Begint men dus met het prisma nog vóór het refe-
rentievlak R te plaatsen en het van hieruit met eenparige snelheid
te verschuiven, dan begint men zoowel bij een negatieve waarde
van I als van /', zoodat de beginpunten der strepen negatieve
abscissen liebben.
Terloops merken we op, dat de grootheid v nauwkeurig bepaald
kan worden uit de ligging der nulpunten N en N' .
De fotografische plaat werd n.i. elk oogenblik door twee licht-
bundels getroffen, wier intensiteiten van twee parameters I en l'
106
afhingen, terwijl het verschil dier parameters, zoo ze op hetzelfde
oogenblik betrekking hebben, constant is, nl. = v. Voor punten der
Z en Z' krommen, die aldus gelijktijdig ontstaan zijn, zullen de
abscissen cl en cl' dus steeds evenveel, n.1. cv, verschillen.
De beginpunten der krommen zijn dergelijk gelijktijdig ontstane
piniten^;; men heeft dus slechts hun abscissen te meten, genomen tot
de gevonden nulpunten op de assen en het verschil hiervan te nemen
om cv te vinden ’).
Kiest men nu in de grafisch gevonden functies I en II de varia-
belen gelijk, d. w. z. past men van af de punten N en N' gelijke
stukken cl en cl' af op de assen (onafhankelijk dus van de vroegere
beteekenis van / en V), dan vindt men uit verg. (21) en (22):
cos 4 lm dm — fl (d)
(23)
r/Jg
sin 4jr lm dm = — f^-^{d)
(24)
Onze bedoeling was oorspronkelijk C (/) en S{1) uit verg. (4) en
(13) op te lossen en te snbslitueeren in (7). Dit zou neerkomen op
het invoei'en van C (l) en *S (/) in verg. (23) en (24), om ze hieruit
te bepalen en dan te substitueeren in verg. (7). Hetzelfde resultaat,
de formule voor {■>■), kan nu wel vlugger bereikt worden door te
bedenken, dat volgens de integraalstelling van Fourier :
(p (x)
cos §a
sin am da | 7 (0 sin §a da.
1 r . c
— I sin am da I 7
J
0 — 00 0 — 00
Men kan nu voor § kiezen m en a = 4^1/ stellen en bedenkt men
nog, dat X (m) = 0 is voor 7/1, <( m <j m^, dan gaat de vergelijking
over in ;
00 '«1
X (m) nz :os 4jr lm d^xi
cos én: lm dl I x(™) cos 4jr lm dm -| - 4
00
tƒs^« 4,Tr lm
X {m) sin éjt lm dm.
Gebruik makende van verg. (23) en (24) kan men deze vervan-
gen door
00 00
X (m) — 2 / ^ (cO cos én lm dl — 2f^JI ( cl) sin én lm dl .
b Men kan ook het licht plotseling even onderscheppen.
Had men achter het lenzensysteem nog een glasplaat van de dikte x geplaatst,
dan zou v—p — 1) (d + x). In het meten van V ligt dus een verscherpte
methode opgesloten tot het bepalen van de dikte eener glasplaat, ai is deze vrij dik.
107
Daar het ons slechts orn den vorm der kromme x te doen is,
kan men 2/'=l stellen, waardoor overblijft:
-P
00
ƒ'
i (cl) cos 4jr lm dl - (cl) sin 4jr lm dl
(25)
o o
I (cl) en II (cl) zijn hierin geregistreerde functies, die volgens verg.
(21) en (22) voor groote waarden van / nul zijn. Wil men de fijnere
structuur van praktisch monochromatisch licht onderzoeken, dan moeten
de Z en Z' krommen eerst voor wit licht worden opgenoraen. Hieruit
toch volgt scherp de afstand der rmlpunteti en iV ' tot de beginpunten
der krommen. Het prisma wordt nu weer op dezelfde plaats gebracht
als zooeven bij het begin der meting ') en op een andere fotografische
plaat worden nu de Z en .Z"' krommen voor hei minder samengestelde
licht geregistreerd; de nulpunten N en N' liggen nu op dezelfde
afstanden van de beginpunten als zooeven ; zij zouden zonder de
vorige meting echter moeilijk te hei'kennen zijn geweest ; bij absoluut
monochromatiscli licht zou er zelfs in het geheel geen verschil tusschen
de maxima of tusschen de nulpunteu zijn te bespeuren geweest.
Door het witte licht echter is de fotografische plaat als het ware
geijkt. Het bekend zijn der nulpunten maakt zelfs bij het meest
enkelvoudige licht een handelwijze, als boven beschreven werd,
mogelijk en stelt ons ook hier in staat de gewensehte functie / (m)
theoretisch althans exact te benaderen. In de praktijk kan deze
benadering niet tot het uiterste worden doorgevoerd, ^ daar bij te
hooge gangverschillen de lichtbundels incoherent worden wegens het
onregelmatig trillen van de lichtbron, een bezwaar, dat elke methode,
die op interferentie berust, zal aankleven.
Deze grens voor het oplossend vermogen eener interferentiaal-
S[)ectroscoop kan natuurlijk ook hier niet worden overschreden.
Doch alle gegevens, die interferentie-verschijnselen ons kunnen ver-
schaffen omtrent de samenstelling van schijnbaar raonociiromatisch
liclit worden volgens de besproken methode mathematisch op de
eenvoudigste wijze verwerkt en leiden tot het opbouwen eener functie,
die de gezochte energieverdeeüng (p (x) het dichtst nabij konit * *).
Michelson verwerkt zijn gegevens eerst tot een zichtbaarheids-
kromme F" en besluit hieruit tot de waarde van C* -f" ‘ï^aar moet
h Hierbij kau men bv. gebruik maken van de duidelijke beweging van de foto-
grafische plaat.
*) Om de benadering nog nauwkeuriger te maken, zou men óf de lichtbron
regelmatiger moeten doen trillen, of een geheel ander instrument moeten bezitten,
dat niet op interferentie berust en welks oplossend vermogen zelfs dat van de
interferentiaal spectroscoop overtreft.
108
nii *S = 0, d.w.z. een symmetrische energieverdeeling, aannemen
om verder te kunnen komen. Hij verkrijgt dan') C{l) = Py^ F (/)
en zal uit verg. (7) dus vinden:
waarin
q) {x
+ a
zjq {x)
o
,) = 4PJ
V (l) cos lx dl
dx dus een constante is.
(26)
Wij behoeven deze hypothese niet te maken ; daarin ligt juist de
groote beteekenis der methode. Leggen we ons die beperking toch
even op, dan zullen wij vinden, dat de krommen I en II onderling
afhankelijk worden. Volgens verg. (23) en (24) is n.1.
2 cos 4ji lm C (l) — 2 sin 4jr lm S (/) —fl {d)
2 sin 4jt lm C {l) 2 cos 4jt lm S {l) = — fll {cl)
zoodat >S' = 0 leiden zou tot :
— II {cl) — tg 47t lm X I {d). ’)
Verder was de grootheid V een moeilijk te schatten grootheid,
die eigenlijk alleen uit fotometrische waarnemingen kan worden
J nai‘ J m
bepaald ; uit haai’ ingewikkelde definitie V =
blijkt, dat
J <nax‘~\~J 11 -
zij niet continu verloopt en dus nooit zal zijn te registreeren, doch
punt voor punt moet worden bepaald. Verg. (26), berustende op de
zichtbaarheidskromme van Michf.lson, geldt dus alleen voor een
symmetrische energieverdeeling, is zelfs in dit geval nog niet exact,
terwijl de V kromme moeilijk en slechts zeer vaag is te verkrijgen.
Resumeerende komen we dan tot de slotsom, dat we in de be-
sproken opstelling een middel hebben gevonden om de energiever-
deeling, zoowel over een eng als over een uitgestrekt spectraal
gebied af te lezen uit twee registreerbare krommen, onverschillig of
de energieverdeeling een symmetrische of een asymmetrische functie
b Na eenige verwaarloozingen, vermeld in noot 2.
b Dit substitueerende in verg. (25), zou men f (x) alleen met behulp van de
kromme I hebben, uitgedrukt en in dit speciale geval de cylinderlenzen dus schijn-
baar niet noodig hebben gehad ; doch om m te kennen moet men II minstens
voor één waarde van cl kennen; dus zeK's in dit eenvoudige geval is bet gebruik
der cylinderlenzen nog onvermijdelijk, als men mathematisch streng te werk wil
gaan. Michiclson heeft ter bepaling van Jmox — Jmin bij het differentieeren naar
I C {l) en S (l) als constanten beschouwd; ook vindt men bij »S = 0 C(Z) = PX Vil)
alleen voor die waarden van l, welke voldoen aan S{1) = — tg 47r lm'X,C (l), dus
wel voor oneindig veel, maar niet voor continu oneindig veel waarden van l,
hetgeen de mathesis toch eischen zou om verg. (26) te laten volgen uit verg. (7).
109
is; in het eerste geval zijn de geregistreerde krommen afhankelijk,
in het tweede geval onafhankelijk van elkaar.
Het dient opgemerkt te worden, dat de metaalretlecties in het
instrument van tig. 7 niet identiek dezelfde zijn. De r component is
tegen het zilverlaagje gekaatst onder een hoek van 45° in hicht, en
de d component onder een kleineren hoek in glas. Vermoedelijk zul-
len de hierbij optredende phasesprongeti wel dezelfde zijn, anders
kon Michelson verg. (4) niet hebben opgesteld. Mocht deze onder-
stelling onjuist zijn, dan geeft fig. 8 een opstelling aan, waarin dit
euvel verholpen is; de zilverlaagjes bij Z en Z' woiden nu alleen
onder een hoek van 45° getroffen. De voor-
vlakken der prisma’s moeten nu zoowel
boven als beneden doorzichtig zijn, en de
cylinderlenzen moeten boven het vlak van
teekening staan. De verzilvering in Z (tig. 8)
en in C (fig. 7) moet van dien aard zijn,
dat de lichtsterkten der in den kijker tre-
dende bundels gelijk zijn, niettegenstaande
de een reflecties in de lenzen heeft onder-
gaan. Met behulp van een glasplaat G
kan men de intensiteiten gelijk houden. Verschillen de intensiteiten
der bundels in den gewijzigden interferometer van die in den oor-
spronkelijken, dan moet in verg. (25) een der termen van een evenredig-
heidsfactor voorzien worden, die experimenteel eerst is te bepalen.
Angstvallig hebben we er voor gezorgd, dat de interfereei-ende
bundels geen relatieven phasesprong t. o. z. van elkander kregen
door ongelijke metallieke of totale reflecties, zoodat de phasesprong,
dien de eene bundel op den anderen vóórkrijgt, alleen verkregen is
Fig. 8.
in de brandlijn der cylinderlenzen ^groot — J en dus niet van de
golflengte afhangt. Hierdoor wordt het instrument bruikbaar voor
alle mogelijke lichtsoorten en voor spectraalgebieden van willekeurige
grootte, gesteld dat de lenzen achromatisch zijn gemaakt. ') Het
resultaat der methode, uitgedrukt in verg. (25), is dus volkomen
exact voor alle mogelijke spectraalgebieden en energieverdeelingen,
üt
zoo men den phasesprong — slechts met behulp van cylinderlenzen
2
teweegbrengt.
b Opdat in fig. 7 de photografische plaat Q Q' eens voor altijd kan worden
ingesteld. Eventueele dispersie zou den constanten phasesprong — ook niet beïn-
U
vloeden !
110
Is men tevreden met een benaderende methode, die alleen exact
is voor een praktisch monocliromatischen bundel, en wel voor
een van één bepaalde frequentie, dan kan men den phasesprong
— wel zonder cjlinderlenzen bereiken, n.1. met behulp van een
scheefhoekig parallelepipednm, Avaarin het licht totaal Avordt gere-
flecteerd. Men kan nu met den ongewijzigden interferometer van
Michelson werken (men heeft het paralellepipedum slechts in een
der armen te zetten en een rechthoekig in den anderen; fig. 9), maar
moet nu met licht werken, dat van te
voren öf in öf loodrecht op het teekenvlak
is gepolariseerd. Voor Natrinmlicht b.v.,
welks trillingsrichting loodrecht op het
teekenvlak staat, moet <( r/) = 51°20'2r'
zijn ; dan bedragen de 4 phasesprongen
3jr
Fig. 9. 11.1. te zamen — ^). Echter hangt cp niet
zoo sterk van de golflengte af, dan dat hetzelfde jiaralellepipedum ook
niet voor naburige spectraallijnen zou zijn te gebruiken. Na eenige
± (n^— 1) cos 674°— 1
berekeningen vindt men nl. cos 2rp = waarin n
n‘‘
jje brekingsindex is.
Tenslotte betuig ik Prof. Ornstein en Prof. Jui.ius hartelijk dank
voor hun wenken en belangstelling, bij dit onderzoek ondervonden.
Het onderzoek, dat Prof. Ornstein mij oorspronkelijk opdroeg, was
de eerste stap op den weg, Avaarlangs ik tenslotte den kunstgreep
gevonden heb, die in staat zou blijken te zijn het vraagstuk theore-
tisch volkomen op te lossen.
Ik heb den logischen gedachtengang, die hiertoe geleid heeft, ook in
de mededeeling gevolgd, omdat dan vanzelf door de beschouwingen
over de vier puntengroefien P, P' , P”, P"' als tweede stelling be-
wezen kon worden, dat de gezochte energieverdeeling door geen
der gebruikelijke instrumenten kan bepaald worden, hoe men de
hiermee gedane waarnemingen ook combineert. De phasesprong,
onafhankelijk van de golflengte en verschillende van -Jt, was dus
niet alleen een mogelijke, doch ook een noodzakelijke kunstgreep
om tot het gestelde doel te komen.
Instituut voor Theoretische N atuurkunde.
Utrecht, Mei 1919.
M Voor y zou het paralellepipedum een onbruikbaren vorm krijgen; brekings-
index = 1,5153 voor licht croAvnglas.
.111
Scheikunde. — De Heer Ernst Cohen biedt mede namens den
Heer A. L. Th. Moesvei.d eene mededeeling aan over: „De
invloed van druk op de oplosbaarheid van stoffen”. VI.
Natuurkunde. — De Heer Kamerltngh Onnes biedt eene mede-
deeling aan over: „Verdere proeven met vloeibaar helium. O.
Een nieuw geval van suprageleiding , Thallium, enz.”
Natuurkunde. — De Heer Kamerlingh Onnes biedt eene mede-
deeling aan over : ,, Verbetering van de cascade voor het ver-
krijgen van lage temperaturen” .
Scheikunde. — De Heer Böeseken biedt een mededeeling aan van
de Heeren P. E. Verkade en N. L. Söhngen over: „De aan-
tasting van cis-transisomere onverzadigde zuren door schimmels” .
(Deze mededeelingen zullen in een volgend Zittingsverslag worden
opgenomen).
Ter uitgave in de Wei-ken der Akademie wordt door den Heer
J. Boeke, namens den Heer Erik Agdühr te Stockholm, aangeboden
het manuscript van diens verhandeling: ,,Sympathetic innervation of
the muscles of the extremities, A histo-experimental studg.”
De Voorzitter stelt het manuscript in lianden van de Heeren
J. Boeke en J. W. van Wijhe met verzoek om rapport, uit te
brengen in een volgende vergadering.
De Heer F. M. Jaeger biedt voor de boekerij ten geschenke aan
een exemplaar van zijn „Historische studiën. Bijdragen tot de kennis
van de geschiedenis der natuurwetenschappen in de N ederlanden ge-
durende de 16® en 17® eeuw.”
De vergadering wordt gesloten.
31 October 1919.
KONINKLIJKE AKADEMIE VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM.
VERSLAG VAN DE GEWONE VERGADERING
DER WIS- EN NATUURKUNDIGE AFDEELING
VAN ZATERDAG 28 JUNI 1919.
Deel XXVHI.
2. -
Voorzitter: de Heer H. A. Lorentz.
Secretaris; de Heer P. Zeeman.
INHOUD.
Ingekomen stukken, p. 114.
Verslag van de Heeren J. Boeke en J. W. ¥AN WijHE over het ter uitgave in de Werken der Aka-
demie aangeboden manuscript eener verhandeling van den Heer ERIK AODUHR: „Sympathetic
innervation of the muscles of the extremities. A histo-experimentai study”, p. 115.
L. E. J. BROUWER: „Opmerking over meervoudige integralen”, p. 116.
Fred. Schuh: „De restterm der binomiaalreeks”. (Aangeboden door de Heeren D. J. KORTEWEQ
en HENDRIK DE Vries), p. 121.
Fred. Schuh: „Een combinatorisch probleem in verband met de bepaling van het aantal verschil-
lende wijzen, waarop de grootste geraeene deeier van twee gedurige producten kan worden
berekend”. (Aangeboden door de Heeren D. j. KORTEWEG en Hendrik de Vries), p. 123.
Fred. Schuh: „Stelling omtrent het term voor term differentiëeren van een reeks”. (Aangeboden
door de Heeren D. J. KORTEWEQ en HENDRIK de Vries), p. 126.
R. Maqnus en A. de Kleyn: „Tonische Labyrinthreflexen op de oogspieren”, p. 129.
L. K. WOLFF: „Over het z.g. filtreerbare virus der influenza van v. Angerer”. (Aangeboden door
de Heeren C. Eykman en C. H. H. Spronckj, p. 138.
A. Smits, G. L. C. La Bastide en Th. de Crauw: „Over het verschijnsel na anodische polarisatie”, ll.
(Aangeboden door de Heeren P. Zeeman en S. Hoogewerff), p. 141.
E. H. BüCHNER en ]. KALFF: „VON Weimarn’s theorie over den colloidalen toestand.” (Aan-
geboden door de Heeren A. F. HOLLEMAN en F. M. Jaeger , p. 145.
M. j. SMIT: „Over eenige nitroderivaten van het dimethylaniline.” (Aangeboden door de Heeren
P. VAN ROMBURGH en ERNST COHEN), p. 156.
F. QOUDRIAAN: „De natriumzinkaten. Evenwichten in het stelsel NAjO— ZnO— H2O.” (Aangeboden
door de Heeren J. BöESEKEN en F. M. jaeger), p. 159.
P. A. VAN DER HARST: „Waarnemingen over de spectra van tin, lood, antimoon en bismuth in het
magnetische veld.” (Aangeboden door de Heeren P. Zeeman en H. A. Lorentz), p. 170.
L. S. Ornstein en H. C. BUROER: „Frequentiewetten voor continu veranderlijke grootheden.”
(Aangeboden door de Heeren H.A. Lorentz en W H. jULiuS), p. 183.
W. DE SiTTER: „Theorie der Satellieten van jupiier, 11. De variaties”, p. 195.
J. A. Schouten en D. J. Struik: „Over n-voudig orthogonale stelsels van n— 1 dimensionale uitge-
breidheden in een algemeene uitgebreidheid van n-afmetingen.” (Aangeboden door de Heeren
J. Cardinaal en H. A. LORENTZi, p. 201.
J. BÖESEKEN en C. VAN LOON: „Over de configuratiebepaling der cyclische cis-trans-dioSen en de
verstoringen in de rangschikking der atomen en atoomgroepen bij chemische reacties”, p. 213.
H. Kamerungh Onnes: „Verdere proeven met vloeibaar helium”, p. 218.
Aanbieding door den Heer J. Boeke van het manuscript eener verhandeling van den Heer O. C.
Heringa; „Untersuchungen über den Bau und die Entwicklung des sensibeln peripheren Nerven-
systems”, ter uitgave in de Werken der Akademie, p. 218.
Aanbieding van een boekgeschenk, p. 218.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
8
114
Het Proces- verbaal der vorige vergadering wordt gelezen en
goedgekeui'd.
Ingekomen zijn :
1°. Van de Heeren W. H. Jülius, W. dk Sitter en Eüg. Dubois
dat zij verhinderd zijn de vergadering bij te wonen.
2“. Schrijven namens het „Zeeuwsch Genootschap der Weten-
schappen” te Middelburg met bericht dat dit Genootschap op 9 Juli
a. s. zijn 150-jarig bestaan zal herdenken en eene uitnoodiging aan
de Akademie om zich bij die gelegenheid te doen vertegenwoordigen.
De Voorzitter zegt, naar aanleiding hiervan, dat, mocht geen der
leden van de Akademie gelegenheid kunnen vinden om zich voor
vertegenwoordiging beschikbaar te stellen, het Bestuur door een
schriftelijken geliikwensch namens de Akademie uiting zal geven
van hare belangstelling.
3°. Schrijven namens de ,,Royal Society” te Londen, waarin de
huidige stand van zaken van den onder de auspiciën van dit Ge-
nootschap samengestelden en uitgegeven ,, International Catalogue of
scientific Literature” wordt uiteengezet en het advies ook van onze
Akademie gevraagd wordt over de wenschelijkheid van eene voort-
zetting dezer onderneming, welke slechts met bijzonderen geldelijken
steun van alle belanghebbenden mogelijk zal zijn.
De Voorzitter wenscht dit schrijven te stellen in handen van de
leden der Afdeeling, die de permanente Commissie voor de aan-
gelegenheden van dezen Catalogus vormen, met verzoek om prae-
advies, uit te brengen in een volgende vergadering.
Anatomie. — Verslag over de verhandeling van Dr. Erik Agddhr
te Stockholm : „Sympathetic innervntion of the muscles of the
extremities. A histo-experimental study.”
In de bovengenoemde verhandeling beschrijft Dr. Agduhr op uit-
voerige en duidelijke wijze de resultaten van zijn experimenten,
waarbij öf een aantal spinale zenuwwortels werden doorsneden met
behoud van de sympathische grensstreng-elementen en rami commu-
nicantes öf wel juist die sympathische elementen (ganglion stellatuiïi)
werden geexstirpeerd met behoud van de spinale elementen. Daarna
werden, volgens door den schrijver uitgewerkte modificaties der
BiELSCHOWSKY-methode, de zenuweindigingen op de spiervezelen der
door die bepaalde zenuwen geinnerveerde spieren gekleurd en de
degeneratie-verschijnselen dier zenuweindigingen nagegaan.
De uitkomsten dezer onderzoekingen worden op duidelijke en
heldere wijze uiteengezet, de behandeling wijst op een juiste
inrichting der proefnemingen, de illustraties geven blijk van zeer
natuurgetrouwe afbeeldingen te zijn van voortreffelijke preparaten.
Ondergeteekenden meenen dus zonder voorbehoud te kunnen advi-
seeren tot het opnemen van dit geschrift in de Verhandelingen der
Akademie. Slechts zal het Engelsch een goede correctie behoeven.
(get.) J. Boeke.
„ J. W. VAN WiJHE.
De vergadering vereenigt zich met de conclusie van het verslag
om de Verhandeling in de Werken der Akademie op te nemen.
Aan den Heer Agdühr zal hiervan kennis gegeven worden.
8*
Wiskunde. — De Heer Brouwer biedt een mededeeling aan :
„Opmerking over meervoudige integralen” .
Het doel van deze inededeeling is, in aansluiting aan het eerste
gedeelte van mijn in de vergadering van 26 Mei 1906 aangeboden
opstel; „Meerdimensionale vectordistrihuties” een tweetal opmer-
kingen te maken.
^ 1.
I. Het 1. o. p. 15 — 18 gegeven bewijs der veralgemeening van het
theorema van Stores levert deze veralgemeening niet alleen in haar
Euclidischen, doch ook in haar als volgt luidenden araetrischen vorm :
Theorema.- Zij gegeven in de n- dimensionale ruimte (.r, de
(p — lyvoudige integraal
I ^ .. a ^ j D’i I • • • ^n) dXgi^ .... dXu. , . . (1 )
rvaarin de F’s continu en eindig en continu differentieerbaar zijn ;
beschoumen toe hiernaast de p-voudige integraad
(indicatrix j-^ u aeq. indicatrix . . . aj),
dan is, als het tioeezijdige p- dimensionale fragment ’) G begrensd
wordt door de tweezijdige {p — \)-dimensionale gesloten ruimte g, de
indicatrices van G en g bij elkander behooren en zoomoei G als g een
continu varieerende vlakke raakvariëteit bezitten, de waarde van (1)
over g gelijk aan de waarde van (2) over G.
Van dit theorema, dat reeds in 1899 zonder bewijs en in een de
teekenwet minder eenvoudig tot uitdrukking brengenden vorm was
Zie deel XV, p 14 — 26 : de definities rekenen we gewijzigd overeenkomstig
1. c. p. 76, noot b' Ik maak van deze gelegenheid gebruik, om er op te wijzen, dat
1. c. p. 25 r. 8 in plaats van , stelsel eindige gesloten stroomen” gelezen moet
worden , eindig bronloos stroomstelsel”.
*) Math. Annalen 71, p. 306.
117
uitgesproken door Poincarè * *), za! ik hier liet bewijs opnieuw geven
en daarbij eenigszins scherper redigeeren, dan in mijn geciteerd
opstel.
II. Zij in de n-dimensionale ruimte [a;^, . . . x,,), die we door S
zullen voorstellen, gegeven de p-voudige integraal
I ^ <iPai ■ . w , . . dXa. , .... (3)
\J ^ ^
waarin de r//s continu zijn. Zij Q een in S gelegen, van een indi-
catrix voorzien tweezijdig p-dimensionaal netfragment ’‘), o een grond-
simplex van Q met de lioekpuntenindicatrix ^ een
willekeurig punt van o, de waarde van (pu^...0L ^ in A, ^X/j. de
waarde van in A^. We bepalen voor elke o de waarde van
p ' p
waarin
,«« ... a;«
P P+i p
1 ... 1
en waarin A voor de verschillende termen onder het -S'-teeken ver-
schillend gekozen mag zijn, en sommeeren ,fp over de verschillende
grondsimplexen van Q. De bovenste en de onderste grens, waar-
tusschen deze laatste som tengevolge van de vrije keuze der punten
A varieert, noemen we de bovenste en de onderste waarde van (3)
over Q.
Onderwerpen we Q aan een fundamentaalreeks van zich onbe-
paald verdichtende simpliciale verdeelingen, die aanleiding geven tot
een fundamentaalreeks Q' , Q”, . . . van Q overdekkende netfrag-
inenten, dan convergeeren voor onbepaald toenemende r de bovenste
en de onderste waarde van (3j over tot dezelfde grens, die we
de ivaarde van (3) over Q noemen.
Zij F een in S gelegen, van een indicatrix voorzien tweezijdig
p-dimensionaal fragment, ƒ een bij een categorie van simpliciale
*) Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste III, p. 10. De beteekenis der
hier geformuleerde teekenwet wordt eerst duidelijk na vergelijking der vroegere
publicaties uit de Acta Mathematica en het Journal de l’Ecole Polytechnique, waarin
de aequivalentie van het identiek wegvallen van (2) en het wegvallen van (1) over
iedere g was uitgesproken.
*) Matb. Annalen 71, p. 316,
118
vei’deelingen behoorende fundaraentaalreeks van zich onbepaald ver-
dichtende simpliciale approximeeringen P' , P”, . . . van F. Indien
de waarden van (3) over P', P”, . . . tot een van de keuze van ƒ
binnen de door tp gestelde grenzen onafhankelijke limiet conver-
geeren, noemen we deze limiet de loaarde van (3) over F voor ip.
III. We gaan ons nu bezighouden met de waarde van (1) over
de begrenzing ^ van een in S gelegen, van een rndicatrix voorzien
p-dimensionaal simplex o en rekenen daarbij, dat de indicatrices van
^ en ö hij elkander behooren, d. w. z. dat de indicatrix van een
willekeurige {p — l)-dimensionale zijde van o wordt verkregen, door
het niet tot deze zijde behoorende hoekpunt van o in de indicatrix
van n achteraan te plaatsen en vervolgens weg te laten. We begin-
nen met ons te beperken tot de door den enkelen term
tot de waarde van (1) over p geleverde bijdrage. Door een passende
simpliciale verdeeling ^ van de variëteit bepalen we
een simpliciale verdeeling van d, ''s-n wier grondsimplexen telkens
twee bij hetzelfde waardegebied van behooren. De schaar
der {n—p 4- l)-dimensionale variëteiten, waai'binnen a;»,, . . .
constant zijn, snijdt de vlakke p-dimensionale variëteit, waarin o
bevat is, volgens een schaar van rechte lijnen, die de paren van
correspondeerende grondsimplexen van tot p-dimensionale afgeknotte
simpliciale prisma’s verbinden. Zijn g, en e, een paar correspon-
deerende grondsimplexen van /?, d het bijbehoorende afgeknotte sim-
pliciale prisma, I een van een punt van e-, naar het correspondeerende
punt van e., voerend lijnsegment met de ontbondenen
dan wordt de door den term • • • • • • • • ^ot de
waarde van (1) over e, en e, geleverde bijdrage
ei^oci. . . oc
V
v=zp
+ f.
waaiin A een (voor de verschillende termen onder het 2^-teeken
eventueel verschillend) punt van a voorstelt en f bij onbepaalde
verdichting van S onbepaald klein wordt ten opzichte van ejai ■ ■ ■
Zij nu echter een hoekpuntenindicatrix van e, en
de waarde van Xu in dan kan de waarde van . eSa, . . . a
r ’ V 1 p — j
worden voorgesteld door
119
(p-l)!
p—1 f' p—l
Xqc jA’k , O
p—l p — 1 f p — 1
1
V
• • • * ■
Xoc
p—l
dus
ook door
“
4- 6 .
zoodat de door
den term
Jf., . . .
, ■
van
(Ij over «j
en e^ geleverde bijdrage kan
n
j
6 -f
v=:«
' P—
A 1 ÖaJa
1 (
1 . (P‘Ot.^ . .
Xa, nX
p<^x
‘ M
OC H
/>-l
>-=1
en de waarde van (1) over |? wordt verkregen in den vorm :
p
«1 . . . «^ V=1 A
dFj
*' V
Ö^a
(indicatrix jv (x~j aeq. indicatrix . . . a^,),
waarin A een (voor de verschillende termen onder het -S'-S'-teeken
eventueel verschillend) punt van a voorstelt.
Hieruit volgt onmiddellijk, dat, als Q een in S gelegen tweezijdig
/)-dimensionaal netfragment en R de grens van Q voorstelt, terwijl
de indicatrices van Q qïi R bij elkander behooren, de waarde van
(1) over R gelijk is aan de waarde van (2) over Q.
IV. Om het bewijs van het in I geformuleerde theorema te vol-
tooien, beschouwen we een zoodanige categorie ij; van simpliciale
verdeelingen van g, dat de verzameling der grondzijden voor gelijk-
matig continu varieerende vlakke raakvariëteiten bezit en de verhou-
ding van den inhoud van een grondsimplex tot de (p — 1)'^® macht van
zijn grootste coördinatenvariatie voor tp niet beneden zeker minimum
daalt. Zij g', g", . . . een fundamentaalreeks van zich onbepaald vei--
dichtende, bij ip behoorende simpliciale approximeeringen van g.
Construeeren we van g^'‘'^ een approximeerende simpliciale afbeel-
ding g^yp) op g(p-\ dan kunnen we, door fx en v beide boven een
passende grens te kiezen, op grond van III zorgen, dat de waarden
van (J) over en zoo weinig, als we verkiezen, van elkander
verschillen, terwijl door met den graad 1 overdekt wordt,
zoodat de waarden van (1) over g'r') en g(''Py golijk zijn. Er bestaat
dus een waarde van (1) over g voor »|>, die natuurlijk niet verandert,
120
als in plaats van if> een andere categorie van dezelfde soort wordt
gekozen.
Zij nu / een op analoge wijze als tf? gekarakteriseerde categorie
van sinipliciale verdeelingen van G. De hieruit voortvloeiende sim-
pliciale verdeelingen van g behooren tot een categorie ij? van de
zooeven omschreven soort. Zij G', G", . . . een fundamentaalreeks
van zich onbepaald verdichtende, bij x behoorende sinipliciale approxi-
meeringen van G, dan wordt hierdoor tevens een fundamentaalreeks
van zich onbepaald verdichtende, bij tp behoorende sim-
pliciale approxirneeringen van g bepaald. Daar op grond van III
de waarde van (1) over gelijk is aan de waarde van (2) over
bestaat er, evenals een waarde van (1) over g voor ifi, een
waarde van (2) over G voor x, zijn beide waarden aan elkaar gelijk,
en veranderen ze niet, indien littzij voor of voor x andere
categorie van dezelfde soort wordt gekozen.
h 2.
Bij de 1. c. p. 18 gegeven definitie der tweede afgeleide is achter-
wege gebleven de omschrijving van het aan die definitie ten grond-
slag liggende begrip van normaliteit van een van een indicatiix
voorziene R^, en een van een indicatrix voorziene Rn-p, die in de
van een indicatrix voorziene Rn loodrecht op elkaar staan. Deze
omschrijving zullen we hier alsnog geven.
Zij S het snijpunt van Rp en Rn—p, . . . Up aS de indicatrix van
Rp en ^^...^n-pS de indicatrix van Rn-p, dan noemen we Rp
normaal op Rn—p en Rn—p postnormaal op Rp, als «, . . . ctpSdn-p- • •
een indicatrix van R,, is.
De begrippen normaal en postnormaal zijn dus voor sommige
waarden van n wèl, voor andere niet gelijkwaardig.
Verder noemen we een p-dimensionaal vectorstelsel V normaal
op een in hetzelfde punt aangebracht {Ji — p)-dimensionaal vector-
stelsel W en W postnormaal op V, als ten opzichte van een recht-
hoekig coördinatenstelsel de componenten van V respectievelijk
normaal zijn op en gelijke scalarwaarden bezitten als de compo-
nenten van W.
In deze terminologie is de tweede afgeleide van de vectordistributie
^ X de normaaldistributie van de eerste afgeleide van de postnormaal-
distributie van X.
Wiskunde. — De Heer K.ortbweg biedt eene mededeeling aan van
den Heer Fred. Schub : „De restterm der hinomiaalreeks” .
(Mede aangeboden door den Heer Hendrik de Vries).
(m)
(in)
waarin =
j
1. We beschouwen de binoiniaalreeks 2 u
j=0 ^
xj
= — 77 (nt — k) is. We onderstellen x reëel en m niet nul en geen
j! k=Q
natuurlijk getal (daar anders de reeks af breekt).
2. De reeks is convergent voor | | 1, voor x — 1, m i
en voor x~ — 1, m )> 0, divergent in de overige gevallen.
3. Blijkens N*. 2 is voor \ x \ en voor \ x \ =1, ni )> — 1
voldaan aan Hm = 0.
4. Volgens de reeks van Mac Laurin met restterm is
waarin -.
dus :
(1 + 4'
n— 1 , .
= 2’ 4- Rn,
7=0
Rn
X” (1 — (9)"-/'
{n — 1) .' p (1
H-l
n(m — k){p^ 0),
k=:Q
(»«)
Rn =
(1 + dx)n-
mx
V
1-6» 4"-/'
1 -j- 0 X
.—p (w— 1) ')
(1)
(2)
5. De bedoeling van dit stukje is te doen zien, dat Hm Rn = 0
n=oo
is in alle gevallen, toaarin de reeks convergeert, dus voor die gevallen
de geldigheid van (1 -|- aan te toonen, en waX uitsluitend
.;=o ^
uit den restterm (iets dat in zeer vele leerboeken op onjuiste
’) De in beide uitdrukkingen voorkomende getallen 6 zijn in het algemeen ongelijk,
daar 6 van n en van p afhangt.
122
wijze geschiedt). Hierbij zal het voordeel verbonden aan de uitdruk-
king (2) voor den restterni der binomiaalreeks duidelijk uitkomen.
6. Is dan is volgens (1), als men kiest; | j 1 | wf'") |
dus Urn Rn = 0 zoo de reeks convergeert.
7. Is — l<^.r<^0, dan volgt uit (2), als men daarin 1 stelt :
I I u4 I m X I , waarin A het grootste der getallen 1 en
(1 4- x)’^—''- is. Dit voert tot Urn R„ = 0.
8. Is x= — 1, j> 0, dan volgt uit (2) door p = ni te nemen:
R
n
U
(m-l)
n — 1
(3)
In verband met N“. 3 volgt hieruit Urn Rn = 0 (daarm— 1))> — 1
«=GO
is), een resultaat, dat voor m 1 uit de resttermen van Lagrange
en Cauchy niet te verkrijgen is.
Opgemerkt kan nog Avorden, dat (3) tot de identiteit
m (m — 1 )
1 — m 4
2!
... + (- ir
m {rn — 1) , . , (m — n 1)
n !
= {-iY
(m — 1) (ra — 2) , . . (m — n)
voert; deze identiteit is ook gemakkelijk door volledige inductie
(naar n) aan te toonen, waaruit blijkt, dat ze ook voor m^O geldt.
9. Zoo men van de stelling van Abel omtrent continuïteit van
machtreeksen gebruik maakt, kan men met de beschouwing van
den restterrn voor | .^ | <j 1 volstaan. Om zonder onderscheiding
van verschillende gevallen aan te toonen, dat dan Urn = 0 is,
??=00
stelle men in (2) p = 1 (evenals in N". 7).
Wiskunde. -- De Heer Korteweg biedt eene niededeeling aan van
den Heer Fred. Schur: „Een combinatorisch probleem in ver-
band met de bepaling van het aantal verschillende ivijzen, waarop
de grootste gemeene deeler van tivee gedurige producten kan
worden berekend”.
(Mede aangeboden door den Heer Hendrik de Vries).
1. De G. G. D. der tivee getallen
a, a, . . . a,„ en h^b^. . .bn (1)
ivordt verkregen als het product der mn grootste gemeene deeler s Gij
van ai en bj (z = 1, 2, . . . , m en J = 1, 2, . . . , n), met dien ver-
stande, dat twee getallen, wier G. G. D. bepaald is, door dien G. G. D.
gedeeld worden en de quotiënten bij het verdere deel der berekening
voor de oorspi'onkelijke getallen in de plaats gesteld worden. Wordt
zulk een quotiënt met een ander getal gecombineerd, dan wordt
opnieuw door hun G. G. D. gedeeld enz. ').
De mn getallen Gij worden dus in een bepaalde volgorde bere-
kend. Gij is de G. G.D. der getallen a'i en b'j; hierin is a'i het
getal, dat uit ai ontstaat door deeling door alle reeds eerder bepaalde
grootste gemeene deelers, waarbij ai betrokken is, terwijl bj op dezeljde
wijze uit bj ivordt afgeleid.
2. We vragen nu naar het aantal manieren, tvaarop de G. G.D.
der getallen (1) op de in 1 aangegeven ivijze kan worden berekend.
Een andere volgorde der m n getallen Gij geeft echter niet steeds
een andere berekeningswijze van het gezochte getal (r, daar natuur-
lijk twee berekeningswijzen als dezelfde te beschouwen zijn, als ze
uit dezelfde onderdeelen bestaan en alleen verschillen in de volg-
orde, waarin de afzonderlijke berekeningen worden uitgevoerd. Het
is daarom bij twee getallen Gij en G^i onverschillig welk het eerst
berekend wordt, zoo ^ 7^ k en tevens j 7^ / is. Het komt dus alleen
aan op de volgorde der getallen Gij, die óf in de eerste indices óf
in de tweede indices overeenstemmen.
3. De bijzondere waarden der getallen «i , . . . , a^, ó, , . . . ,
1) Wordt voor de laatste maal een der getallen «i, a^, . . . , a-m, &i, . . . , bn
met een ander gecombineerd, dan kan natuurlijk de deeling van eerstgenoemd
getal door den gevonden G. G. D. achterwege blijven, daar het quotiënt toch verder
niet meer in de berekening wordt betrokken.
124
kunnen meebrengen, dat verwisseling van twee getallen Gij, die in
de eerste of in de tweede indices overeenstemmen, toch geen andere
berekeningswijze van G geeft. Zijn b.v. en èj onderling ondeel-
baar en evenzoo a, en è,, dan is het onverschillig of men eerst
(r, j en dan (r^, bepaalt of omgekeerd, daar deze grootste gemeene
deelers beide 1 zijn en dus een deeling door 6r„ of (tj, geen
wijziging in de getallen brengt. Van dergelijke toevalligheden zien
we echter af. zoodat we twee bepalingswijzen van G alleen dan
dezelfde noemen, als ze bij alle mogelijke waarden van a, , . . . ,a,„,
, . . . , bn dezelfde zijn.
4. Het in N“. 2 gevraagde aantal wordt dan gelijk aan het aan^a/
maniei'en, waarop men de m n symbolen
Gij ... ,m\ j = \ ,2, . . . ,n)
in volgorde plaatsen kan, als men twee volgorden als dezelfde be-
schouiot, zoo deze uit elkaar kunnen ivorden afgeleid door eenige ver-
wisselingen van telkens twee symbolen, die zoowel in de eerste als in
de tweede indices verschillen.
5. Voor m = 2 wordt het gevraagde aantal het aantal A„ der
manieren, waarop men de symbolen
Gn, Gi2, Gi3 , . . , Gi,i, (2)
<?21) G23 » . • » G2n • (3)
in volgorde kan plaatsen, bij twee dier symbolen alleen dan op de
volgorde lettend, als ze in bovenstaand schema in dezelfde rij of in
dezelfde kolom staan. Het aantal Au is nf-maal zoo gi'oot als het
aantal Bn der rangschikkingen, loaarbij de symbolen (2) op de door
(2) aangegeven wijze op elkaar volgen.
6. Men kan.de rangschikkingen in n groepen verdeelen, zoodanig,
dat de i^^ groep die rangschikkingen bevat, waarbij 6r2i aan de overige
symbolen (3) voorafgaat. Die groep is weer in twee deelen te
verdeelen ; het eerste deel bevat de rangschikkingen, waarbij G2i
aan Gu voorafgaat, het tweede deel de rangschikkingen, waarbij
6r2. na Gu komt.
Het eerste deel der groep bevat evenveel rangschikkingen als
wanneer men Gu en G2i schrapt, dus Bn—i rangschikkingen.
Bij de rangschikkingen voorkomende in het tweede deel der i^^
groep gaan de symbolen Gn, G12, • • • • , G\i aan alle symbolen (3)
vooraf, zoodat men de symbolen Gn, G12, . ... , Gu kan schrappen.
Let men alleen op de plaatsing der symbolen G21, G22, . ... , G2,i—i
onderling en ten opzichte van de (als onderling gelijk beschouwde)
symbolen
125
i+l) 0^2, f-f-a, . . . , G‘ini ...... (4)
(n — 1)/
dan komt men tot mogelijke plaatsingen. Ieder dier plaat-
(n—i)/
singen voert tot £„—i mogelijke rangschikkingen, als men ook let
op de volgorde der n — ï symbolen (4) onderling en resp. ten opzichte
van . . . . , Gin- Hieruit blijkt, dat het tweede deel der
(n—i)/ ^
/de groep ^n—i rangschikkingen bevat ; dit is ook nog juist
(n~i)/
voor i = n, als men als 1 interpreteert.
1 ^ /
In het geheel bevat de groep dus -1 Bn-i rang-
{n — i)!
schikkingen. Dit voert tot :
B„ = S Bn—i 4‘ 7 — ■' . B„—i | — (n-f-1) Bn—\ + {n 1)/ -2" — — . (5)
a'=i {n—-i) ! \ 0 k'
7. Vervangt men in (5j n door n
te onderstellen), dan vindt men :
B„—i = (n — 1) Bn—2
1 (waarvoor noodig is w ^ 1
H— 2
(n~-2)f 2
o
k! ’
waaruit in verband met (5) volgt :
Bn = 2?^ Bn-1 — {n — 1)^ 2.
Uit deze homogene lineaire difFerentievergelijking van de tweede
orde kan men, uitgaande van = ï en j8, = 2 4, achtereenvol-
gens B^,Bi,B^, enz. berekenen. Men vindt zoo:
5, = 7, B^ = 34, B, = 209, B^ = 1546, B, = 13327, B^ = 130922,
= 1441729, = 17572114, S,, = 234662231.
8. Wegens A„ = nIBn vindt men dus voor het aantal An der
manieren, waarop men den G. G. D. der getallen a■^ a, enb^h^ . . . bu
berekenen kan ■.
A, = 2, A^ = 14, A, = 204, A^ = 5016, A, = 185520,
^, = 9595440, ^, = 659846880, = 58130513280.
9. Zijn m en n beide ^ 2, dan wordt de bepaling van het
aantal manieren, waarop de G. G. D. der beide gedurige producten
.volgens de in N°. 1 aangegeven methode berekend kan worden,
aanmerkelijk ingewikkelder. Voor m = n = 3 wordt (door systema-
tisch nitcombineeren der verschillende gevallen) voor het gezochte
aantal 19164 gevonden.
0 De formule (5) voert, in verband met jBq = 1, voor n = 1 tot = 2, daar
dan 0 is (als som van nul termen).
Wiskunde. — De Heer Kortewkg biedt eene inededeeling aan v^an
den Heer Fred. Schub : ,, Stelling omtreyit het term voor term
diferentiëeren van een reeks.”
(Mede aangeboden door den Heer Hendrik de Vries).
1. Is voldaan aan :
a. de functies (.r), (.r), .... zijn in het interval a^x’^b, dat
ive i noemen, diferentiëerhaar,
b. de reeks u\ (x) -1- u\ (;r) -[-... . is in het interval i gelijkmatig
convergent,
c. de reeks u^ (x) + ?4, (.r) -!-•••• d' 'voor een tot het interval i
behoorende waarde c van x convergent en
d. de functies u\ (.r), u\ (x), .... zijn continu voor de tot het
interval i behoorende waarde p van x,
dan geldt ■.
a. de reeks u^ (.r) w, (.c) -!-•••• kot interval i gelijkmatig
convergent en
d- de functie u^ (x) -|- f) -!-•••• is differentiëerbaar voor x = p
met u\ (/;) -|- [p) -{-.... als differentiaalquotiënt.
Het spreekt van zelf, dat voor x = a of x = b ,, differentiëerbaar”
als ,, rechts resp. links differentiëerbaar” op te vatten is.
We willen van deze stelling (die gewoonlijk in beperkteren vorm ')
nit het term voor term integreeren wordt afgeleid) een eenvoudig bewijs
geven nitslnitend steunend op de definitie van differentiaalquotiënt.
2. B e w ij s van «. Stelt men u'„^i {x) w'„-p2 (.r) -[- • • • • =
dan is (als x tot het interval i behoort):
U„q-1 (a;) -|- u„_|_2 (ir) -\- ... + {x) = { Wn-j-l (c) f M„q-2 (c) -f ... + Un-^-k (c)| -\-
+ I m'ü+1 (s) + «+2 (^) + • • • + ^'n+k (ê) \{x — c) =
= {u,,_|.i (c) +M„_|_2 (c) + . . . + ((•)! + (£) — (x — c),
waarin ^ = c 0 (x — c), dus :
|»n+l (x) + U„_l-2 (.r) -f . . . + (a’)| <
~ (o) -f M„_|_2 (c) -j- . . . -\- (c)| -|- I (5)1 d- \Rn-\-k (5) | } (^ — ®).
Is ff een willekeurig positief getal, dan volgt uit het onderstelde c,
1) NI. in de onderstelling, dat de functies u\ (x), u'^ (x), enz. in het geheele
interval i continu zijn.
127
dat men zoo kan bepalen, dat voor n'^ geldt | (c) +
-|- u„^2 (c) “h • • • • + (c) I' ^ d. Uit het onderstelde b volgt
verder, dat men iV, zoo kan bepalen, dat voor n ^ TV, geldt
, ö
I I <C • ïs ^ het grootste der getallen ISf. en N dan
3(6 — a)
is dus I [x) -]- (x) -j- ?.in+k (^') | <C ^ ''Oor iedere
N en iedere x uit het interval i. Hieruit volgt het gestelde « ;
het onderstelde d is hiervoor niet noodig.
3. B e w ij s V an /?. Is (x) -j- ii^ (x) = rp {x) en u\ (x)
-j- u\ dan drukt het gestelde ,1 uit, dat
(p{p ^ h) - (p{p)
km = if) (p) .
/i=o b
(1)
is. Stelt men (.f) 4" («) + .... + m» (.^’) = U„ (a’) en (a) -|-
+ w„_|_2 (a) . . . . — (a), dan is :
(p{p-^h) — (p{p) Unip^h) -U„{p) , Qdp^b) i),,{p)
W) = 1 ^ 7 Mp) =
= U'n (p + 6»/i)
= if; (p + ^b) — if; (p) -
b ' h
Qn{p-\-b) Qn{p}
b
Rn (p
h
tf’ (p) =
d b) -j-
dus :
\fp{p-\-b)-~q{p)
M'(p)
d-
<
ip{p-\-éfb) — if; (p)
t>«(p + ^0 (>n(p)
d“ I (P d“ ^b) I -|-
Qn (p + b)
4_
Qn (P)
b
b
(2)
Volgens de onderstellingen b en of is xfU-U continu voor a = p.
Is dus ö een willekeurig positief getal, dan kan men het positieve
getal s zoo bepalen, dat | if'(p -1~ ^0 — I t ^ is, zoodra \h\ b
is; voor I A I <^6 is dan ook | if;(p 4~ ^^0 — V'(p) 1 <C
Wegens het onderstelde h kan men zoo bepalen, dat voldaan is
aan | Rn{x) [ i d voor iedere n ^ A\ en iedere x uit het interval i.
Voor n j> A, is dan | R,, (p + Oh) | <^ i d.
Is h een bepaald getal, dat aan | A | ■< e en h ^ 0 voldoet, dan
kan men de getallen iV, en zoo bepalen, dat voor n ^ en
n > A, geldt | (p + A) | < i d | A j resp. | (»„ (p) | < i d | A | .
Kiest men nu n grooter dan het grootste der getallen Aj, A, en Aj,
(p (p + A) —<f (p)
j ^ (P)
dan blijkt uit (2), dat
(A 0), waaruit men tot (1) besluit.
<j dis voor | A | < 6
128
4. Opmerkingen. Bij bet boven gegeven bewijs der differen-
tieerbaarheid van de functie cp {x) = {x) u^{x) . voor x = p
is slechts van de continuïteit der functies u\ (x), u\ (xj, enz. voor
X — p gebruik gemaakt, zoodai continuïteit in een interval niet be-
hoefde te wOrden ondersteld. Ook behoefde de integreerbaarheid der
functies u\ {x), u\ {x), enz. niet te worden aangenomen, zoodat liet
gewone bewijs (door de reeks u\ (.'») -1- u\ (a;) -j- . . . . term voor term
te integreeren) op de algemeenere formuleering, zooals die in N*. 1
gegeven is, niet van toepassing is.
5. Neemt men het convergeeren der reeks u^{x) u.fic)
in het geheele interval ^ in het onderstelde op, dan kan men voor
het bewijs van het gestelde ^ met de semi-gelijkmatige convergentie
(enkelvoudige gelijkmatige convergentie van Dini) der reeks -f-
u' fx) -["■••• in het interval i volstaan. Die semi-gelijkmatige con-
vergentie is nl. eerstens voldoende om tot de continuïteit van if'(a')
voor x=: p {Q kunnen besluiten. Verder levert de bepaling der getallen
iV, en xV, geen bezwaar, waarna men aan n een zoodanige waarde
O iV, en ^ iVj kan toekennen, dat voor iedere x uit het interval i
geldt I (xj j X Of deze ongelijkheid ook voor iedere grootere
waarde van n geldt, is daarbij onverschillig.
Door Dint is in zijn Teorica delle funzioni di variabili reali dooreen
gecompliceerdere omvorming van het differentiequotiënt het bewijs
van geleverd zonder het onderstelde d, daarbij de convergentie
der reeks ïi, (x) -f- Mj (.v) 4”- ■ • interval i aannemend.
6. Bij het bewijs der differentieerbaarheid van tf{x) behoefde de
absolute convergentie der reeks u' jx) -j- u\{x) niet te worden
ondersteld. Door aan te nemen, dat [w'„(x)| is (c,, onafhankelijk
van x) en de reeks c^ c.^ . convergeert (hetgeen gelijkmatige
absolute convergentie der reeks rijx) -j- u'fv) insluit) heeft
PoRTER (Ann. of Math. sei'. 2, vol. ,3, 1901, p. 19) op zeer eenvou-
dige wijze de differentieerbaarheid van q (x) voor x = p aangetoond
zonder iets omtrent continuïteit der functies u'n{x) te onderstellen, nl.
door gebruik te maken van :
^pip-hh) — (f{p)
— rp(p)
b'n (P ^h) — Un (p)
h
+ uj (p -4- h) ~ 2 U j (p).
»+l
«+1
h
(p) +
Physiologie. — De Heer Magnüs biedt, mede namens den Heer
A. DE Kleun, eene mededeeling aan over ; ,, Tonische Lahyrinth-
reflexen op de oogspieren.”
Het is een bekend feit, dat de labyrinthen een sterken invloed
uitoefenen op den stand der oogen in de orbita en wel in dien zin,
dat bij eiken stand van den kop in de ruimte, ook een bepaalde
stand der oogen in de orbita behoort.
Het onderzoek naar het verband van labyrinth- en oogstand wordt
zeer bemoeilijkt door spontane oogbewegingen en is het dan ook
begrijpelijk, dat de uitvoerige onderzoekingen bijna uitsluitend gedaan
werden bij dieren, die weinig spontane oogbewegingen maken. Onder
de gebruikelijke proefdieren is dit in de eerste plaats het konijn. In
1917 werd uit het pharmacologisch instituut (e Utrecht een uit-
voerige mededeeling '■) over dit vraagstuk gepubliceerd en het verband
tusschen labyrinth- en oogstand bij het konijn zoo volledig mogelijk
onderzocht.
Uitgaande van een primairen stand van den kop met horizontale
mondspleet en onderkaak naar beneden, bleken er bij andere standen
van den kop in de ruimte zoowel constante vertikale oogafwijkingen
als raddraaiingen op te treden. Voor de waargenomen zijivaartsche
bewegingen der oogen, in de richting van de oogspleet, konden geen
constante gegevens gevonden worden.
De vertikale oogafwijkingen zijn aan beide oogen steeds tegen-
gesteld, de grootste afwijkingen werden gevonden in beide zijlig-
gingen van den kop, waarbij het bovenste oog maximaal naar beneden,
het onderste maximaal naar boven afgeweken is.
De raddraaiingen treden bij beide oogen steeds in dezelfde richting
op, de grootste afwijkingen vindt men, als de kop zich vertikaal
met den snuit naar boven of naar beneden bevindt. Bij de proeven
werden de konijntjes in toto in verschillende standen in de ruimte
gebracht, waarbij zorg werd gedragen, dat geen verplaatsing van
den kop ten opzichte van den romp kon plaats vinden (halsreflexen).
De verschillende oogstanden werden kinomatographisch vastgelegd.
Een nauwkeurige meting werd mogelijk gemaakt door op de photo-
9 J- V. D. Hoeve und A. de Kleun. Tonische Labyrinthreflexe auf die Augen.
Pflügers Archiv. 169. 241. 1917.
9
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A^’. 1919/20.
130
gi-aphisclie platen de verschuiving van een, in locaal-anaesthesie op
de cornea gebrand kruis, ten opzichte van een mede gephotographeerd,
vast coördinatensysteem te bepalen.
De resultaten werden voor de vertikale oogafwijkingen en voor
de i-addraaiingen afzonderlijk in den vorm van krommen weergegeven
en wel voor 3 op elkaar loodrecht staande draaiingen van den kop
tn de ruimte om telkens 360°.
Op deze wijze leert men natuurlijk slechts kennen den invloed
van de labyrinthen op den stand der oogen. Voor eene nauwkeurige
analyse der labyrinthaii'e invloeden is het echter gewenscht den
invloed te leeren kennen van de labyrinthen op elke oogspier.
Daar nu bij verschillende standen van den kop in de ruimte
dikwijls eene combinatie van vertikale oogafwijkingen en rolbewe-
gingen optreden en hierbij de insertie-punten der oogspieren op ver-
schillende wijzen verplaatst worden, is het a priori niet vanzelf
sprekend, dat als de oogbol maximaal naar boven of beneden afge-
weken of als deze maximaal gerold is, ook de oogspieren (mm. rQcti
en obliqui) dan eveneens maximaal verlengd of verkort moeten zijn.
Het was dus noodig na te gaan bij welken stand van den kop
in de ruimte de verschillende oogspieren hun maximale en minimale
verkorting vertoonen. Door het bovengenoemde onderzoek was voor
eiken stand van den kop in de ruimte ook de daarbij behoorende
oogstand nauwkeurig bepaald en was dus verder niets noodig, dan
een geschikt oogmodel te construeeren, bij dit model den oogbol in
de verschillende gevonden standen te brengen en nu voor eiken
stand ook de lengte der 6 oogspieren nauwkeurig te bepalen.
De anatomische verhoudingen der oogspieren werden voor korten
tijd door Wbssely ‘) nader beschreven. In de bijgevoegde afbeelding
vindt men echter niet de werkelijke verhoudingen in getallen uit-
gedrukt.
Daarom werd bij verschillende konijnen de lengte der oogspieren,
grootte van den oogbol, plaats der insertie der spieren etc. nauw-
keurig bepaald en hiernaar door den instumentmaker van het instituut
F. A. C. Imhof, een model vervaardigd van oogbol en bijbehoorende
oogspieren.
Uitgaande van den primairen oogstand werd nu met behulp van
de vroeger gevonden waarden voor raddraaiïngen en vertikale oog-
afwijkingen voor verschillende liggingen \an den' kop in de ruimte
bij het model de bijbehoorende oogstand ingesteld en nu de lengten
der ö oogspieren bij deze verschillende oogstanden bepaald.
b K. Wessely. Ueber den Einflus der Augenbewegungen auf den Augendruck
Arch. f. Augenheilkunde. 81. 111. 1916.
131
3
Bij de vroeger verrichte proeven waren steeds 3 draaiingen uit-
gevoerd.
Draaiing I.
Dier oorspronkelijk in buikligging met horizontale mondspleet.
Draaiing van het dier om de bitemporale as, richting van de
draaiing is: kop naar beneden en staart naar boven.
Draaiing II.
Dier oorspronkelijk in buikligging met horizontale mondspleet.
Draaiing van het dier om de occipito-caudale as. Richting van de
draaiing is: rechter oog naar beneden.
Draaiing III,
Dier oorspronkelijk in linker zijligging met het rechter oog naar
boven, mondspleet staat vertikaal. Draaiing van het dier om de
ventro-dorsale as, de richting der draaiing is, snuit naar beneden.
Bij elke draaiing werd de oogstand om de 15° nauwkeurig bepaald.
Het resultaat der metingen aan het model van de lengte der
oogspieren bij de verschillende oogstanden werd in tabelvorm gebracht.
De publicatie dezer tabellen moge hier achterwege blijven, daar
het noodzakelijk bleek eerst nog eene correctie aan te brengen.
Wanneer n.1. het oog van den normaalstand uit, mddraaiingen
uitvoert zonder vertikale bewegingen, dan worden door deze rad-
draaiingen van den oogbol de insertiepunten van de rechte oog-
spieren aan den bnlbus verplaatst en daardoor de lengte der rechte
oogspieren pasaief veranderd.
Wanneer nu een raddraaiïng zich met een vertikale oogafwijking
combineert, dan treedt de contractie der rechte oogspieren niet op
bij de lengte dier spieren, welke zij bij den normaalstand van den
oogbol hebben, maar bij een andere lengte, welke zij door de rad-
draaiïng (contractie der scheeve oogspieren) gekregen hebben. Wanneer
dus het oog een raddraaiïng uitgevoerd heeft, moeten de gemeten
lengten der rechte oogspieren gecorrigeerd worden met een bedrag,
dat overeenkomt met de passieve verlenging, resp. verkorting, ver-
oorzaakt door de contractie der scheeve oogspieren.
Eveneens moeten natuurlijk de gemeten lengten der mm. obliqui bij
verschillende vertikaalafwijkingen gecorrigeerd worden met een
bedrag, dat overeenkomt met de passieve verlenging, resp. ver-
korting dier spieren, veroorzaakt door de contractie der rechte
oogspieren.
Aan het model kon nu op eenvoudige wijze door eerst het oog
in normaalstand te brengen en nu alleen radddraaiingen resp. alleen
vertikale oogafwijkingen van den oogbol op te wekken, bepaald
worden hoe veel, bij verschillende lengten der scheeve oogspieren,
9*
132
de passieve verlenging of verkorting der rechte oogspieren of omge-
keerd bij verschillende lengten der rechte oogspieren de passieve
verlenging of verkorting der scheeve oogspieren bedraagt.
De op deze wijze gecorrigeerde tabellen vindt men in den vorm
van krommen als tig. 1 — 4 gereproduceerd.
Deze krommen geven dus weer de gecorrigeerde lengten in mM.
der 4 oogspieren (beide obliqui en recti super, en infer.) bij de 3
bovengenoemde draaiingen van den kop in de ruimte. Voor den
obliq. superior is alleen de afstand van trochlea tot aan de insertie
aan den balbus weergegeven.
Deze krommen leeren nu het volgende:
De krommen van den obliq. superior en obliq. inferior zijn precies
eikaars spiegelbeeld, dat wil dus zeggen, dat deze spieren bij de
tonische labjrinthreflexen geheel als antagonisten zich gedragen;
wordt de eene langer, dan wordt de andere korter en omgekeerd.
Eveneens blijkt uit 'de krommen van de mm. recti superior en
inferior dat ook deze spieren als reine antagonisten functioneeren.
Vergelijkt men de krommen van de scheeve oogspieren (fig. 1 en 2)
met de krommen, die vroeger voor de raddraaiingen van het oog
gevonden werden, dan blijkt, dat zij in de hoofdpunten overeenkomen.
Vooral vindt men voor de ligging der maxima en minima geen
essentieel verschil; de raddraaiingen en de verkortingen der scheeve
oogspieren zijn ongeveer het grootst, als de kop met den snuit
vertikaal naar boven of beneden staat. Eveneens komen de krommen
voor de rechte oogspieren (fig. 3 en 4) met de krommen overeen,
welke vroeger voor de vertikale oogafwijkingen gevonden werden.
Alleen is de vorm van de kromme der oogspieren bij draaiing III
wat spitser dan de vorm der krommen, die voor de vertikaal-
afwijkingen gevonden werd.
De ligging der maxima en minima is echter niet essentieel ver-
anderd. Het maximum van contractie der beide rechte oogspieren is
ongeveer bij zijligging van den kop.
Vergelijkt men nu de krommen van de obliqui en recti dan vindt
lïien het volgende:
Bij draaiing I ( — ) reageeren de obliqui zeer sterk, terwijl de recti
bijna geen bewegingen uitvoeren. Bij deze draaiing vindt men dus
bijna uitsluitend raddraaiingen zonder vertikaalbe wegingen.
Omgekeerd reageeren bij draaiing II ( — . — .) de'obliqui bijna in het
geheel niet, terwijl de recti superior en inferior sterke bewegingen
uitvoeren ; bij deze draaiing dus overwegend vertikale bewegingen,
zonder raddraaiingen.
133
Fig. 1.
Fig.|2.
...
\
\
"v
OR.1 .
RECTUS INF. .. n
(kobrigimt) ■■ UI——.-
/
N
V
■'
'n.
1
\
N
4(
s
\
•
>
<
J
\
’\
/
\/
f'
/
...
/
<
s
^ -o*
^ 2 3 4 S 6 7 e 9 10 M i2 >3 M IS 16 t7 18 I9 20 2l 22 23 24 2S .
0 IS 30 45 60 75 90 105 120 lOS iSO iSS 180 i95 210 225 240 255 270 295 300 315 330 345 360®
Fig. 3.
134
mm
--
—
V
OR.I
RECTUS SUPER. .. U
(KOflwsiüir) *•
/
-•
•
tmm
X,
/'
\
4—
^ « '
/
'n
/
f
/
✓
/
r
■\
‘x
\
\
%
4
y
/
/
/
•
fy
\
\
'
aoU.i.l 1 1 .1 I I i \ 1..,.. I ■„ i - I I, I ■! I \ I I I ■ I. I 1 1 I
« 2 0 4 s 6 7 e 9 10 II 12 13 14 IS IB 17 18 19 20 2l 22 23 24 2S
0 IS 90 48 60 78 90 108 120 I9S ISO (68 160 195 210 228 240 255 270 285 900 015 990 948 960^
Fig. 4.
Alleen bij draaiing 111 ( — ) vindt men een gezamenlijke werking
van de obliqui en de beide recti.
Hieruit volgt dus, dat bij draaiing I de labyrinthen bijna uit-
sluitend op de obliqnl, bij draaiing II bijna uitsluitend op rectus
superior en inferior en bij draaiing III op alle 4 de oogspieren
werken.
Op details der krommen kan hier nog niet worden ingegaan, dit
zal later geschieden, als de afhankelijkheid der tonische labyrinth-
reflexen op de oogen van bepaalde gedeelten van het labjrinth spec.
van de otolilhen nader zal worden nagegaan. Hier moge alleen
gewezen worden op het feit, dat bij de scheeve oogspieren de kromme
van draaiing I een asymetriscli verloop heeft, bij de rechte spieren
de kromme van draaiing II.
De nauwkeurigheid der vroegere bepalingen en der nu uitgevoerde
metingen volgt uit het vergelijken der correspondeerende punten op
de verschillende krommen.
Bij de 3 verschillende draaiingen werd namelijk verschillende malen
eenzelfde stand van den kop in de ruimte vanuit verschillende
richting bereikt. Uit de kromme blijkt, dat desalniettemin de ge-
vonden lengten der oogspieren opvallend goed overeenkomen.
Correspondeerende punten zijn o.a. ;
Norrnaalstand. Draaiing I No. 1 en 25. Draaiing II No. 1 en 25.
Rugliggitig. Draaiing I No. 13. Draaiing II No. 13.
Linker zijligging. Draaiing II No. 19. Draaiing III No. 1.
Rechter zijligging. Draaiing II No. 7. Draaiing III No. 13.
Snuit naar boven. Draaiing I No. 19. Draaiing III No. 19.
Snuit naaj- beneden. Draaiing 1 No. 7. Draaiing III No. 7.
Bij al deze standen hebben de 4 gemeten oogspieren bijna precies
dezelfde lengte.
Conclusies.
Uit dit en het vroeger gepubliceerde onderzoek kan over de tonische
135
labyrinthreflexen op de oogspieren het volgende geconcludeerd worden :
1. Bij het konijn komt met' eiken stand van den kop in de ruimte
een bepaalde contractietoestand der oogspieren overeen en daardoor
een bepaalde oogstand, die zoolang voortduurt als de kop zijn stand
in de ruimte niet verandert.
2. Bij deze tonische labyrinthretlexen konden bij het konijji voor
den rectns externus en internus geen vaste regels gevonden worden.
In hoofdzaak betreft - het de werking van den rectns superior en
inferior, welke de vertikale oogafwijkingen en de beide obliqui,
welke de rolbe wegingen der oogen veroorzaken.
Hierbij verhouden de beide recti evenals de beide obliqui zich
onderling als antagonisten; daarentegen kunnen verandeilngen der
lengten van de recti zich met die der obliqui in verschillende graden
combineeren. Deze beide spiergroepen functioneeren dus onafhankelijk
van elkaar (hoewel natuurlijk tezamen afhankelijk van de labyrinthen).
3. Als de kop zich met den snuit vertikaal naar boven bevindt
zijn de beide obliqui superiores (rechts en links) in eenen toestand
van grootste contractie, beide obliq. infer. in een toestand van
grootste verslapping. Beide oogen zijn dan met de bovenste corneapool
naar voren gerold. Als de kop zich met den snuit vertikaal naar
beneden bevindt zijn de beide obliqui superiores in een toestand van
grootste verslapping beide obliq. inferiores in een toestand van
grootste contractie. Beide oogen zijn dan met de bovenste corneapool
naar achteren gerold.
Bij alle andere standen van den kop in de ruimte vindt men
contractietoestanden van de obliqui, welie tusschen deze beide uiterste
liggen, steeds reageeren beide oogen met rollingen in dezelfde richting.
4. Als de kop zich in linker zijligging bevindt, is de rechter
rectns inferior en de linker rectus superior in een toestand van
grootste contractie, de rechter rectus superior en de linker rectus
inferior in een toestand van grootste verslapping. Het rechter oog
is dan maximaal naar beneden, het linker oog maximaal naai' boven
afgeweken.
Als de kop zich in rechter zijligging bevindt, is de linker rectus
inferior en de rechter rectus superior in een toestand van grootste
contractie, de linker rectus superior en de rechter rectus inferior in
een toestand van grootste verslapping. Het linker oog is dan maxi-
maal naar beneden, het rechter oog maximaal naar boven afgeweken.
Bij alle andere standen van den kop in de ruimte vindt men
contractietoestanden van den rectus superior en inferior, welke
tusschen deze beide uiterste liggen.
Steeds reageeren beide oogen met tegengestelde vertikale oogaf-
J36
wijkingen. De rectus superior van de eene zijde en de rectus inferior
van de andere zijde reageeren daarbij in denzelfden zin.
5. Bevindt zich de kop eerst in zijn normaalstand en wordt deze
dan om de bitemporale as om 360° gedraaid, dan reageeren daarbij
hoofdzakelijk de obliqui en de beide oogen rollen in dezelfde richting.
Bevindt zich de kop eerst in zijn normaaltoestand en wordt deze
dan om de occipito-caudale as om 360° gedraaid, dan reageeren
daarbij hoofdzakelijk de recti superior en inferior en de oogen ver-
tonnen (tegengestelde) vertikale afwijkingen.
Bevindt zich de kop eerst in zijligging en wordt deze dan om de
ventro-dorsale as om 360° gedraaid, dan reageeren beide spiergroepen
en de oogstanden zijn de resultanten van tegengestelde vertikale
oogafwijkingen en gelijk gerichte rol bewegingen.
6. Na eenzijdige labyrinthexstirpatie blijven de vertikale oogafwij-
kingen en rolbewegingen van beide oogen bestaan. Een labjrinth
werkt op de obliqui van beide oogen en de rollingen in denzelfden
zin, op de recti (super, en infer.) van beide oogen en de vertikale
oogafwijkingen in tegengestelden zin.
Een labyrint!) verooizaakt aan beide oogen de grootste vertikale
afwijking ten opzichte van den normalen oogstand, als het zich bij
zijligging van den kop beneden bevindt. Dan is de rectus super,
van dezelfde zijde en de rectus inf. van de gekruiste zijde in een
toestand van de grootste contractie.
Een labyrint!) veroorzaakt bij beide oogen de grootste rolbewe-
gingen door contractie der obliqui infer. als de kop zich met den
snuit vertikaal naar beneden bevindt.
Omgekeerd vejoorzaakt een labyrint!) de grootste rolbewegingen
bij beide oogen, doo)' conti'actie der obliqui superiores, als de kop
zich met den snuit vertikaal naar boven bevindt.
De grootte der rolbewegingen is bij aanwezigheid van slechts een
labyrint!) ongeveer de helft van de rolbewegingen bij dieren met
intakte labyrinthen.
7. Het gelukt de ve)-anderingen der oogstanden bij bet intakte
dier terug te brengen tot de som van invloeden, die vanuit het
rechter en linker labyrint!) op de i-ecti super, en infer. en de obliqui
super, en infer. van beide oogen worden uitgeoefend.
8. Na dubbelzijdige labyrinthexstirpatie zijn alle hier boven be-
schreve)) tonische reflexen op de oogen verdwenen.
9. De centrale banen, die bij het konijn voor de verklaring der
tonische labyrinfhreflexen op de oogen (dus niet der draaireacties en
calo)‘ische reacties) minstens aanwezig moeten zijn, vindt men in
een schema bij fig. 5 geteekend.
137
De getrokken lijnen stellen de banen van de recti super, en inf.
voor, de gestippelde lijnen dié van de obiiqui.
Fig. 5.
Elk der 4 obiiqui wordt beïnvloed vanuit beide labyrinthen, elk
der beide recti (super, en inf.) vanuit slechts een labjrinth.
Een labjrinth werkt op de 4 obiiqui, daarentegen slechts op den
rectus super, van dezelfde kant en op den rectus infer. van de
gekruiste zijde. Voor de Mexternus en interims konden bij deze
tonische labjrinthreflexen geen vaste regels gevonden worden.
Bacteriologie. — De Heer Bukman biedt een mededeeling aan ,
van den Heer L. K. Wolff: ,,Over het z.g. fdtreevbare virus
der influenza van v. Angerer”.
(Mede aangeboden door den Heer Spronck).
Op liet eind van 1918 heeft v. Angkrer inededeelingen gedaan
over een door hem ontdekt virus van de influenza. Hij spoot ratten
in met sputa van lijders aan influenza, filfreerde het bloed van deze
ratten kiemvrij, als ze al erg ziek waren en bracht het filtraat in
glueose-bouillon. Na bebi’oeding in de stoof bij 37° werd deze bouillon
troebel, zonder dat er duidelijk bacteriën in konden worden gevon-
den. Wel beschrijft von Angerek zeer kleine vormsels, angioplas-
mata, die hij voor de verwekkers van de griep houdt. Deze inede-
deeling werd bevestigd en aangevuld door hem zelf en andere onder-
zoekers ’). Zoo werd gevonden dat de rat niet meer noodig was om
het virus te isoleeren maar dat het voldoende was bloed van lijders
aan influenza in de bouillon te brengen.
Bij een onderzoek over de secundaire bacteriën, die bij de influ-
enza-patiënten de pneumonie veroorzaken, samen met Dr. Snapper ’)
verricht, hebben wij ook enkele malen deze troebeling waargenomen,
zonder dat het lukte eenige. mikrobe in de vloeistof aan te toonen.
Wel was ons opgevallen, dat er talrijke ronde, gram-negatieve kor-
reltjes in dergelijke bouillon waren te vinden, maar de ongelijke
grootte had er ons van teruggehouden deze vormsels als bacteriën
te beschouwen. Nadat echter de mededeélingen van von Angerer
waren verschenen, ben ik nader op deze troebelingeu, die men dus
verkrijgt door bloed van influenza-patiënten in glucose-bouillon te
enten en deze vloeistof dan bij 37° te bebroeden, gaan letten en
heb ze in een drietal gevallen van ernstige influenza-pneumonie kun-
nen waarnemen. Echter — laat ik er dit on middellijk aan toevoe-
b Münchener Med. Woch. 1918, N®. 46 en 47.
b Pbell ; ibidem J 918, N". 52.
Leschke, Bert. klin. Woch. 1919, N®. 1.
Zie verder Olsen (Verslag Aertzl. Verein Hamburg 7 Jan. 1919) en Kronberger,
Deutsche Med. Woch 1919, N®. 9, die de vondsten van von Angerer voor niet
specifiek houden.
®) Tijdschr. v. Geneesk. 1919, blz. 1483.
139
gen — vond ik ze ook in een geval van endocarditis lenta bij een
kindje waar ik geen streptococcen in het bloed vond, maar wel tot
tweemaal toe dezelfde troebeling.
De epidemie was toen bijna ten einde en ik had mijn onderzoe-
kingen niet kunnen voortzetten, als niet een gelukkig toeval, een
later gebleken verkeerde meening, me verder had geholpen.
Uitgaande van het door mij en ook door andere onderzoekers
waargenomen feit, dat inenting van doode bacteriën, welke de influ-
enza eomplieeeren, dus pneurno- en streptococcen of influenzabacillen
bij personen deze niet alleen beschut tegen de complicaties, maar
ook tegen de influenza zelf, meende ik, dat in de door mij en Dr.
Snapper verzamelde culturen in bloedbouillon van strepto- en pneu-
mococcen misschien ook het virus der influenza aanwezig zou zijn en
probeerde ik dus het virus door filtratie door een Berkefeld-filter en enting
in bloedbouillon af te zonderen. Inderdaad gelukte dit de eerste keeren ;
ik kreeg vloeistoffen waarin geen gewone bacteriën aanwezig waren,
maar die bij 37° troebel werden. Mijn resultaten waren echter wis-
selend; nu eens kreeg ik wel troebeling, dan weer bleef deze uit.
Nadat ik het eerst aan de Berkefeldkaarsjes had geweten bleek me
ten slotte dat het ai of niet verkrijgen van de troebeling af hing van
een bijmenging van een geringe hoeveelheid haemoglobine en nu
was ook het raadsel spoedig opgelost. Brengt men bij bouillon een
weinig haemoglobine-houdende vloeistof, dan blijft dit mengsel .bij
gewone temperatuur helder, maar in de broedstoof is na 24 uur
een troebeling gevormd. Deze ontstaat, ook in pepton, zelfs in zout-
solutie; echter moet de laatste zeer precies neutraal reageeren, daal-
de ti-oebeling anders uitblijft. De haemoglobine-oplossing werd steeds
gemaakt door erythrocjten met zoutsolutie te wasschen, daarna met
gedistilleerd water tot oplossing' te brengen en vervolgens door een
kaars te filtreeren.
De verklaring waarom juist met het bloed van ernstige influenza-
lijders deze troebeling wordt verkregen, is gemakkelijk te geven ;
bij deze ziekte komt door de secundaire haemolytische streptococcen
een gedeeltelijke haemolyse van het bloed tot stand en het bloed
dat we in de bouillon brengen, zal dus niet alleen roode bloed-
lichaampjes maar ook haemoglobine, vrij in het plasma, bevatten en
dit wordt in de broedstoof omgezet. Om dit nog nader te bewijzen,
heb ik bij een konijn de carotis blootgelegd, een weinig bloed er uit
iu bouillon en in een reageerbuis laten loopen (I). Daarna werd in
de oorvene gedistilleerd water gespoten en korten tijd daarna weer
bloed in bouillon en in een reageerbuis uit de carotis afgetapt. (II).
De kolfjes bouillon werden in de broedstoof gezet. Het bloed, dat
140
in de buisjes was opgevangen, liet ik stollen ; het tweede bevatte
lichtrood gekleurd serum en spectroscopisch oxyhaemoglobine. Na
24 uur was de bouillon uit kolfje II na licht cent rif ugeeren oin de
erithrocyten te verwijderen, nog duidelijk troebel; dat van kolfje I
helder. Beide bleken steriel te zijn.
Thans rest nog de vraag, waaruit de troebeling bestaat. Doet men
in bouillon wat meer haemoglobine-oplossing en laat dit in de broed-
stoof staan, dan krijgt men den volgenden dag een troebele vloeistof
en een rood neerslag. Dit laatste lost niet of heel moeilijk op in
zuren, gemakkelijk in verdunde alkaliën. De oplossing vertoont geen
duidelijke absorptiestrepen in den spectroscoop ; brengen wij er een
weinig zwavel-ammonium bij, dan krijgen wij direct een duidelijke
streep, karakteristiek voor het haemochromogeen. Voegen wij eerst
cyaankali toe, daarna zwavel-ammonium, dan krijgen wij twee
streepen, waarvan de linksche iets naar het rood is verschoven in
vergelijking met de bovenstaande streep. Dit alles wijst uit, dat wij
te doen hadden met haematine.
Blijkbaar hebben wij dus een autolyse van het haemoglobine. Het
globine zal in de meeste gevallen, daar de bouillon niet precies
neutraal is, wel opgelost blijven ; in neutrale zoutsolutie kan het
echter tot de troebelingen bijdragen. Wil men de troebelingen van
haemoglobine in zoutoplossing krijgen, dan moet men zeer verdunde
haamoglobine-oplossingen nemen, ander blijft zij uit. Dit komt, omdat
de reactie van de zoutsolutie verandert door toevoeging van veel
haemoglobine-oplossing.
Het troebel worden van buisjes bouillon bij 37° met bloed, dat
geruimen tijd geleden aan het lichaam is ontnomen, een welbekend
feit voor ieder,- die veel met deze cultuurvloeistof werkt, berust
natuurlijk op hetzelfde feit: autolyse en het vormen van haematine.
Resumeerende kunnen wij dus zeggen, dat de door von Angbrer
beschreven troebeling van bouillon, na inbrenging van filtraat van
bloed van ernstige grieplijders, niet specifiek is, maar overal daar
moet optreden, waar in het levend organisme in het bloed belang-
rijk verval van erythrocyten plaats heeft gevonden. De troebeling
is geen virus, maar haematine (en globine), ontstaan uit het aan-
wezige haemoglobine.
Amsterdam. Laboratorium voor de Gezondheidsleer
der üniversiteit.
Scheikunde. — De Heer -Zeeman biedt een mededeeling aan van
de Heeren A. Smits, G. L. C. La Bastide en Th. de Grauw:
,,Over het verschijnsel na anodische polarisatie.” II.
(Mede aangeboden door den Heer S. Hoogewerff).
1. In een vorige mededeeling*) werd aangetoond, dat het ver-
schijnsel, dat na anodische polarisatie van ijzer in een ijzerzout-oplossing
optreedt, daaraan is loe te schrijven, dat het ijzer zich bij het anodisch
oplossen omgeeft met een vloeistoflaag, die zéér rijk is aan ferro-ionen.
In den regel zal de verhouding
{Fe'
{Fe'
in deze vloeistoflaag grooter
zijn dan daar buiten. Na verbreking van den stroom zullen der-
halve ferri-ionen uit de omgeving in de grenslaag difïundeeren,
terwijl de ferro-ionen zich naar buiten bewegen, waardoor in de
{Fe" )
grenslaag de verhouding weer kleiner wordt. Deze verandering
maakt, dat de potentiaal van het ijzer, die aanvankelijk door de
verstoring van het metaal minder negatief of positief was, na ver-
breking van den stroom een minimumwaarde doorloopt.
Dat het hierboven vermelde inderdaad de verklaring van het
verschijnsel is, werd aangetoond door het feit, dat het verschijnsel
geheel verdwijnt, wanneer de ijzerzout-oplossing vooraf in een waterstof-
atmosfeer met ijzerpoeder eenigen tijd wox’dt verhit. Men krijgt dan
een ferro-zoiitoplossing, die met unair ijzer in electromotorisch even-
wicht is, zoodat in de grenslaag bij het anodisch oplossen van het
. . {Fe") . , .
Ijzer de verhouding practisch niet verandert.
2. In bovengenoemde mededeeling werd er op gewezen, dat de
potentiaal van Nikkel, na polarisatie in een oplossing van NiSO^
eveneens een minimumwaarde doorloopt, zoodat reeds werd vermoed,
dat dit verschijnsel op dezelfde wijze zou moeten worden verklaard
als dat bij ijzer.
Om dit na te gaan werd het verschijnsel bij Nikkel eerst nog
eens fotografisch opgenomen, wanneer het metaal was gedompeld in
een oplossing van NiCl,. Het minimum kwam hierbij, zooals de
nevenstaande foto (Fig. l) laat zien, zeer duidelijk te voorschijn.
Het verloop is veel sneller dan bij gebruik van een NiSO^-oplossing,
tengevolge van de positief katalytische werking der chloor-ionen.
Daarop werd de NiCG-oplossing in een waterstofatrnosfeer eenigen
Verslag Kon. Akad. v. Wet. Dl. XXVII, p. 1253.
142
143
r
144
tijd verhit met bij lage temperatuur bereid fijnverdeeld Nikkel,
waarna de proef werd herhaald. Zooals de volgende foto (Fig. 2)
laat zien was nu het verschijnsel geheel verdwenen.
3. In de vorige mededeeling werd er reeds op gewezen, dat men
als het ware het spiegelbeeld van het verschijnsel kan verwachten,
wanneer men bv. ijzer, gedompeld in een ferro-ferri-zout-oplossing,
tot kathode maakt. De verhouding het ijzeroppervlak
het grootst zijn, daar het ijzer door het in oplossing zenden van
-ionen, de grenslaag zoodanig tracht te veranderen, dat het bij
unair gedrag daarmede in evenwicht kan zijn. Hoe verder de vloeistof-
laag dus van het ijzer verwijderd is des te kleiner zal de verhouding
Maakt men dus ijzer, in de onderstelde oplossing ge-
dompeld, een oogenblik tot kathode, dan zal het ijzer uit de grens-
laag worden neergeslagen en de ionen uit de volgende laag zullen
{Fe')
in de grenslaag diffundeeren, en daar de verhouding -- in die
{re")
volgende laag kleiner is, komt het ijzer, na kathodische polarisatie
met een vloeistoflaag-in kontakt, waarin de verhouding
{Fe")
{Fe")
kleiner
is dan vóór de kathodische polarisatie, hetgeen een sterkere verstoring
in edele richting, dus een minder negatieve potentiaal veroorzaakt.
Na verbreking van den stroom zal nu door het oplossen van het
ijzer genoemde verhouding weer toenemen, zoodat de potentiaal
van het ijzer weer negatiever wordt. Daar het ijzer bij kathodische
polarisatie wordt bedekt met een laagje ijzer, dat aanvankelijk in
onedele richting van het unaire ijzer afwijkt, was hier inderdaad
ook „een verschijnsel na kathodische polarisatie” te verwachten,
dat daarin zou moeten bestaan, dat de potentiaal van het ijzer bij
verbreking van den stroom, na kathodische polarisatie, een maximum-
waarde doorloopt ^).
Zooals de foto op Fig. 3 laat zien is dit vermoeden bevestigd.
Het maximum B ligt ongeveer 30 m.V. minder negatief dan de
begin-potential, die aangegeven is door het lijntje DE.
Er zal nu nagegaan worden, of hetzelfde verschijnsel ook bij
Nikkel is waar te nemen.
Laboratorium voor Algemeene en Anorganische
Amsterdam. 27 Juni 1919. Chemie der Universiteit.
1) Door verkleining van de totaal-ionen concentratie wordt de potentiaal in geringe
mate negatiever, zoodat deze omstandigheid het hier genoemde verschijnsel nog
eenigszins tegenwerkt.
Scheikunde. — De Heer Hollïiman biedt eene mededeeling aan
van de Heeren E. H. Büchner en J. Kalff over : ,,von Weimarn’s
theorie over den colloidalen toestand”.
(Mede aangeboden door den Heer Jaeger).
Een der belangrijkste inzichten, die de onderzoekingen der laatste
tien jaren op het gebied der colloidchemie hebben gebracht, is zonder
twijfel dit, dat men niet heeft te onderscheiden tusschen colloidale
en kristallijne stoken, doch tnsschen den colloidalen en den kristal-
lijnen toestand. Het aantal stoffen, die men steeds alleen in den
kristallijnen vorm had gekend, doch later ook als colloid had leeren
bereiden, was reeds meer en meer toegenomen, toen von Weimarn
zijn onderzoekingen begon. Maar aan hem komt toch de verdienste
toe, door een systematische studie aangetoond te hebben, onder welke
condities men een bepaalde stof kristallijn, onder welke men haar
colloidaal krijgt, en te hebben laten zien, dat men de juiste voor-
waarden kiezende in staat is zeer vele, waarschijnlijk alle, kristallijne
stoffen ook in den colloidalen vorm te brengen. Deze vondsten hebben
wel de haar toekomende erkenning gevonden, doch zij schijnen
niemand aanleiding tot nadere bestudeering gegeven te hebben, ofschoon
er toch talrijke vragen rijzen. Waarschijnlijk is dit hieraan te wijten,
dat VON Weimarn zijn experimenteele resultaten , bedelft onder uitge-
breide theoretische bespiegelingen, die verre van duidelijk zijn, en
de lezing zijner verhandelingen uiterst moeilijk maken. De funda-
menteele beteekenis van zijn werk maakt het echter wenschelijk,
meer aandacht er aan te wijden en het aan een kritische beschouwing
te onderwerpen.
Voor heden zullen wij ons bepalen tot wat von Weimarn de wet
der overeenstemmende toestanden der kristallisatieprocessen noemt.
Wat deze wet inhoudt, zij allereerst uiteengezet. Wij zullen ons
daarbij houden aan het boek ,,Zur Lehre von den Zustanden der
Materie”, zijnde dit het laatste ons toegankelijke geschrift van den
auteur, hetgeen, naar wij moeten aannemen, zijn definitieve meeningen
bevat; wij hopen hem bij onze beschouwing geen onrecht te doen,
al maakt hij het zijn lezers niet gemakkelijk, zijn gedachtengang te
volgen.
VoN Weimarn heeft in het bijzonder met één stof geëxperimenteerd
10
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A". 1919/20.
146
en die zeer uitvoerig onderzocht, namelijk met BaSO^. Bereiden we
dit door zeer verdunde oplossingen (0,001 n.) van een barjumzout
en van een sulfaat bij elkaai' te brengen, dan duurt het enkele
minuten, voordat zich eenige opalescentie vertoont, en enkele uren,
vooi- het neerslag zich afzet. In den aan vang hebben wij dus, wat
men gewoonlijk een suspensie noemt; daaraan gaat, zoo mag men
stellig aannemen, een stadium vooraf — gedurende de genoemde
paar minuten, dat men niets ziet — waarin de deeltjes van het
BaSO^ nog kleinere afmetingen hebben dan die eener suspensie, en
het geheel dus volgens de tegenwoordige opvatting als een colloidale
oplossing, een sol, is te beschouwen. Uit minder verdunde oplossingen
(0,01 tot 0,75 n.) krijgen we een duidelijk kristallijn neerslag, uit
geconcentreerde oplossingen eindelijk ontstaat een geleiachtig preci-
pitaat, ja bij de allersterkste (7 n.) slaagt men er zelfs in, een door-
zichtige uit groote cellen bestaande gelei te maken, als men slechts
de eene oplossing druppelsgewijs in de andere laat vloeien. Met dit
voorbeeld wordt duidelijk gedemonstreerd, dat een stof al naar de
wijze van haar ontstaan, in het bijzonder naar gelang van de con-
centraties der reageerende oplossingen, zich in den vorm van een
sol of gel, beide vormen van den colloidalen toestand, of als kristal
afscheidt.
Een groot aantal andere zouten werden, meer of minder uitvoerig,
op dezelfde wijze onderzocht en leverden resultaten, die met de
bovengenoemde overeenstemden. Al deze zouten zijn, wat men on-
oplosbaar, hoogstens moeilijk oplosbaar noemt; dit is een voorwaarde
voor het gelukken van de bereiding van den colloidalen toestand.
Is de oplosbaarheid in water te groot, zooals bij NaCl en dergelijke,
dan worden organische oplosmiddelen, alcoholen of benzol, gebruikt.
Men kan dan of ’t NaCl laten ontstaan bijv. uit ferrichloride en
natriumaethylaat in absoluten alcohol'), óf een oplossing van NaCl
in methylalcohol gieten in aether. In ’t eerste geval krijgt men een
geleiachtig precipitaat van NaCl, in het tweede een sol, waaruit zich
na verloop van tijd een volumineus, ,,amorph” neerslag afzet.
Tot zoover de experimenten van von Weimarn, die wel schijnen
aan te toonen, dat er een verband bestaat tusschen het voorkomen
als colloid en de oplosbaarheid der stof in het gekozen medium.
Wat nu de algemeene qualitatieve uitkomsten betreft, daarmee kun-
nen w’ij ons vereenigen. Wij hebben verscheidene van von Weimarn’s
proeven herhaald, wij hebben ook enkele zouten als colloid gekregen,
die hij niet vermeld heeft, en wij hebben daarbij steeds bevestigd
1) Grimaux, G.R. 98, 105, 1884.
147
gevonden, dat zich uit zeer geconcentreerde oplossingen geleien of
geleiachtige neerslagen afscheiden, die na korter of langer tijd in
vlokjes uiteenvallen en klaarblijkelijk in grover kristalletjes over-
gaan ^). Uit verdundere oplossingen ontstaat deze vorm van afschei-
ding onmiddellijk. Zijn wdj het derhalve wat de uitkomst der proeven
betreft met von Weimarn eens, tegen zijn tlieoretische bewerking
ervan hebben wij groote bezwaren, die deels van algemeenen aard
zijn, deels daarop berusten, dat de experimenten de theorie niet
steunen. In de eerste plaats zullen wij onze theoretische bedenkin-
gen uiteenzetten.
VoN Weimarn formuleert zijn resultaten tot een ,, wet van de over-
eenstemmende toestanden der kristallisatieprocessen”, die hij op ver-
schillende manieren uitdrukt.
1*. In overeenstemmende toestanden is de gemiddelde grootte der
kristalletjes, die de vaste phase vormen, voor alle stoffen gelijk.
2*. In overeenstemmende toestanden is het gemiddelde geioidit der
kristalletjes gelijk.
3“. In overeenstemmende toestanden is het gemiddelde aantal
molekulen, waaruit de afzonderlijke kristalietjes bestaan, gelijk.
Het is duidelijk, dat öf deze drie formuleeringen met elkaar
strijden óf onder overeenstemmende toestanden telkens iets anders
wordt verstaan. Von Weimarn, die dit zelf opmerkt, verklaart het
laatste voor juist: de overeenstemmende toestanden, die tot het maken
van kristallen van gelijk volume of gelijk gewicht voeren, zijn niet
identiek. Daar men dit bij de toepassing wel in het oog houden
moet, wordt deze reeds verzwaard; maar bovendien zal men zich
afvragen, wat eigenlijk overeenstemmende toestanden zijn. Wil dit
niets anders zeggen dan toestanden, bij welke de kristallen even
groot of even zwaar zijn, dan is von Weimarn’s „wet” niets meer
dan een definitie, dan het geven van een naam. Hij bedoelt natuurlijk
wel meer, n.1. dat er voor alle stoffen bepaalde omstandigheden zijn
te vinden, waarbij de kristalgrootte gelijk is, maar behoort dan ook
die omstandigheden op eenigerlei wijze aan te geven, wil er van
een wet, een afhankelijkheid sprake zijn. Wellicht zal vergelijking
met VAN DER Waals’ wet der overeenstemmende toestanden, waaraan
VON Weimarn zijn denkbeeld waarschijnlijk heeft ontleend, het ver-
b Het is goed, hier eraan te herinneren, dat v. W. de colloidale neerslagen als
aggregaten van submikroskppische kristalletjes opvat. Ofschoon deze opvatting o. i.
volstrekt niet, zooals v. W. meent, door hem bewezen is, komt zij ons wel waar-
schijnlijk en aannemelijk voor. Wij zullen daarom in het vervolg tegenover colloidaal
stellen grofkristallijn, zonder dat daarmee bedoeld is, dat de deeltjes van dezen
toestand al grooter dan mikroskopische afmetingen hebben.
10*
148
schil duidelijker maken. De wet van van der Waals zegt, dat, als
men druk, temperatuur en voluum uitdrukt in de kritische waarden,
men voor alle stoffen eenzelfde vergelijking krijgt ; toestanden, waarbij
de aldus gemeten /;, t, v gelijke waarden hebben, noemt men over-
eenstemmend. Bij VON Weimarn vinden we wel ’t laatste, den naam,
doch niet het eerste, de wet.
Terwijl hij een groot deel van zijn werk gewijd heeft aan het
qualitatieve bewijs van wat hij een ,,wet” noemt — en met succes — ,
vindt men slechts in enkele paragrafen een poging tot een scherpere
forrnuleering, tot het in een mathematische vergelijking uitdrukken
der afhankelijkheid, tot wat wij pas een wet meenen te moeten
noemen. Deze neemt volgens v. W. den volgenden vorm aan
N = ~ Kab- Kcd- Kbd- Kac Z
JS^ is de ,,neerslagcoefficient”, van welken de vorm van het
precipitaat geheel afhankelijk is; deze wordt blijkens de formule
door een groot aantal factoren beheerscht, doch gelukkig behoeft
men in verreweg de meeste gevallen niet met alle rekening te houden.
De termen Kab enz. n.1. geven den graad der physische associatie
en der chemische samengesteldheid der stoffen AB enz. aan. Is de
associatie een bekende en voor meting vatbare grootheid, de gecom-
pliceerdheid van het molecuul is een zeer vaag, in elk geval niet
in cijfers uitdrukbaar begrip. Men zou hiermee dus in groote moei-
lijkheden geraken, als er (ook volgens v. W.) geen redenen beston-
den, om ze verder maar uit de formule weg te laten. Wij behoeven
dus op dit punt niet in te gaan. Z is de viscositeit van het kristal-
lisalie-medium. Ook deze grootheid heeft geen overwegend belang.
Zooals wij straks zullen zien, gaat het bij de toepassing om waarden
van N, die eenige honderde of duizende malen grooter worden;
een verandering in de viscositeit van een dergelijke orde is zelfs
voor geconcentreerde oplossingen onbekend; de grootste waarde, die
bekend is, is 2,87 (water = i) voor een 4 w. JSfaHSO^ oplossing.
Moge men ook tot 7 n. oplossingen gaan en moge de viscositeit van
Na-zoutoplossingen kleiner zijn dan die van Mji of andei-e zouten,
die door v. W. en door ons gebruikt zijn, een invloed van beteekenis
kan klaarblijkelijk de term Z niet hebben. Wij houden dan als
factoren van belang slechts F en L over. Hiervan is L de oplos-
baarheid der geprecipiteerd wordende stof in grofkristallijnen toe-
stand ; F is het verschil der hoeveelheid dezer stof, die door de
reactie ontstaat, en de oplosbaarheid L, m. a. w. de hoeveelheid
neerslag, die gevormd wordt. Natuurlijk zijn F en L in dezelfde
1) In elk geval rekent v. W. met P, zooals zij hierboven in overeenstemming
149
maat uit te drukken en op hetzelfde volume vloeistof te betrekken.
De formule komt dus ten - slotte hierop neer, dat de vorm van
het neerslag beheerscht wordt door het aantal malen, dat de aan-
wezige hoeveelheid stof de hoeveelheid, die in het gegeven volume
kan oplossen, overtreft; men kan dit specifieke oververzadiging
noemen. Bij een oplosbare stof, dus grooie L (betrekkelijk groot dan
altijd) zal men een groote P moeten hebben, d. w. z. zeer sterke
oplossingen dienen samen te brengen, ten einde eenzelfde soort van
precipitaat te krijgen, als men met minder oplosbare stoffen bij minder
sterke oplossingen reeds krijgt. Daar, om een voorbeeld te noemen,
BaSÜ^ veel sterker oplost dan CuS moet men om geleiig BaSO^ neer
te slaan uiterst geconcentreerde oplossingen maken, terwijl men het
CuS reeds uit meer gebruikelijke oplossingen als gelei precipiteert.
Wat dit betreft, bevestigt het experiment de theorie ten minste
qualitatief, maar de formule, zooals zij wordt gegeven, leidt tot
een andere gevolgtrekking, die volgens v. W. geheel onjuist is. Wij
bedoelen deze, dat N alleen afhangt van niet van de absolute
waarde van P. Ofschoon men meenen zou, dat het hetzelfde moest
zijn, of men een bepaalde N krijgt door een groote P of dooi' een
kleine L, heeft, naar v. W. uitdrukkelijk opmerkt, de absolute
concentratie en dus de absolute waarde van P wel degelijk een
invloed van beteekenis; zij veroorzaakt het ontslaan van een gel of
een sol. Dat, indien dit juist is, de geheele formule waai'deloos
wordt, schijnt v. W. niet te hebben ingezien.
Over het verband tusschen de formule en de overeenstemmende
toestanden drukt v. W. zich zeer voorzichtig uit, anders dan men
zou verwachten. Hij uit namelijk ,,niet een zekeren graad van waar-
schijnlijkheid het vermoeden”, dat overeenstemmende toestanden der
kristallisatieprocessen bij verschillende stoffen optreden voor gelijk-
heid van N. Dus twee stoffen slaan in denzelfden vorm neer, als
met Grundzüge der Dispersoidchemie gedefinieerd is. Zelf noemt hij P een vorming-
snelheid, en definieerde haar ook als zoodanig in Koll. Z. 3, 286. Volgens Zustande
p. 88 is dit echter geen snelheid in den gewonen zin van het woord, maar de
hoeveelheid neerslag, die zich bijna oogenblikkelijk afscheidt, terwijl in hetzelfde
werk p. 7 gesproken wordt van de hoeveelheid stof, die zich na korter of langer
tijd moet afscheiden. Over de dimensie van P laat v. W. ons derhalve eenigszins
in twijfel.
h Deze uitspraak is .te vinden in Grundzüge, p. 44; in Zustande komt zij niet
meer voor. Wellicht heeft v. W. haar laten vallen. Wij wilden er echter op wijzen,
omdat Taylok in zijn Ghemistry of colloids, p. 170 haar zonder eenige opmerking
overneemt. Misschien is er mee bedoeld, dat in het geval van groote P de heele
vloeistof tot één gelei wordt, terwijl in het geval van kleine L een geleiachtig —
al of niet vlokkig — neerslag in de vloeistof zweeft.
N, = Nj of ~ Dit zou nu, volgens onze opvatting van een
Lj L,
wel, pas de wet der overeenstemmende toestanden kunnen worden
genoemd. En om deze te toetsen hebben wij in de eerste plaats een
aantal experimenten uitgevoerd met verschillende zouten, wier op-
losbaarheid sterk uiteen liep. Zooals reeds opgemerkt, geeft v. W.
alleen over -het BaSO^ en het nog te bespreken Ai(OH), cijfers; van
eenige, als CaSO^, AgCl(Br,J), PbSO^, PbCl^ vermeldt hij, dat ze
uitvoerig zijn onderzocht, zonder meer; van een groot aantal andere
zegt hij slechts, dat hij ze in alle mogeüjke neerslagsvorraen heeft
gekregen. Wij hadden dus voor de toetsing ons eigen cijfermateriaal
te zoeken en te bepalen.
Het gemakkelijkste middel om na te gaan, of een stof in den
geleiachtigen toestand is te krijgen, bleek ons de methode van v. W.
die hierin bestaat, dat men een druppel van de eene oplossing in
de andere vloeistof, die zich in een reageerbuis bevindt, laat vallen.
Zooals V. W. besciireven heeft voor het BaSO^, overtrekt zich dan
(bij voldoende concentratie) de druppel met een volkomen doorzichtig
huidje van BaSO^ ; hij zakt dan uit, en valt ten slotte op den bodem,
maar geruimen tijd blijft het huidje geheel helder. Langzamerhand
echter wordt het wit troebel; de submikroskopische kristalletjes,
waaruit liet bestaat, groeien aan; de colloidale toestand gaat in den
grofkristal lijnen over. Men kan dit ook met grootere hoeveelheden
gedaan krijgen, maar de druppel methode is het eenvoudigst en
duidelijkst, daar 6f de druppel helder is, en hoe lang hij helder
blijft, zeer gemakkelijk is waar te nemen ^).
Juist dit laatste is ook van belang, want de duur van het helder
blijven is een maat voor de stabiliteit van den colloidaien toestand.
En zooals wij den colloidaien toestand pas krijgen bij groote con-
centraties, zoo zal ook, naar men mag verwachten, zijn stabiliteit
toenemen, naarmate de concentratie toeneemt, d. w. z. — ais wij op
de formule letten — naarmate P grooter is. Wij hebben dus niet alleen,
dat een colloidaal neerslag voor een stof met grooter L pas mag
ontstaan bij grooter P, maar ook, dat het bij een stof met grooter
L bij bepaalde P minder stabiel is, sneller in den grofkristallijnen
toestand moet overgaan. Wel is waar, heeft men bij deze werkwijze
een der stoffen in overmaat, doch wij hebben ons overtuigd, dat dit
geen invloed heeft; wij hebben nl. steeds zoowel een druppel A bij
b Het is ook een scherp criterium, veel beter aan te geven dan de vorm van
een neerslag, die zich slechts als vlokkig, of geleiig of samenhangend enz. laat
beschrijven.
151
de vloeistof B gevoegd, als omgekeerd een druppel B bij A. Daar
dit hetzelfde resultaat had, mogen wij aannemeii, dat ook bij het
samenbrengen van gelijke hoeveelheden dezelfde uitkomst zou zijn
verkregen ^).
Wat het BaSO^ betreft, kunnen wij de proeven van v. W. geheel
en al bevestigen ; al naar gelang van de concentratie der reageerende
oplossingen verkrijgt men solen en suspensies, kristallijne en vlokkige
geleiachtige neerslagen, en tamelijk bestendige heldere of troebele
geleien. Wij hebben slechts op te merken, dat men niet zijn toevlucht
behoeft te nemen tot de minder voorkomende zouten baryumrhodanide
en mangaansulfaat. v. W. heeft deze gekozen wegens de mogelijk-
heid om daarvan oplossingen tot 7 normaal toe te maken ; men kan
echter ook met baryu ra bromide en -jodide eenerzijds, ammonium-
sulfaat anderzijds ver genoeg komen, om de geleien te kunnen
bereiden.
Dezelfde proef hebben wij nu genomen met CaSO^ uit CaJ, en
(NH/j, SO4, OaF, uit CaJ, en NH^F, BaF, uit BaJ, en NH^F, (COO)jBa
uit (COONHjj en BaBr,, (COO)jCa uil (COONHJj en CaJ,, MnCO,
nit MnSO^ en NajCOj, Ba(NO,)j uit BaBr, en HNO3. Bij al deze
combinaties hebben wij volkomen doorzichtige druppels gekregen,
die vaak zeer langen tijd bleven bestaan’). Bij al. deze constateeren
wij derhalve het optreden van den colloidalen toestand, van een
neerslag, gelijk van aard met dat van BaSO^ uit 4 a 5n-oplossingen
gemaakt. En toch zijn de waarden van L voor deze zouten zeer
uiteenloopend. Nemen wij eerst BaSO^, dan krijgen we, daar L = 2.10
equivalenten per liter, voor ongeveer 100000. Voor CaSO^, welks
oplosbaarheid 0,03 eq. per liter bedraagt, wordt N, daar de gebruikte
oplossing é,3 n. was, 140. Wij krijgen dus deze tabel :
CaF, . ... L = 4.10-4 ^ ^ 3400 .
BaF, 18.10-3 75
CaSO, 3.10-2 140
BaSO, 2.10-5 100000
Wij komen dus tot eenzelfde soort van neerslag, niettegenstaande
’) Men zou een bezwaar kunnen vinden in den invloed der in overmaat aan-
wezige ionen, die de oplosbaarheid verkleinen. In de formule is echter sprake van
de oplosbaarheid voor groote kristallen in water, zoodat we slechts hiermede te
maken hebben. Wellicht is dit maarifen benadering.
*) Wij hebben altijd bij kamertemperatuur gewerkt, tenzij ’t tegendeel wordt
vermeld. Bij sommige stelsels lukte het niet altijd; onbegrijpelijk is dit niet, waar
wij met instabiele toestanden te doen hebben.
152
iV uiteenloopt van 75 tot 100000. Voor BaSO^ bestaat volgens
V. W. ’t gebied der heldere gelei boven 90000, terwijl de
kristallijne neerslagen ontstaan voor waarden van N tusschen 50
en 20000. De wet der overeenstemmende toestanden zou dus eischen,
dat CaSO^, CaF^, BaF^ in de concentraties, die wij gebruikten,
kristallijn neersloegen, in flagranten strijd met het resultaat der proeft).
Hetzelfde geldt voor de andere genoemde zouten.
Een atidere groep zouten gaf eveneens resultaten, die niet met
de wet overeenstemmen. Zij bestaat uit AgCl, AgBr, AgJ, PbJ,,
PbCl,. De waarden voor L en iV zijn
N = 7 X 10‘
AgCl. . . . L= lAO-K
8 X 10“
3 X 10«
7.10-^
1.5.10- 8.
4.8.10- 3.
AgBr
AgJ .
PbJ,.
360
Deze wijken van de eerstgenoemde stelsels in zooverre af, dat de
heldere druppel wel even ontstond, doch slechts enkele seconden
bestaan bleef; hij werd snel troebel en viel uiteen. De colloidale
toestand is dus bestaanbaar, maar zeer instabiel. Ook dit is klaar-
blijkelijk in strijd met de wet. In één groep komen TV- waarden van
360 en 300 X 10“ ; terwijl we bij het AgJ een zeer bestendige gelei
moesten verwachten, bestendiger, nog dan het BaS04, blijkt zij juist
instabiel; het PbJ,, waarvan de verwachting was, dat het kristallijn
zou zijn, blijkt nog in colloidalen toestand te verkrijgen. PbCl, ver-
scheen bij kamertemperatuur niet colloidaal, wel eventjes bij 30°.
De derde groep zouten konden wij niet als heldere gelei ver-
er van de eerste twee door samen voegen van equivalente hoeveel-
heden in reageerbuizen dergelijke troebele colloidale precipitaten te
verkrijgen, als men van het BaS04 maakt, zoodra men de uiterste con-
centratie verlaat. Heel snel valt het nog eenigszins geleiig samenhan-
gende neerslag in kleine vlokjes uiteen, die zeer spoedig bezinken.
Daarentegen geeft bijv. het KClO, (uit NaClO, + KNO,) een onmid-
dellijk kristallijn neerslag, dat geen oogenblik eenigen samenhang
vertoont. Klaarblijkelijk kan men hier geen voldoend grooteP(onze
oplossingen waren 5 n.) bereiken, omdat de oplosbaarheid te groot is.
Dit komt dus met de verwachting wel overeen, maar de beide
loodzouten geven weer verrassingen: immers Afwordt resp. 6500
en 70, terwijl men bij vergelijking met BaS04 minstens 20000 moest
verwachten. Merkwaardig is ook een vergelijking van PbBr, en BaF,,
') Hierbij valt op te merken, dat BaFo en GaF, door bestendigheid uitmunten
en zeer langen tijd blijven bestaan.
153
die gelijke N' hebben eii in -den vorm van het neerslag sterk ver-
schillen.
Dit alles geeft ons, gelooven wij, het reclit v. W.’s formule als
onhoudbaar te qualificeeren. Zoo groote afwijkingen als wij hebben
gevonden, berooven de formule van alle beteekenis. Dat de concen-
tratie der oplossingen een rol speelt van belang voor den vorm van
het neerslag, ontkennen wij natuurlijk volstrekt niet; uit de proeven
volgt het onmiskenbaar; maar wat wij oordeelen door onze proeveji
bewezen te hebben, is, dat die afliankelijkheid niet op zoo eenvou-
dige wijze kan uitgedrukt worden. Wij vermoeden, dat men, om
haar op rationeele wijze af te leiden, vooral zal moeten letten op
de snelheid, waarmee zich het neerslag vormt; bij geconcentreerde
oplossingen is deze natuurlijk groot, omdat de c’s groot zijn, maar
als men verschillende stoffen vergelijkt, zullen ook de snelheids-
constantes in aanmerking komen, en die kunnen groote afwijkingen
van elkaar vertonnen. Doch hierop willen wij thans niet verder ingaan.
Er is nog een andere manier, om de wet te toetsen, en die heeft
V. W. gekozen. Zijn uitgangspunt is deze vraag geweest; waarom
slaat bij gelijke concentraties BaS04 kristallijn neer, AltOHjj geleiig?
Zijn wet geeft daarop het antwoord : als men slechts gelijk maakt,
dan krijgt men ook dezelfde soort van neerslag. Hierbij doet zich
de moeilijkheid voor, dat men de oplosbaarheid van Al(OH)j niet
kent. Wel zou men uit analogie met Fe(OH)j de grootte kunnen
schatten, maar in de eerste plaats loopen de waarden, die men daar-
voor vindt aangegeven uiteen van 0,15 mg/liter tot 5.10”^ mg/liter,
en ten tweede moeten we de oplosbaarheid hebben voor groote
kristallen, terwijl de hier voor Fe(OH), gegeven waarden gelden
voor het colloidalemeerslag. Met zijn zooveel kleinere deeltjes moet men
hier een veel grootere oplosbaarheid verwachten ^), zoodat men aan
een berekening op deze wijze weinig heeft. Toch hebben wij be-
proefd, wat men kon bereiken, indien men ferrichloride met ammonia
neerslaat. Daarbij stieten wij echter op deze moeilijkheid, dat het
gevormde hydroxyd na eenigen tijd weer oplost. Voor geconcen-
treerde oplossingen was ons dit wel bekend ; de bereiding van de
colloidale ijzeroplossing der pharmakopee — liquor ferri dialjsati —
berust er op. Maar ook bij de verdunde oplossingen vertoont het
verschijnsel zich. Uit oplossing kregen wij een geleiig, samen-
10
h Almkvist, Z. anorg. Ghem 103, 239; en Landolt— Börnstein— Roth,
Tabellen.
*) Deze invloed kan bij zoo kleine deeltjes reusaclitig worden, Valeton," disser-
tatie Amsterdam 1916.
154
n
hangend, vrij snel bezinkend neerslag, uit — een troebeling, die zich
£i\J
vlug tot enkele vlokjes samenbalde; na een paar uur waren deze
Tl
pfecipitaten verdwenen en de vloeistof was weder helder. Ook bij —
'nu
en zelfs bij — — , ontstond een troebeling, die voor de eerste
twee in korteri tijd, voor de laatste echter langzamerhand, verdween ;
al deze vloeistoffen zijn ten slotte weder helder. Opgemerkt moge
nog worden, dat 100 cc. der beide oplossingen bij kamertemperatuur
bij elkaar werd gedaan, zoodat het totale volurne 200 cc. bedroeg.
Bij het samenvoegen van warme oplossingen kregen wij gewoonlijk
heelemaal geen neerslag, soms wel, zondei- dat wij tot nu toe de
oorzaak konden opsporen. Men kan derhalve op deze proeven geen
berekeningen laten steunen, en geen vergelijking maken met de
neerslagen van BaSO^.
Evenmin lijkt dit mogelijk met het Al(OH),, zooals v. W. doet.
Deze is van meening, dat de meest op elkaar gelijkende neerslagen
lï
verkregen worden bij 100° uit — — oplossingen voor Al(OH)„ en 4
oplossingen voor BaSO^, waaruit hij dan met zijn formule de oplos-
baarheid van A1(0H)3 berekent op 10“^ g. per liter bij 100°, een waarde
die hem op andere gronden waarschijnlijk lijkt. Wij moeten echter
verklaren tusschen deze beide neerslagen absoluut geen overeenkomst
n
te zien. Bij AlCl, krijgen wij in de warmte onmiddellijk een
oOO
vlokkig fijn verdeeld neerslag; na een poosje opaliseert de geheele
vloeistof blauw. Zendt men door de vloeistof het licht van een boog-
lamp, dan ziet men geen vlokken, doch een homogenen lichtbundel.
In de koude duurt het langer, voor er opalescentie optreedt; met
de lamp bekeken, is de intensiteit van het verstrooide licht grooter ;
het blijft echter homogeen, en zelfs na 4 uren zijn er geen vlokjes
te zien. Daarentegen is het BaSO^ uit 4 n. oplossingen een dikke,
witte gelei, met vrij grooten samenhang. Eenige gelijkenis, doch
Ti
alleen in de eerste oogenblikken, vertoont het met — Al(OH),.
Wilde men hiermee v. W.’s berekening uitvoeren, dan komt de
oplosbaarheid van het Al(OH), 500 X zoo groot uit.
Wij hebben deze proeven herhaaldelijk genomen en ook andere
concentraties beproefd, doch hebben in de verdunde AlCl, oplossingen
nooit een neerslag verkregen, dat op het BaSO^ leek. Wel blijkt de
wijze van neerslaan van allerlei omstandigheden afhankelijk. Of men
155
snel of langzaam samengiet, of men in reageerbuizen werkt of in
bekerglazen met volumina van 100 of 200 cc., maakt verschil;
, . . ... , , . , . . n n n n
alummiumnitraat en -chloride in concentraties van — , — , — ,
10 20 40 100
n
geven evenwel vrijwel gelijke neerslagen. Om den aard van het
neerslag — vlokkig of homogeen — goed te kunnen waarnemen,
hebben wij gewoonlijk, zooals boven reeds werd aangegeven, een licht-
bundel door de vloeistof laten gaan ; dit maakt de onderscheiding
veel gemakkeiijker.
Uit het bovenstaande volgt wel, dat men den vorm van het neer-
slag van een hydroxyde nog niet beheerscht; hij hangt te veel van
bijomstandigheden af, dan dat wij hem in een formule in rekening
kunnen brengen. Op deze gronden achten wij v. Weimarn’s bereke-
ning waardeloos, evenzeer ais zijn stelling omtrent de betrekking
tusschen concentratie en neerslagsvorm. Wellicht heeft v. W. bedoeld
— zooals feitelijk de formule eischt — neerslagen te vergelijken,
waarbij de grootte der afzonderlijke kristalietjes gelijk is. Maar dan
ware ’t noodig geweest eerst een verband vast te stellen tusschen
die kristalgrootie en het voorkomen van het neerslag, daar het niet
vaststaat, dat veel op elkaar lijkende, ,, vlokkig geleiige” precipitaten
uit even groote deeltjes bestaan. Dan laten we trouwens nog daar,
dat kleine deeltjes ook bij de erg verdunde oplossingen van BaSO<,
dus aan den kant der solen, voorkomen ; men heeft misschien meer
recht, die met de beschreven zwakke Al(OH)j-steisels te vergelijken,
dan de door v. Weimamn gekozen geconcentreerde oplossingen.
Resumeerende besluiten wij, dat, hoe waardevol v. W.’s werk
ook in quaütatief opzicht moge zijn, zijn wet der overeenstemmende
toestanden noch tegen een theoretische kritiek bestand is, noch door
de feiten wordt gesteund.
Anorg. Chem. Labor. Universiteit van Amsterdam.
Scheikunde. — ■ De Heer van Romburgh biedt een inededeeling aan
van den Heer M. J. Smit: „Over eenige nitroderivaten van
het dirnethylaniline” .
(Mede aangeboden door den Heer Gohen).
In 1914 verscheen een verhandeling van van Rombürgh en Mej.
Wensink ^), waarin de inwerking van ammoniak en methjlamine op
1.2. 3. 4. trinitrodimethylaniline wordt beschreven. Hierbij werd het
merkwaardige verschijnsel gevonden, dat, behalve de nitrogroep op
de plaats 3, ook de dimethylaminogroep door de amino-, resp.
methylaminogroep wordt vervangen. Op aansporing van Prof. van
Romburgh heb ik een meer nitgebreid onderzoek over het gedrag
van aminen en in het algemeen van verbindingen, die een amino-
groep bevatten, tegenover de trinitroderivaten van het dimethyl-
aniline, in het bijzonder tegenover het 1 .3.4.6.-isomeer, ter hand
genomen. Deze onderzoekingen \erkeeren echter betrekkelijk nog in
een beginstadium en zullen te zijner tijd in een proefschrift uitvoerig
worden beschreven.
Alvorens tot bovengenoemde onderzoekingen over te gaan, kwam
het mij gewenscht voor de reactie, waarbij de beide isomere trini-
troderivaten van het dimethjdaniline ontstaan, eenigszins nauwkeu-
riger te bestudeeren. Immers bij de nitreering van hel 1 .3.4 dinitro-
dimethylaniline ’) ontstaat in hoofdzaak het 1. 3. 4. 6. -derivaat ; de
isomere 1 .2.3.4. -verbinding treedt slechts in geringe hoeveelheid op.
Daar nu juist deze laatste, in verband met den stand der nitro-
groepen, verreweg het gemakkelijkst reageert, leek het mij de moeite
waard te trachten de omstandigheden te vinden, waaronder een
betere opbrengst hiervan zou kunnen worden veikregen.
Ondanks talrijke proefnemingen, waarbij onder de meest uiteen-
loopende omstandigheden werd gewerkt, is het mij niet gelukt de
proefcondities zoodanig te wijzigen, dat de vermeerdering van de
opbrengst aan 1.2. 3. 4 trinitrodimethylaniline van eenige beteekenis was.
Bij deze proeven kwam weer ten duidelijkste de groote invloed
voor den dag, dien de aanwezigheid \an salpeterigzuur uitoefent op
') Deze Verslagen XXIII, 966 [1914].
Van Romburgh, Verslagen Kon. Akad. v. Wet. 23 Febr. 1895. III, 257.
157
de snelheid, waarmede de reactie verloopt, een verschijnsel, dat
reeds herhaaldelijk bij nit-reeringsproeven is waargenomen en ook
bij de nitreering van het l.S.ö.-dinitrodimethjdaniline (zie hieronder)
werd teruggevonden. Voorts bleek het van belang het salpeterzuur
niet te lang te doen in werken.
Gebruikt men voor de nitreering salpeterzuur, dat geheel vrij is
van salpeterigzuur, dan is het noodzakelijk vrij geconcentreerd sal-
peterzuur te nemen (S. G. 1.37—1.40), ten einde een te langen duur
van de reactie te voorkomen. Om een groote temperatuurstijging te
vermijden, dient een vrij groote overmaat salpeterzuur te worden
gebruikt.
In den regel werd op 1 gram van het uitgangsproduct 10 — 12c.c.
salpeterzuur toegevoegd. Zoo noodig kan men door toevoeging van
een korreltje natriumnitriet de reactieversnellen. Onder deze omstan-
digheden ontstaan vrijwel alleen de beide isomere trinitroderivaten.
Bezigt men echter salpeterzuur, dat veel salpeterigzuur bevat, laat
men het langen tijd inwerken of werkt men bij een temperatuur,
die aanmerkelijk boven 20° C. ligt, dan begint ook het salpeterig-
zuur zijn invloed te doen gelden en ontstaan gemakkelijk nitroso-
derivalen, waardoor de scheiding der gezochte isomerei. ten zeerste
wordt bemoeilijkt en uit den aard der zaak de opbrengst minder wordt.
Onder deze omstandigheden konden twee lichtgele verbindingen
worden geïsoleerd, resp. smeltende bij 108° — 109° C. en 201° C.
Beide kunnen uit alcohol worden omgekristalliseerd en vertoonen
zich dan in den vorm van fijne lichtgele naaldjes met groenachtigen
weerschijn. Het eerste kan, zooals later bleek, worden verkregen
door inwerking van salpeterigzuur op het 1.3.4. -dinitrodimethylaniline
en gaat door behandeling met salpeterzuur (S. G. 1.41) in het tweede
over. Dit laatste ontstaat op zijn beurt bij de inwerking van sal-
peterigzuur op het 1.3.4.6.-trinitrodimethylaniline.
Naar alle waarschijnlijkheid hebben we hier dus te doen met het
1.3.4.-dinitrophenylmethylnitrosamine (Smp. 108'’ — 109°) en hetl. 3.4.6.
Irinitrophenylmetliylnitrosamine (Smp. 201°).
Het in werkingsproduct van salpeterigzuur op de 1 .2.3.4.-trinitro-
verbinding, eveneens een gele stof met groenachtigen reflex, die, uit
alcohol omgekristalliseerd, bij 96° — 97° C. smelt, kon niet worden
aangetoond. Dit is trouwens niet te verwonderen, gezien de geringe
hoeveelheid van het 1.2.3.4.-isomeer, die bij de reactie ontstaat.
Directe nitreering van het m-nitrodimethylaniline (Smp. 60°) met
behulp van salpeterzuur (S. G. 1.4) leidde niet tot een beter resultaat.
Ook hierbij ontstaat hoofdzakelijk de 1.3. 4. 6. -verbinding.
158
Ook de nitreering van het 1.3.6.-dinitrodimethylaniline, dat, even-
als het overeenkomstige 1.3.4.-isomeer, door behandeling van dime-
thylaniline bij aanwezigheid van overmaat zwavelzuur ontstaat '),
werd door mij nader onderzocht. Reeds van Romburgh had gevon-
den ’) dat het hoofdproduct der reactie 1 .3.4.6. -trinitrodimethylaniline is.
Naast deze verbinding kan nu in geringe hoeveelheid een stof
worden gewonnen, die uit aethylacetaat in zeer fraaie, gele, ruit-
vormige kristallen werd verkregen. Zij smelt onder geringe ontleding
bij 132° tot een lichtgele vloeistof.
Oorspronkelijk meende ik een nieuw trinitroisomeer in handen te
hebben, dat dan naar alle waarschijnlijkheid de 1.2. 3. 6. -verbinding
zou zijn. Toen ik echter, in de hoop de opbrengst te vergrooten, de
omstandigheden varieerde en daarbij eenmaal een geringere hoeveel-
heid salpeterzuur voor de nitreering gebruikte, steeg de temperatuur
tot 40° C. en trad een heftige ontwikkeling van bruine dampen op.
Tegen mijn verwachting in was nu inderdaad meer van deze ver-
binding ontstaan. Dit bracht mij op de gedachte met een in werkings-
product van salpeterigzuur te doen te hebben. Dit vermoeden bleek
iuist te zijn. Lost men de 1 .3. 6. -verbinding op in verdund zwavel-
zuur (1 : 1) en voegt men natriumnitriet toe, dan ontstaat vrijwel
quantitatief de bovengenoemde verbinding. Door behandeling met
salpeterzuur (S. G. 1,4) gaat zij in het bovenbeschreven nitrosamine
(Smp. 201°) over. Zij moet derhalve als het nitrosamine der 1.3.6.-
verbinding worden beschouwd.
Ook bij de nitreering van het 1.3.6.-dinitroderivaat is de invloed
van salpeterigzuur op de snelheid, waarmede de reactie verloopt,
buitengewoon groot. Door toevoeging van ureum kan zij vrijwel tot
slilstand worden gebracht. Wordt de reactietemperatuur aanmerkelijk
hooger dan de kamertemperatuur, dan vindt men ten slotte alleen
de bij 201° smeltende verbinding als reactieproduct. Zoowel de bij
132° smeltende stof als het 1.3.4.6.-trinitroderivaat gaan daarbij in
genoemd nitrosamine over.
Herhaalde pogingen om een isomeer trinitroderivaat te verkrijgen,
hadden geen van alle succes. Steeds weer komt het nitrosamine te
voorschijn.
Deze onderzoekingen worden voortgezet en zullen later uitvoeriger
worden beschreven.
Bergen op Zoom, Juni 1919.
1) Ree. VI 253 [1887].
*) Deze Verslagen III, 258.
Scheikunde. — De Heer Böeseken biedt een tnededeeling aan van
den Heer F. Goudriaan over: „De natriumzinkaten. Even-
wichten in het stelsel Na,0-Zn0-H,0'’ .
(Mede aangeboden door den Heer F. M. Jaegeb.)
De gegevens, welke men in de literatuur aantreft, omtrent de
inwerking van de sterke basen der lichte metalen op de onoplosbare
zwakke hydroxyden der zware metalen, zijn zeer tegenstrijdig en
slecht gedefinieerd. Zoo wordt doorgaans aangenomen, dat de hy-
droxyden van zink, aluminium, lood, tin een amphoter karakter
vertoonen, zoodat zij in een overmaat sterke base ,, oplossen” onder
vorming van zouten. Daarentegen zouden de hydroxyden van talrijke,
andere zware metalen geen neiging vertoonen om dergelijke zouten
te vormen en zou daarmede het sterkere elektro-positieve karakter
dezer metalen in het licht treden. Toch is het een feit, dat de hy-
droxyden van de z.g. sterk elektro-positieve metalen onder sommige
omstandigheden eveneens een amphoter karakter kunnen vertoonen,
ja zelfs koperhydroxyde kan in een sterke oplossing van NaOH of
KOH oplossen. Waarschijnlijk zijn dus de verschillen, die bij de
metaalhyd.roxyden voorkomen, slechts van quantitatieven aard en zal
het van belang zijn na te gaan in welke mate de verschillende
hydroxyden het verschijnsel vertoonen en welke verbindingen hierbij
gevormd worden. In de eerste plaats is dit van belang voor de
analytische scheikunde, waar talrijke scheidingen op het verschil
in oplosbaarheid der hydroxyden berusten; verder kunnen onder-
zoekingen over dit onderwerp ons iets naders leeren omtrent de
onderlinge affiniteit der metaaloxyden en -hydroxyden.
Tot dusver is nog niet met zekerheid te zeggen, welke verbin-
dingen zich bij de inwerking der hydroxyden op sterke basen vormen
en onder welke omstandigheden ze bestendig zijn. In zuiveren toestand
zijn ze niet geisoleerd en nauwkeurig beschreven. Zelfs omtrent de
natuur der hydroxyden zelf is men nog geheel in het onzekere.
Meestal toch verkrijgt men deze lichamen als volumineuze, gelachtige
produkten en de vraag rijst of men deze te beschouwen heeft als
vaste phasen van constante of wisselende samenstelling, 'of wel als
vloeibare van hooge viscositeit. De groote moeilijkheden, welke het
oplevert, deze stoffen in zuiveren toestand te verkrijgen, zijn waar-
J60
schijnlijk de oorzaak van de nog zeer weinig exakte gegevens
welke men er over heeft.
In het volgende zullen nu de resultaten worden medegedeeld van
onderzoekingen, welke ten doel hebben, de verbindingen gevormd
bij het „oplossen” van zinkhydroxjde in NaOH m.a.w. de natrinm-
zinkaten, nader te leeren kennen en hun bestaansgebied nauwkeurig
vast te stellen. Dergelijke onderzoekingen, aangaande de overeen-
komstige verbindingen bij eenige andere metalen, zijn in gang.
De tot dusver bekende gegevens aangaande de natriumzinkaten,
zijn kort geresumeerd de volgende;
CoMKY en Loring Jackson kregen door oplossen van ZnO in
heete NaOH-oplossing, gevolgd door toevoegen van alcohol, twee
preparaten, waaraan ze respectievelijk de formules: H, Na^ Zn, O,
17 H5O en HNa ZnO, i HjO toekennen. De eerste verbinding heeft
een smeltpunt van J00°, de tweede scheen zelfs bij 300° nog niet
te smelten.
Förster en Günther ’) vinden slechts één verbinding en wel van
.OH
de formule Zn<^ 3 H,0. Ze vormde witte zijde-glanzende naaldjes.
\O.Na
Herz *) precipiteerde een oplossing van Zn SO4 van bekende
sterkte met KOH-oplossing en ging na, hoeveel loog noodig is, om het
gevormde Zn (OH), weer op telossen. Hierbij bleek, dat op 1 gramion
Zn noodig waren 6 gramionen OH.
Hantzsch o ontkent op grond van geleidbaarheidsmetingen het
bestaan van natriumzinkaten en schrijft het oplossen van Zn (OH),
in NaOH toe aan het ontstaan van eene kolloïdale oplossing.
JoRDis neemt waar, dat in het cupron-element, waarin zich zink
als negatieve pool in een oplossing van NaOH bevindt, op den duur
kristallen van de samenstelling Zn (ONa), ontstaan.
Tenslotte zij nog vermeld, dat door Rubenbaüer ®) en door Woon 0
de verhouding tusschen het aantal gramatomen Zn en Na in oplos-
singen van Zn (OH), in NaOH is bepaald ; omtrent het bestaan van
bepaalde verbindingen kunnen deze waarnemingen weinig leeren.
b Amer. Chera. Journ. 11, 145 (1889); Ber. d. deut. Ghem. Ges. 21, 1589(1888).
2) Zeitschr. f. Elektroch. 6, 301 (1899).
s) Zeitschr. f. anorg. Ghem. 28, 474 (1901).
b Ibid. 30, 289 (1902).
b Zeitschr. f. Elektroch. 7, 469 (1900).
b Zeitschr. f. anorg. Ghem. 30, 332 (1902).
b Journ. Ghem. Soc. 97, 886 (1910).
161
Men ziet uit deze gegevens der literatuur, hoe weinig zeker onze
kennis aangaande zulke betrekkelijk eenvoudige verbindingen nog is.
De even wichten, die kunnen optreden in waterige oplossing tusschen
NaOH, Zn (OH)^ en hun eventueele verbindingen, zijn te beschouwen
als die in een ternair systeem met de componenten : Na,0 — ZnO — H,0.
Het oplosbaarheids-diagram van dit systeem kon nu bij constante
temperatuur volledig worden bepaald. Als uitgangsmateriaal voor
deze bepalingen diende uit natrium bereid NaOH, terwijl het ZnO
verkregen was op de volgende wijze: Zuiver omgekristalliseerd
zinknitraat werd met de benoodigde hoeveelheid ammoniak neerge-
slagen, met kokend water volledig uitgewasschen en daarna het neerslag
bij 140° — 150° gedroogd. Ook werd het oxyde verkregen door gloeien
van geprecipiteerd zinkcarbonaat ; daar dit oxyde tengevolge van de
sterke verhitting minder actief was, vorderden de bepalingen hier-
mede een langere evenwichtsinstelling. Beide preparaten vertoonden
gelijke oplosbaarheid. Omtrent de bereiding van het hydroxyde, zie
later. Het water was gedistilleerd en uitgekookt voor het gebruik.
Alle bepalingen werden in een thermostaat van 30,0° C. uitgevoerd.
In achterstaande tabel 1 en de daarbij behoorende fig. 1 vijidt
men een overzicht der resultaten. Alle getalwaarden stellen \oor
gewichtspercenten der verzadigde oplossing. Daar het uiterst moeilijk
bleek, de vaste phasen zuiver te isoleeren, werd in bijna alle ge-
vallen de samenstelling volgens de restmethode van Schreinemakers
bepaald.
Bij de bepalingen van de lijn AB werd ZnO als vaste phase
toegevoegd *); de oplosbaarheid dezer stof blijkt met stijgende NaOH-
concentratie snel toe te nemen. Zooals uit den tweeden tak BC van
de isotherm blijkt, zet zich bij steeds toenemende NaOH-concen-
tratie uit de oplossing af het natrium- zinka at van de formule ;
Na^OZnO^H^O. Als derde tak sluit zich hierbij onmiddellijk aan, CD
waar de oplossingen verzadigd zijn aan het monohydraat van
natrium-hydroxyde : NaOH . H^O [Na,0 . SH^OJ. Blijkens het door
PiCKERiNG ’) bepaalde smeltdiagram NaOH — H^O is dit hydraat de
eenige bij 30* bestendige verbinding van NaOH met water.
Er treedt dus bij 30“ maar één bestendig zinkaat en wel van de
formide-. Na^O . ZnO .A^H^O op. Alle overige, in de literatuur be-
schreven zinkaten, moeten bf als metastabiel worden beschouwd, bf
bestaan in het geheel niet.
h Uitgezonderd bij de Nos. 26 en 29 (zie later).
®) Journ. Ghem. Soc. 63, 890 (1893).
11
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIIl. A". 1919/20.
NO.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
162
r
TABEL 1. — Stelsel Na^O — Zn0—H20 (Tèmperatuur 30,0° C.).
Samenstelling van de
oplossing.
Samenstelling van de
rest.
Vaste phasen.
7oNa20
o/oZnO
«/oHaO
7o Na.0
o/oZnO
°/o H^O
11.8
2.6
85.6
10.1
22.2
67.7
ZnO
17.4
5.0
77.6
15.3
16.9
67.8
ZnO
24.6
12.6
62.8
20.2
29.1
50.7
ZnO
24.9
12.9
62.2
22.0
23.5
54.5
ZnO
23.7
11.3
65.0
19.1
31.2
49.7
ZnO
27.3
16.0
56.7
22.1
32.7
45.2
ZnO
27.8
16.5
55.7
—
—
ZnO -j- Na20 . ZnO .
.4H2O
28.0
14.9
57.1
28.1
28.3
43.6
NajO . ZnO . 4H2O
33.5
10.9
55.6
28.6
27.9
43.5
NajO . ZnO . 4H2O
36.7
9.5
53.8
31.9
28.5
39.6
NagO . ZnO . 4H2O
31.8
11.7
56.5
31.0
20.2
48.8
Na^O . ZnO . 4H2O
30.1
13.2
56.7
29.1
29.2
41.7
i Na20 . ZnO . 4H2O
33.2
11.2
55.6
29.7
31.8
38.5
Na20 . ZnO . 4H2O
31.5
11.8
56.7
29.2
32.9
37.9
NaaO . ZnO . 4H2O
36.9
10.1
53.0
34.9
17.2
47.9
Na2O.ZnO.4H2O
34.7
10.4
54.9
33.7
15.6
50.7
Na20 . ZnO . 4H2O
36.1
10.2
53.7
34.0
17.7
48.3
NaoO . ZnO . 4H2O
36.8
9.9
53.3
33.1
22.8
44.1
NagO . ZnO . 4H2O
39.2
9.7
51.1
—
—
—
Na20 . ZnO . 4H2O +
+ Na20 . 3H2O
39.4
9.0
51.6
42.6
7.0
50.4
NajO . 3H2O
39.6
7.2
53.2
41.0
6.1
52.9
NaaO . 3H2O
40.7
2.0
57.3
42.0
1.8
56.2
Na20 . 3H2O
40.5
1.6
57.9
42.6
1.3
56.1
Na20 . 3H^O
40.9
1.1
58.0
42.7
0.4
56.9
Na20 . 3H2O
41.9
0.0
58.1
—
—
—
Na20 . 3H2O
24.6
12.5
62.9
23.6
15.2
61.2
ZnO
19.9
15.2
64.9
16.1
27.7
56.2
Zn(OH)2
4.6
1.0
96.4
3.7
15.4
80.9
! Zn (0H)2
4.5
0.4
95.1
3.7
20.3
76.0
ZnO
13.7
7.2
79.1
9.3
30.4
60.3
Zn (0H)2
10.1
4.7
85.2
6.2
32.7
61.1
Zn (0H)2
163
Ook de meening van Hantzsch omtrent de koDoïdale natuur der
oplossingen, houdt geen stand, zooals in het vervolg nog nader zal
blijken.
Eigenschappen, bereiding, enz. van het natriumzmkaat
Na,0 .ZnO .m,0.
Zooals uit het bepaalde diagram reeds blijkt, behoort het natrium-
zirikaat tot die zouten, welke z.g. incongruente oplossingen vormen.
Deze zouten geven bij toevoeging van water geen eenvoudige op-
lossing, doch één der componenten, waaruit men het zout gevormd
kan denken, splitst zich bij watertoevoeging af. Vele voorbeelden
zijn hiervan reeds bekend. Bij het natriumzinkaat doet zich dit ver-
schijnsel bijzonder geprononceerd voor. Niet alleen zal toevoeging
van water aan het vaste zout een afscheiding van ZnO, dus een
ZnQ
11*
Loc. cit.
164
ontleding der verbinding, bewerken, maar ook /aillen verdunde
oplossingen van NaOH nog ditzelfde effect hebben. Uit den loop
van de isotherm is af te leiden, dat oplossingen beneden een con-
centratie van 33,3 Gr. NaOH op 100 Gr. oplossing (dus 1 gew.
deel NaOH op 2 gew. dln. water) een afscheiding van ZnO uit het
vaste zout zullen veroorzaken, m. a, w. men zal de sterkte der NaOH-
oplossing tot boven deze grens moeten opvoeren om zuivere zinkaat-
kristallen te verkrijgen. Het niet voldoende in het oog houden van
deze omstandigheid is waarschijnlijk de oorzaak van de velerlei
tegenstrijdigheid in de literatuur; nagenoeg nergens vindt men de
concentratie der oplossingen aangegeven en daar blijkens de ligging
der oplosbaarheidslijnen de kans hierop zeer groot is, zal men in
vele gevallen mengsels verkregen hebben van zinkaatkristallen en
ZnO, waaraan bij analyse de onjuiste samenstelling eener verbinding
werd toegekend. Dit is o. m. het geval geweest bij de proeven van
Gomey en Loring Jackson '), die zinkaten bereidden door ZnO op te
lossen in heete geconcentreerde NaOH-oplossing ; zij voegden daarna
alcohol aan de vloeistof toe en verkregen op deze wijze twee pre-
paraten : één uit de waterlaag, door deze zoo lang met alcohol uit te
schudden, dat er kristallen ontstonden en één uit de alcoholische vloeistof.
Ik heb deze methode herhaald en ging hiertoe uit van 50 Gr.
water, waaraan 50 Gr. NaOH werd toegevoegd. Na inbrengen vaii
17 Gr. ZnO in kleine hoeveelheden tegelijk, kristalliseerde het zinkaat
in belangrijke hoeveelheid uit. We zijn dan ook volgens ons diagram
midden in het verzadigingsgebied van het zinkaat. De kristalmassa
werd onder de noodige voorzorgen, buiten toetreding van lucht en
koolzuur afgezogen en daarna op poreus aardewerk gedroogd.
Natuurlijk kon op deze wijze de moederloog niet geheel verwijderd
worden, doch uitwasschen zonder gelijktijdige ontleding is niet moge-
lijk. De analyse dei' kristallen leverde:
Na,0...29.8 ZnO. ..37.8 H,0...32,4 V,.
(Tlieoretisch voor Na^O . ZnO . 4H,0... Naj0...28,9 7o> ZnO. ..37,6 '/o»
H(,0...33,5 7o)- microscopische beschouwing bleek het produkt
volkomen homogeen te zijn, de kristallen vertoonden zich als lange
staafjes met stomp uiteinde; zij zijn zwak dubbelbrekend. Amorphe
deelen konden niet worden aangetoond. De kristallen, welke bij de
proeven N^® 8—18 zich gevormd hadden, werden eveneens micros-
copisch onderzocht; zij bleken geheel ovei’een te komen met die
langs bovenstaanden weg verkregen.
Een proefje der kristallen met alcohol van 96 7o behandeld, ver-
Loc. cit. Zie ook Gmelin-Kraut’s Handbuch.
166
aiiderde totaal. Reeds een oppervlakkige beschouwing leert hierbij,
dat de kristallen onder inwerking der alcohol langzamerhand ver-
dwijnen, terwijl zich vlokjes uit de vloeistof afzetten. Ook micros-
copisch blijkt, dat de kristallen onder deze omstandigheden niet
bestaanbaar zijn, doch amorphe vlokjes ZnO (of Zn (OH) J afscheiden.
Zelfs 96 7#-ige alcohol werkt alzoo hjdroljseerend op het zinkaat
en het behoeft niet te verwonderen, dat bovengenoemde onderzoekers
produkten van onwaarschijnlijke samenstelling verkregen. Al naar
gelang van de hoeveelheid alcohol en van den duur der inwerking,
zal een mengsel verkregen zijn, dat nog meerdere of mindere quari-
titeiten zinkaat bevat. De formules voor dergelijke produkten hebben
geen zin en dienden dus uit de literatuur te verdwijnen.
Bestendigheid, bereiding, enz. van zinkhydroxyde. ■
Zooals algemeen bekend is, verkrijgt men het zinkhj’droxyde in
den i-egel als gelachtige, volumineuze massa. Het was nu voor dit
onderzoek van belang na te gaan, of deze phase een constante of
variabele samenstelling heeft en hoe het staat met zijn stabiliteit ten
opzichte van ZnO. In de literatuur zijn vele aanduidingen te vinden,
dat de langs verschillende wegen verkregen hydroxyden niet dezelfde
samenstelling bezitten. Euler^ bereidde uit het nitraat hydroxyden,
welke een verschillende oplosbaarheid in ammoniak bleken te bezitten.
Herz’) en Hantzsoh* *] wijzen op de groote moeilijkheden, welke het
oplevert om Zn(OH)j zuiver te verkrijgen en speciaal op de hard-
nekkigheid, waarmede het snlfaat-ionen vasthoudt. Gemakkelijker
dan uit het sulfaat schijnt men uit het chloride of nitraat een zuiver
hydroxyde te kunnen verkrijgen. Bij de proeven, hierover genomen,
ging ik uit van zuiver ZnO, dat in zoutzuur of salpeterzuur werd
opgelost; daarna werd het hydroxyd door toevoeging van de bere-
kende hoeveelheid ammoniak geprecipiteerd. Wordt dit neerslag met
kokend water uitgewasschen, dan blijkt het reeds zeer spoedig, meer
korrelig, zwaarder en minder gelatineus te worden. Na eenige malen
nitwasschen, gevolgd door drogen bij 100°, bleek het preparaat
nog slechts 0.6 '/o water te bevatten. Het hydroxyde is dus tengevolge
van het nitwasschen bij 100° reeds tot oxyde omgezet. Bij 100° is
dus niet meer bestendig.
Hierna werd getracht door nitwasschen bij kamertemperatuur tot
een zuiver hydroxyde te komen. Het bleek echter, dat zelfs na lang-
h Ber. d. deutsch. Chem Ges. 36, 3400 (1903).
*) Zeitschr. f. anorg. Ghem. 30, 280 (1902); 31, 357 (1902).
*) Loc. cit.
1 66
durige continue extractie, de produkten nog steeds chloride- of nitraat-
houdend waren. In de eerste uren van het extraheeren neemt men
een belangrijke daling der concentratie van het geadsorbeerde ion
waar, daarna daalt deze nog slechts zeer langzaam. Onderstaande
cijfers lichten dit nader toe :
TABEL 2.
Extractietijd
in uren.
Cl' gehalte in % na drogen
bij 100°.
0
0.59
4
0.36
8
0.35
16
0.34
48
0.30
Het is dus praktisch on mogelijk om uit het chloride langs dezen
weg een zuiver hydroxjde te verkrijgen. Soortgelijke resultaten
leverde de bereiding uit sulfaat en nitraat op; hoewel men in de
literatuur vermeld vindt, dat het nitraat-ion veel minder sterk dan
de overige zuurrest-ionen geadsorbeerd wordt, waren zelfs na dagen
lange extractie de producten nog nitraathoudend. Toch heb ik met
het gelachtige zinkhydroxyde eenige metingen omtrent de oplosbaar-
heid in NaOH verricht; niet omdat de gevonden waarden een absolute
beteekenis kunnen hebben, maar uitsluitend met het doel na te gaan,
of dit hydroxyde een hoogere oplosbaarheid vertoont dan ZnO en
dus als metastabiel ten opzichte van dit laatste beschouwd moet
worden. Zooals onderstaande getallen aantonnen, blijkt dit inderdaad
het geval te zijn, de gevonden punten liggen belangrijk boven de
o pi os baarheid si ij n {AB) van ZnO. Tevens blijkt, dat de oplosbaar-
heid daalt, al naarmate het hydroxyde langer bewaard wordt. Ook
TABEL 3.
Tijd sinds de bereiding van
het hydroxyde in uren.
Samenstelling der oplossing.
% ZnO
o/o Na20
1
10.5
11.3
10
9.3
11.4
24
8.2
11.3
12
7.0
11.3
167
dit pleit er voor, dat deze produkten beschouwd moeten worden
als metastabiele phasen, die Jiêiging hebben zich te stabiliseeren tot ZnO.
Voor de oplosbaarheid van ZnO bij een NajO-concentratie van
11.3 7o vindt men door interpolatie 2.3 7o- dus belangrijk lager.
Gekristalliseerd zinkhydroxyde.
Uit het bovenstaande volgt, dat men de amorphe, geleiachtige hydroxy-
den moet beschouwen als phasen van wisselend watergehalte, welke
bovendien zeer moeilijk zijn te zuiveren. De mogelijkheid bestond nu, dat
onder bepaalde omstandigheden een gekristalliseerd hydroxyde van con-
stante samenstelling zou zijn te verkrijgen. In de literatuur zijn eenige
aanduidingen te vinden, dat Zn(OH), soms in kristalvorm schijnt te ont-
staan. Zoo vermeldt Becquerel 7, dat hij het gekristalliseerde hydroxyde
verkrijgt door een met koperdraad om wonden zinkstaaf, te plaatsen
in een oplossing van kiezelzuur in bijtende loog. Hierbij vormden
zich regulaire octaëders, waaraan de formule Zn(OH)2 werd toege-
kend. Verschillende dergelijke aanduidingen vindt men in de oudere
literatuur, zonder dat evenwel eenstemmigheid heerscht aangaande
de samenstelling der kristallen ’)• In fle latere jaren zijn o. a. door
Klein ’) de zinkhydroxyden opnieuw onderzocht. Deze onderscheidt
drie vormen van het hydroxyde: vorm A is het sterkst oplosbaar
in loog en ontstaat door aan een loogoplossing ZnSO^-oplossing toe
te druppelen. De analyse van het bij gewone temperatuur gedroogde
produkt leverde op: 2Zn0.H20. Uit de verzadigde oplossingen van
A scheiden zich na verloop van tijd, de vormen B of C af; beiden
zouden de samenstelling ZnO.HjO hebben, doch B wordt soms in
mooie kristallen verkregen, terwijl C steeds amorph is.
Het behoeft na het voorafgaande wel niet meer betoogd te worden,
dat van een constante samenstelling der amorphe hydroxyden geen
sprake kan zijn. Het watergehalte van deze lichamen hangt van
allerhand factoren: bereiding, tijd van bewaren, enz., af ; een bepaalde
formule voor hen heeft dus geen zin.
Anders staat het met het gekristalliseerde hydroxyde. Het bleek
mij inderdaad mogelijk, het zinkhydroxyde als gekristalliseerde phase
van constante samenstelling te isoleeren. Hiertoe ging ik als volgt te
werk: aan 50 c.c. eener normaal oplossing van KOH werd uit een
h Lieb. Ann. 94, 358 (1855).
Zie o.a. Bödeker. Lieb. Ann. 94, 358 (1855); Ville, Gomp. Rend. 101,
375 (1885).
*) Zeitschr. anorg. Chera. 74, 157 (1912). Zie ook WooD, Journ. Ghem. Soc.
97, 886 (1910).
168
baret toegedruppeld een normaal oplossing van zinksulfaat. Aanvan-
kelijk lost het zich vormende hydroxyde on middellijk op, doch er
komt ten slotte een punt, waarop de vloeistof bij omschudden iets
troebel blijft. Bij sterk schudden en vooral na krassen van den glas-
wand komt na eenige minuten staan een zwaar, zanderig neerslag.
Ook enten met reeds verki-egen kristallen bleek de afscheiding zeer
sterk te bespoedigen. Bij microscopische beschouwing maakt het
produkt een geheel homogenen indruk en het blijkt te bestaan uit
zeer kleine, langgerekte staafvormige kristallen. Ze fütreeren zeer
gemakkelijk en iti tegejistelling met de amorphe produkten, zijn de
kristallen zeer snel uit te wasschen. Na drogen bij 40° — 50° leverde
de analyse :
18,06 V„ H,0 ; 81 ,9J “/. ZnO (Theoretisch voor Zn(OH),. . . . 18,11 7„ H,0
81,89 7, ZnO.
De sterkte van de loog werd gevarieerd tusschen de grenzen van
4,0 en 0,1 normaal, de sterkte der zinksulfaatoplossing eveneens ; steeds
haddendegevormdekristallen denzelfden vormen dezelfde samenstelling.
Stabiliteit van gekristalliseerd zinkhydroxyde ten opzichte
van zinkoxyde.
De proeven N“^ 26 — 31 van Tabel 1 geven een indruk van de
stabiliteitsverhouding van het gekristalliseerde Zn(OH)3 en ZnO.
Bij N“. 26 werd de vaste phase als gekristalliseerd Zn(OH), toege-
voegd, de massa werd ruim 2 weken in den thermostaat op 30°
gehouden. Toen bleek het kristallijne Zn(OH)j totaal omgezet te zijn,
en de vaste phase bestond uit ZnO. De analyse van oplossing en
rest bevestigde dit, het gevonden punt valt op de lijn AB. Hieruit
blijkt dus, dat bij 30° het gekristalliseerde zinkhydroxyde metastabiel
is ten opzichte van ZnO.
Bij kortere evenwichts-instelling bleek het mogelijk de metastabiele
oplosbaarheidslijn van Zn{OH), te bepalen.
N“. 27 werd ingezet met gekristalliseerd Zn(OH)3 en na ± 24 uur de
oplossitig geanalyseerd; de vaste phase bleek toen nog uit het kristal-
lijne hydroxyde te bestaan. In overeenstemming hiermede was het
zinkgehalte van de oplossing (zie tabel) belangrijk hooger dan met
de lijn AB overeenkomt. De N°* 30 en 31 zijn op overeenkomstige
wijze uitgevoerd, ook hier wei'd gekristalliseerd Zn(OH)j als vaste phase
toegevoegd en de oplossing na ±24 uur geanalyseerd. De gevonden
samenstellingen dei- oplossing liggen wederom belangrijk boven lijn
AxB. De punten, welke deze oplossingen voorstellen, vormen tezamen
169
de metastabiele qplosbaarheidslijn EF vaji het gekristalliseerde zink-
hydroxjde.
De bepalingen N®® 28 en 29 tenslotte zijn verricht in éénzelfde
oplossing, waaraan kristallen Zn(OH)s als vaste phase werden toe-
gevoegd. Na ± 24 uar leverde de oplossing de samenstelling N“. 28
en was Zn(OH)j als vaste phase aanwezig. 'Terwijl een dag later
deze kristallen nog aanwezig bleken en de oplossing nog dezelfde
samenstelling bezat, werd drie weken later de samenstelling N“. 29
gevonden. Alle Zn(OH)j-kri3tallen waren verdwenen ; het nn ge-
vonden punt ligt op AB, terwijl ook de analyse van de rest uitwees,
dat ZnO als vaste phase aanwezig was. De oplosbaarheid van gekris-
talliseerd ZnlOHjj is dus onder overigens gelijke omstandigheden
belangrijk hooger dan die van ZnO.
R E S fT M É.
1. De oplosbaarheids-isotherm in het stelsel NajO-ZnO-HjO werd
bij 30° volledig vastgesteld.
2. Hierbij bleken als stabiele vaste phasen op te treden : zink-
oxyde ZnO, n atrium zin kaat Na, O . ZnO . 4H,0, het raonohydraat van
natriumhydroxyde NaOH . H,0.
3. Het natriumzinkaat vormt zeer sterk incongruente oplossingen,
door oplossingen beneden een concentratie van 1 dl. NaOH op 2 dln.
water wordt het ontleed onder afscheiding van ZnO.
4. Het amorphe, gelatineuze zinkhydroxyde moet beschouwd worden
als een phase van wisselend watergehalte ; het is onmogelijk van
geadsorbeerde ionen te reinigen. Het is metastabiel ten opzichte van
gekristalliseerd zinkhydroxyde.
5. Onder bepaalde omstandigheden is zinkhydroxyde te verkrijgen
als kristailijne phase van de constante samenstelling Zn(OH)5.
6. Dit gekristalliseerde hydroxyde is bij 30° metastabiel ten opzichte
van ZnO.
De kosten dezer onderzoekingen zijn gedeeltelijk bestreden uit een
subsidie mij ter beschikking gesteld uit het van ’t HoFF-Fonds. Aan de
commissie van beheer van dit fonds, betuig ik ook te dezer plaats
mijn hartelijken dank.
Delft, Juni 1919.
Anorganisch en physisck-chemisch Laboratorium
der Technische Hoo'geschool.
Natuurkunde. — De Heer Zeeman biedt eene mededeeling aan van
den Heer P. A. van der Harst: „Waarnemingen over de
spectra van tin, lood, antimoon en bismutk in het magnetische
veld'’ .
(Mede aangeboden door den Heer H. A. Lorentz).
Voor bel doen van de hieronder beschreven waarnemingen heb
ik gebruik gemaakt van de tralieopstelling van het Natuurkundig
Laboratorium te Amsterdam, door professor P. Zeeman te mijner
beschikking gesteld.
Meer uitvoerig zullen de proeven en waarnemingen beschreven
worden in mijn proefschrift, dat onder bovenstaanden titel uitkomt
1. De S|)ectra van tin, lood, antimoon en bismuth zijn weinig of
niet op hun ZEEMAN-effect onderzocht. De eenige, die systematische
waarnemingen liierover bij deze elementen deed, is Purvis D. Diens
uitkomsten vertonnen echter, zooals bekend is, dikwijls groote
afwijkingen van die van anderen, wat in hoofdzaak te wijten is
aan een fout in het meten der veldsterkte. Bovendien meet Pürvis
slechts weinig lijnen van deze elementen, n.1. slechts die, waarvoor
geen langer belichtingstijd dan een half uur noodig was om ze,
voor het meten, duidelijk genoeg op de fotografische plaatjes te
krijgen. Het leek me daarom goed de magnetische splitsing bij deze
elementen aan een nader onderzoek te onderwerpen.
2. De tralie-opstelling is beschreven door Mevr. H. B. Bilderbeek —
v. Meurs ’). Het tralie is een hol tralie van Rowland, 3 p. straal,
8 c.rn. breed, 14438 strepen per inch. Spleet en tralie staan vast
ten opzichte van elkaar en ten opzichte van een ijzeren cirkelvormigen
boog, waarop de fotografische plaatjes geklemd worden, zoodat in
alle orden tegelijkertijd belicht kan worden.
De spleetwijdte bedroeg gewoon lijk ongeveer 20 p, dat is 8 maal
b J. E Purvis. The influence of a very strong magnetic field on the spark
spectra of Lead, Tin, Antimony. Bismuth and Gold. Camb. Phil. Soc., 14, 217,
1907; Nature, 76, 166, 1907.
b H. B. Bilderbeek — v. Meurs. Magnetische splitsing van het ultraviolette
ijzerspectrum (A 2300 — A 4500). Diss., Amsterdam, 1909.
171
de „normale” spleetwijdte bij de gebruikte opstelling. Als lens
gebruikte ik een dubbellens van kwarts-calciumfluoriet, doorzichtig
voor ultraviolette stralen en bovendien achromatisch. Het beeld van
de lichtbron viel steeds op dezelfde plaats van de spleet.
Het was meestal noodig de vertikale en horizontale componenten
te scheiden met een kalkspaatrhomboëder, geplaatst tusschen lichtbron
en lens. Van de beide beeldjes, hierdoor gevormd, werd eén op de
spleet geworpen.
De magneet was een du Bois magneet groot model, waarbij de
eindvlakken der kegelvormige pooltoppen cirkelvormig waren met
een doorsnede van doorgaans 8 mm. De poolafstand was nooit
grooter dan 4 mm. . De magneetstroom werd gemeten met een
thermische Ampèremeter van Hahtmann en Braun en bedroeg ge-
woonlijk 15 Ampère.
Als lichtbron diende een vonk, overspringend tusschen electroden
van het te onderzoeken metaal of alliages ervan. De vonk stond,
parallel aan een condensator, in de secundaire keten van een trans-
formator (van Koch en Sterzel te Dresden) waarvan de primaire
keten gevoed werd door stadswisselstroom. Bovendien stonden in
de secundaire keten een hulpvonk en een regelbare zelfinductie in
serie met de vonk. De bijzonderheden der vonkontlading (lichtsterkte,
scherpte der gevormde spectraallijnen, smelten der electroden) en
den invloed daarop van zelfinductie, capaciteit en hulpvonk zal ik
uitvoerig in mijn proefschrift beschrijven.
Als fotografische plaatjes werden door mij meestal ,,Agfa Röntgen”
platen gebruikt, die ik kleurgevoelig maakte door ze van te voren
in ,,Pynachrom” te baden. De op deze wijze behandelde plaatjes
bevielen mij beter dan de in den handel verkrijgbare kleurgevoelige
platen.
De metingen geschieden met een coinparateur van Zeiss. De
resultaten werden naar hun meer of mindere nauwkeurigheid in 4
groepen verdeeld, die ik in de tabellen achtereenvolgens een gewicht
4, 3, 2, 1 gegeven heb- De eerste groep had een waarschijnlijke
fout van 1 7o of minder, de tweede van 1 “/o lot 5 7o> de derde
van 5 Vj — 10“/,, de vierde van meer dan 10 “/,. Voor de voorzorgen,
bij de metingen genomen en de bepaling der font verwijs ik naar
mijn proefschrift.
Ook de voorbereidende proeven : het scherpstellen van den platen-
honder, het bepalen van het oplossend vermogen en der schaalwaarde
zal ik hier niet nader behandelen maar kan men aldaar vinden
*) Schusteb. The opties of the spectroscope. Astroph. J., 21, 197, 1905.
172
Het oplossend vermogen was zeker niet kleiner dan het theoretische.
3. Waarnemingen. De verschillende veldsterkten werden steeds
bepaald door de splitsingen te meten die er door veroorzaakt werden
bij Zn 4680, waarbij dan de groote der splitsing van deze lijn ver-
geleken werd bij die, verkregen met de bekende absolute metingen
van Gmeltn, Weiss en Cotton, en Fortrat. ’) Ik nam als stan-
daard waarde voor . 10*^ het gemiddelde van de door hen ver-
kregen waarden, 9.376. Gewoonlijk werkte ik met velden, die in
de buurt van 30000 Gausz lagen.
Bij tin en lood waren de electroden buigzame bandjes van deze
metalen, die kruiselings over de pooltoppen gespannen werden. Bij
tin werd de vonk nog door een Föhn koudgeblazen, omdat anders
de electroden te snel doorsmolten en de ontlading in een continue
overging. Bij lood werd van deze methode afgezien, omdat de Föhn
vaak haperde, en werd een hulpvonk in de secundaire koten in serie
met de belichtingsvonk geschakeld. Door van deze hulpvonk den af-
stand te regelen, heeft men de werking van de belichtingsvonk veel
beter in de hand. De electroden der hulpvonk moeten dan echter
niet kunnen oxydeeren, daar men anders aldaar een meer continue
ontlading krijgt, terwijl de hulpvonk juist dient om dit bezwaar, dat
men bij de belichtingsvonk heeft en daar niet kan vermijden, te
ondervangen en dus te zorgen, dat men een onderbroken ontlading
houdt. Daarom werden de bolletjes van messing, waaruit de elec-
troden der hulpvonk bestonden, bekleed met platina kapjes. De bandjes
van lood werden strak gespannen gehouden over de pooltoppen,
daar ze anders steeds de neiging hebben naar elkander toe te buigen,
waardoor de vonkafstand te klein wordt. -
Van antimoon konden, door de groote brosheid van dit metaal,
geen buigzame bandjes gemaakt worden en gebruikte ik dus kleine
platte staafjes ervan als electroden, die geklemd werden in een vonk-
statief van messing. Een voordeel van dit metaal is, dat het een vrij
hoog smeltpunt heeft en de electroden dus minder spoedig door-
smelten. Bismuth heb ik alleen als alliage met antimoon als electrode
gebruikt, (60 gewichtsprocenten bismuth), anders had het tegelijker-
tijd de bezwaren van tin en lood, dat het spoedig smolt, en die van
antimoon, dat het bros was. Bij het alliage was het eerste bezwaar
opgeheven en kon het verder als antimoon behandeld worden.
‘) P. Zeeman. Researches in Magneto-optics. Mac Millan and Go, London, 1913,
blz. 67. Deutsche Uebersetzung, Leipzig, J A. Barth, 1914.
R. Fortrat. Recherches de magneto-optique. Thèse, Paris, 1914.
173
Nog moet ik vermelden, dat ik in de tabellen, waarin
Schippers *) zijn metingen over het antimoonspectrimi samenvat en
die in Kayser’s Handbuch der Spectroskopie overgenomen zijn, eenige
lijnen aantrof, die ik op mijn plaatjes nooit vond. Het zijn de lijnen
4370, 4295, 4287, 4091, 4078, 4038, 4024, 4006,4004,3979,3721,
3467, 3460. Uit eenige proefnemingen, die ik nam, met het doel
om uit te maken of deze lijnen bestonden, meen ik te moeten be-
sluiten, dat Schippers zich vergist heeft en lijnen van de derde orde
voor lijnen van de tweede orde heeft gehouden. De bovenstaande
lijnen zijn volgens mij achtereenvolgens de volgende lijnen van de
derde orde: 2913, 2863, 2858, 2727, 2719, 2692,2683,2671,2670,
2653, 2480, 2311, 2306.
In de tabellen heb ik naast mijn eigen uitkomsten die van Purvis
opgenomen. De veldsterkte, die hij opgaf, bracht ik echter niet in
rekening, daar deze zeker te hoog opgegeven staat. In plaats daarvan
heb ik met behulp van mijn uitkomsten nagegaan welke veldsterkte
Purvis gehad heeft, door het gemiddelde van zijn uitkomsten te
vergelijken met het gemiddelde van de mijne; dit voor elk element
afzonderlijk. Ik vond zoo voor tin, lood, antimoon en bismuth achter-
eenvolgens 30400, 31100, 28700, 31100 Gausz. Cotton schat de
door PüRVis gebruikte veldsterkte op 30800, hij zelf geeft op 39980
Gausz. Voor het beter onderling vergelijken der uitkomsten zijn die
d).
van PüRVis voor — in onderstaande tabellen door bovenstaande veld-
sterkten gedeeld.
O
De golflengten staan, afgerond, opgegeven in internationale Angström
eenheden.
4. Bespreking der tabellen. Behalve de in de tabellen opgenomen
splitsingen staan verder nog bij tin op een van de opnamen, waarop
beide soorten van componenten tegelijkertijd voorkwamen, de quadru-
pletten 2368 en 2762 (booglijn), die achtereenvolgens als waarden voor
(dA : A’H) . 10^^ hadden: 34.6 (3), 48.0 (2) en 49 (2), 56.6 (3). De
getallen tusschen haakjes geven het gewicht aan. 2266 en 2408
zijn gesplitst. De grootte der splitsing is niet te meten maar bedraagt
achtereenvolgens minder dan 76 en 59. 2355 is waarschijnlijk gesplitst.
Verder staat bij antimoon nog op de opnamen de door Schippers
opgegeven luchtlijn 3640 gesplitst. Hiervan is (d^ : A^H) . 10’“ = 66.2,
gewicht 3.
’) H. Schippers, Messungen am Antimonspectrum. Zs. f. Wiss. Phot., 11,
235, 241.
174
Bij de Bismutlilijnen zijn er eenige, waarbij men met de beoor-
deeling der splitsing voorzichtig moet zijn. In hetgeen volgt zal ik
met een s aanduiden alles, wat op de trillingen loodrecht op de
krachtlijnen slaat, een p slaat op trillingen evenwijdig aan de kracht-
lijnen.
3068. De 5-figuur was op eenige opnamen een triplet van asym-
metrische intensiteit. De overeenkomstige p-figimr was dan een doublet
dat er geheel als een omgekeerde lijn uitzag, zoodat ik vermoedde
dat liet 5-triplet eigenlijk een doublet van een omgekeerde lijn was,
waarvan de twee middelste deelen samenvielen. Dit bleek juist te
zijn, toen later, door het grooter maken dér zeltinductie waarschijnlijk,
het 5-triplet in een gewoon doublet overging, het p-doublet in een
enkele lijn. Ook een opname, waarin minder bismuth in het alliage
was, leverde dezen laatsten vorm, dus een gewoon triplet. Zie ook, wat
Puavis omtrent deze lijn zegt.
4260. Ik vermoed, dat hiervoor hetzelfde geldt als voor 3068.
Bij het opvoeren van de zeltinductie, om zekerheid te krijgen, werd
deze lijn echter te zwak om er iets van te kunnen zeggen. Vóór
het vermoeden pleit, dat de splitsing van de p-componenten even
groot is ais van de ^-componenten.
4122. Dit is, meen ik, een ander geval. Exner en Haschek geven
hier twee lijnen, 4121,75 en 4122,08, de laatste iets sterker dan de
O
eerste. Ook ik vind twee lijnen met een afstand 0.24 A.E. en dezelfde
sterkteverhouding. Ze zien er in het geheel niet als één, omgekeerde,
uit. De 5-tiguur is een triplet, dat iets van niterlijk verandert als
de omstandigheden veranderen (zie tabel). Het verschil in splitsing
tusschen overeenkomstige componenten in beide gevallen zal wel
aan de moeielijke en dus onzuivere waarneming te wijten zijn. Het
verschil in afstand aan weerszijden van de middelste component
geloof ik echter, dat werkelijk bestaat. Voor de p-figuur staat een
triplet opgegeven. Er staat een onscherpe lijn, die naar rood en ook,
maar nog veel zwakker, naar violet over eenigen afstand vervloeit
en dan min of meer plotseling ophoudt. Ik meen echter op enkele
plaatsen een scheiding te zien. De metingen zijn natuurlijk weinig
waard. Pukvts geeft voor de splitsing op: 72.3. Dit is ongeveer gelijk
aan wat ik voor de splitsing der buitenste componenten van het
,s-triplet vind.
4723. Van deze lijn geeft Wali Mohammad een beschrijving, wat
het gedrag betreft bij zwakke magneetvelden, bestudeerd met een
echelon *). Ik zelf vind op de ,9-opnamen 2 middelste componenten.
1) Gh. Wali Mohammad. Untersuchungen über magnetische Zerlegung feiner
175
op naast elk waarvan een breede veeg- staat, die vrij plotseling ophoudt.
Er is haast geen afscheiding te zien, waardoor het meten lastig
wordt. Toch komen de verschillende metingen der buitenste com-
ponenten goed overeen, van de binnenste minder. Het p-doublet staat
zeer dicht bijeen, zoodat daar al vanzelf een groote betrekkelijke
fout ontstaat.
In de tabel is de meest violette component met een — , de meest
roode met een + aangegeven. In dat geval is de splitsing niet
= 2d^, zooals boven de kolom staat aangegeven, maar = dA ; o
beteekent niet, dat de lijn op de plaats van de oorspronkelijke,
ongesplitste, staat maar alleen, dat daar een component staat.
5. Algemeens uitkomsten. Wanneer men in het voorgaande de
resultaten vergelijkt, valt al dadelijk op, dat, al is ook de algemeene
gang der uitkomsten dezelfde, er toch nogal veel afwijkingen voor-
komen, die meer bedragen, dan de aangegeven waarschijnlijke fout.
Ook komt het een enkele keer voor, dat een quadruplet voor een
triplet aangezien wordt, wat niet te verwonderen is bij de dicht
bijeen staande middelste componenten van deze vaak onscherpe lijnen.
Dat iets dergelijks het geval kan zijn met andere lijnen, die als
triplet opgegeven staan, is niet onmogelijk.
Eene overeenkomst, zooals Pürvis die aangeeft tusschen de qua-
drupletten Pb 3740, Pb 2873, Sb 3723, Sb 3638 en misschien
Sb 2668, Bi 2989, bestaat volgens mijne metingen niet, uitgezonderd
misschien die tusschen Sb 3638 en Bi 2989. — Gaat men na, of er
nog eenig verband bestaat tusschen de splitsingen der lijnen,
waarvoor Kayser en Rünge * *) de bekende constante trillingsver-
schillen vinden, dan blijkt dat zulk een verband niet bestaat. —
V. Lohuyzen ’) heeft in de spectra van tin en antimoon reeksen
aangegeven. Aan de juistheid er van wordt echter getwijfeld door
Saunders ') en Arnolds 0- Ik heb nu nagegaan of de regels van
Preston voor deze reeksen doorgingen. Van reeks I, die v. Lohuyzen
in het tinspectrum aangeeft, heb ik voor de lijnen 3656 en 2785
Spektralliniën im Vakuumlichtbogen. Ann. d. Phys.. (4), 39, 225, 1912; Diss.,
Göttingen, 1912.
b H. Kayser und C. Runge. Ueber die Spectra von Zinn, Blei, Arsen, Antimon,
Wismuth. Abhandl. Berl. Akad. 1893; Wied. Ann., 52, 93, 1894.
T.- VAN Lohuizen. Bijdrage tot de kennis van lijnenspectra. Diss , Amsterdam
1912.
*) F. A. Saunders. Astrophys. J., 36, 409.
R. Arnolds. Das Bogen- und Funkenspectrum von Zinn (von A 7800 — A 2069).
Zs. f. wiss. Phot., 13, 325.
176
de splitsingen (d. w. z. de waarden voor dA : zie tabel) 29,6
en 56,1 gevonden; 2408 in die reeks heeft een splitsing kleiner dan
59. In de i’eeks VII vind ik voor de lijnen 3801,2851,2594,2483,
2422 aclttereen volgens de splitsingen 40,5, 42,5, 44,7 (56 en 46,8),
45,9. Hierin geeft 2483 een qnadruplet, de overige lijnen geven
tripletten. Reeks VIII: 3175 en 2483 geven achtereenvolgens 69,7,
(56 en 46,8) als splitsing, ^^ntimoon. Reeks XIII: de lijnen 3268 en
2574 hebben achtereenvolgens een splitsing van 40,9 en 45. Reeks
XIV: 3505 heeft de splitsing 63,7 en 2719, 51,5. Reeks XX : 3233,
2653, 2478 hebben de splitsingen 60,0, 63, 68,7.
Bij de andere tin- en antimoonreeksen heb ik geen, of slechts één
lijn gesplitst gekregen.
Gaan we de bovenstaande resultaten na, dan zien we dat van de
reeksen, waarbij over het volgen van de regels van Preston te oor-
deelen valt, slechts reeks XIII niet in strijd is met deze regels. In
reeks VII loopen de splitsingen geleidelijk op; de eerste en de laatste
splitsing liggen meer dan de foutengrens uiteen. Bovendien komt
daar midden tusschen de tripletten een quadruplet voor. Ook al
waren, wat zeer onwaarschijnlijk is, deze tripletten eigenlijk quadru-
pletten, waarvan alleen de middelste component niet gesplitst gezien
werd, dan waren toch de grootten der splitsingen der buitenste
componenten niet met elkander in overeenstemming. — Het voor-
gaande pleit m. i. niet voor de uitkomsten van v. Lohuyzkn, al blijft
het altijd mogelijk dat er reeksen zijn die niet aan den regel van
Preston gehoorzamen. Het nut van de Zeem AN-effec ten voor het
onderkennen van spectraalreeksen kwam opvallend voor den dag
toen Rünge en Paschen in de spectra van Mg, Ca, Sr, Ba dubbel-
lijnen vonden, die in het magnetische veld op dezelfde wijze ver-
anderd werden als dubbellijnen in hoofd- en nevenreeksen in de
spectra der alkalimetalen, terwijl ook bij sommige dubbellijnen uit
het Ra-spectrum soortgelijke uitkomsten werden gevonden. De ver-
wachtingen, die in 1902 en 1904 aan de genoemde onderzoekingen
werden vastgeknoopt, wat het vinden van i’eeksen betreft, worden
dus, wat de door mij onderzochte metalen betreft, niet vervuld.
Verder heb ik zelf nog getracht, regelmatigheden te vinden. Hierbij
en bij het voorgaande heb ik gebruik gemaakt van een grafische
voorstelling, die mij gemakkelijk leek. Daartoe heb ik in elk element
de splitsingen volgens grootte gerangschikt en ze toen op schaal
vertikaal onder elkander geteekend, zooals men dat gewoonlijk doet,
wanneer men splitsingen onderling wil vergelijken. Daar twee opeen-
volgende splitsingen over het algemeen slechts weinig in grootte
verschillen, ontstaat zoo een kromme. Een vertikaal gedeelte beteekent
177
een aantal gelijke splitsingen. Teekent men de bijbehoorende lijnen
Grafische voorstelling der splitsingen.
Laad.
b_
L
1
i656
1386
■
Z9/V
1113
1
-
iU9
10Z0
■
«186
Z80Z
■
3283
1168
1
3801
26131
1
1811
1609
■
Z¥Z9
2611
1
119¥
3612
1
IHZZ
Z873
1
1
1189
1018
1
1 1
Z368
3613
1
1
3262
2813
1
3033
3110
1
Z8t«
2611
■
1
335Z
1
IIHJ
3610
1
«SZi
2663
■
3112
106Z
■
■
t196
3683
1
zm
2116
■
zm
2698
■1
itez
1113
1
1
3331
A
■
zm
■
Z661
■
ZS1Z
1031
■
ZS63
3Z6S
1
3009
2111
1
1
Z810
2116
1
1
3/11
1361
1
1
zm
21/9
1
1
3031
2398
Z31S
3118
1618
Sl$i
iBisjnuLh.
212$
2612
Z683
m
3193
3211
1
3391
261/
1
1
3S96
2633
1
1
Z6ZS
3101
1
3011
3030
Z993
zm
■
Z898
3683
■
im
3638
■
* iQZi
11/9
■
Z938
3U3
■
1
ilzs
2121
1
1
Z989
23/1
3068
1818
3111
3383
*■
I
I
■
aan.
■■
naast de splitsingsfiguur aan, dan heeft men zoo direkt een overzicht
over de lijnen, die mogelijk tot een reeks behooren. Zie de grafische
voorstelling.
Hierin staan de splitsingsfignren slechts voor de helft opgenomen,
wat niet hindert, daar ze toch symmetrisch zijn. De componenten
zijn niet door enkele lijntjes aangegeven ; ik heb het heele gebied,
waar ze zich volgens de waarschijnlijke fout kunnen bevinden, zwart
gemaakt. De vertikale lijnen, die in de figuur geteekend zijn, staan
op afstanden = de halve normale splitsing. Een hellend recht
12
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A^. 1919/20.
178
gedeelte der kromme beteekent dat tnsschen twee bepaalde grootten
de splitsingen regelmatig verdeeld zijn. Ging ik dit na voor de
splitsingen bij de vier door mij onderzochte elementen, dan kreeg
ik vier krommen, elk bestaande voor het grootste gedeelte uit een
recht hellend stuk, wat dus beteekent, dat bij elk der elementen
haast alle splitsingen over een bepaald gebied vrijwel regelmatig
verdeeld zijn. Bij tin liggen de meeste splitsingen op deze wijze tus-
schen 40 en 70, bij lood tusschen 45 en 70, antimoon heeft een
reeks splitsingen tusschen 60 en 65, en verder eenige in de buurt
van 70, van bisinuth bestaan wel wat weinig jesultaten, maar deze
liggen toch tamelijk regelmatig tusschen 45 en 70.
Een duidelijk vertikaal gedeelte, dus verscheidene gelijke split-
singen, komt niet voor. Veel resultaat bij het zoeken naar reeksen
met behulp \’an gelijke splitsingen verkrijg ik dus door deze krom-
men niet. Ik heb het ook beproefd bij tin, en bij antimoonlijnen,
die een splitsing hadden tusschen 60 en 65, maar evenmin met resultaat.
Ook ging ik nog na of er eenvoudige betrekkingen bestonden
tusschen de afstanden der componenten bij meer dan drie-voudige
splitsingen, die nogal zuiver gemeten waren (gewicht 3 of 4). Bij
Sb 3740, Sb 2671 en Sb 2878 vond ik geen eenvoudige verhoudin-
gen. Bij Sn 3331 verhouden zich de afstanden der componenten als
3: 2, wanneer men er de waarden 59,3 en 39,5 voor neemt, die
binnen de foutengrens liggen. Bij Pb 2802 is de verhouding ook
3: 2 met de waai-den 49,1: 32,7. Pb 2873 geeft 54,7:41,0 = 4:3.
Sb 3723 geeft 72,6: 36,3 = 2: 1. Eenig onderling verband of een
eenvoudige betrekking tot de normale splitsing bestaat echter niet.
In het kort kunnen dus de resultaten als volgt samengevat worden :
Van 35 tin-, 23 lood-, 27 antimoon- en 16 bismuthlijnen werd
het Zeeman-effect gemeteri. Hierbij doen zich afwijkingen voor van
de, op slechts enkele lijnen betrekking hebbende, uitkomsten van
PüRVis, naar' ik vermoed tengevolge van minder zuivere metingen
van hem. Verband tusschen de splitsingen van die lijnen der onder-
zochte metalen, waarvoor voorgesteld werd ze in reeksen op te nemen
of die volgens de wetten van de 2e soort van Kayser en Rünge
gerangschikt zijn, werd niet gevonden. De splitsingen liggen vrij
regelmatig verdeeld tusschen waarden, die ongeveer 1 en 1,5 maal
die van de normale splitsing bedragen. Als incidenteele uitkomst
vind ik, dat een aantal door Schippers voor antimoon opgegeven
lijnen niet reëel is.
179
6. l^abellen.
Tin.
A
2 d A (H =
= 34930)
(d A : A2 H). 10<4
OPMERKINGEN.
trilling
± kr. 11.
trilling
// kr. 11.
-eigen
waarnemingen
waarng.
dA
A* '
Purvis
3,04
2 d A
g
2 d A
g
trilling
± kr. 11.
trilling
II kr. 11.
trilling
± kr. 11.
trilling
// kr. 11.
2335
0.322
3
0
84.6
0
2422
0.188
3
0
45.9
0
2429
0.18
2
0
43
0
2483
0.24
2
0.202
3
56
46.8
2496
0.242
3
0.14
0
55.7
32
2547
0.227
3
0
50.2
0
2572
0.291
3
0
63.1
0
2594
0.210
3
0
44.7
0
2661
0.297
3
0
59.9
0
2707
0.357
3
0
69.9
0
72.2
0
2780
0.322
3
0
59.7
0
2785
0.304
3
0
56.1
0
2813
gesplitst
0
gesplitst
0
De splitsing is on-
2814
0.270
3
0
48.9
0
geveer zoo groot
2840
0.385
3
0
68.5
0
66.1
0
als die van 2814
2851
0.241
3
0
42.5
0
42.6
0
2863
0.372
3
0
65.0
0
64.5
0
2914
0.21
2
0
35
0
3009
0.429
4
0
67.9
0
66.1
0
3033
0.313
3
0
48.7
0
3034
0.463
3
0
72.1
0
70.5
0
3142
0.368
3
0
53.2
0
3175
0.490
3
0
69.7
0
70.4
0
3219
0.261
3
0
36.1
0
3262
0.357
3
0
48.2
0
49.5
0
3283
0.30
1
0
40
0
3331
0.462
4
0.302
3
59.6
39.1
58.8
40.0
3352
0.39
2
0
49
0
3656
0.276
3
0
29.6
0
3801
0.409
4
0
40.5
0
40.0
0
4525
0.725
3
0
50.6
0
53.6
0
4586
0.59
2
0
40
0
4618
1.316
3
0
88.5
0
5563
gesplitst
0
gesplitst
0
5589
1.02
2
0
47
0
12*
180
Lood.
2d A(H:
= 32810)
(d A: A2H). 10'4
A
trilling
trilling
eigen
waarng.
d A
Purvis
3.11
OPMERKINGEN.
± kr.
11.
// kr. 11.
waarnemingen
A2 ■
2d A
g
2d A
g
trilling
trilling
trilling
trilling
X kr. 11.
//kr. 11.
Xkr. 11.
II kr. 11.
2476
0.294
3
0
73.2
0
2577
0.277
3
0
63.6
0
2613.7
0.23
1
0.13
1
51
o
CO
j
j. componenten; hier
staan waarschijnlijk 4
2614
0.24
2
0.21
2
53
46
lij ntjes, 2 sterke, waar-
naast 2 zwakke; de 2
middelste vallenhaast
2663
0.308
3
0
66.1
0
samen.Waarschijnlijk
hoorende2zwakkebij
2613.7, de 2 sterke bij
2698
0.414
3
0
87.0
0
2614. De afstand mid-
den zwakke op mid-
2713')
0.426
3
0
88.7
0
den sterke=0.45A.E.,
de afstand volgens de
tabel van Klein tus-
2802
0.173
48.3
33.5
0.249
3
3
46.4
0
schen 2613,7 en 2614 —
O
0.52 A.E ,wat overeen-
2823
0.318
3
0
60.6
0
41.5
0
komt met hetgeen ik
op de opname zonder
2833
0.34
2
0.19
2
64
36
63.0
0
veld meet. De over-
eenkomst 0.45 en 0.52
is slecht maar was ook
2873
0.297
0.492
3
0.221
3
54.9
58.9
40.8
66.0
31.2
niet beterte verwach-
ten bij de zeer slecht
te meten componen-
3573
3
0
0
ten van 2613.7.
3576 2)
62.1
0
// componenten: De
splitsing 130 van 2613.7
berust slechts op 1
3640
0.57
2
0
66
54.2
0
66.0
0
enkele, zeer onnauw-
keurige meting; de
afstand van midden
3672
0.481
3
0
0
57.0
0
op midden bedroeg
0.49 X.E.
3683
0.609
3
0
68.3
0
69.2
0
3740
0.576
4
0.208
3
62.8
22.6
64.4
30.6
4020
0.501
3
0
47.3
0
4058
0.646
3
0
57.8
0
57.6
0
4062
0.729
4
0
67.3
0
68.2
0
4168
0.57
2
0.468
3
50
40.8
4245
0.537
3
0
45.3
0
42.2
0
4386
0.543
3
0
43.0
0
37.0
0
5609
1.706
3
0
52.0
0
0 boeglijn.
2) moet. dit misschien 3573 zijn?
A
2311
2446
2478
2529
2574
2598
2612
2617
2653
2669
2671
2683
2719
2727
2770
2851
2878
3030
3233
3248
3268
3274
3383
3505
3638
3383
3723
4034
4195
4219
4352
181
Antimoon.
2d A(H
= 26290)
(d A; A^H). 10'4
OPMERKINGEN.
trilling
j. kr. 11.
trilling
// kr. 11.
eigen
waarnemingen
waarng. Purvis
on.
2d ;
g
2dA
g
trilling
± kr. 11.
trilling
// kr. 11.
trilling
± kr. 11.
trilling
II kr. 11.
0.23
2
0
81
0
0.152
3
0
48.7
0
0.220
3
0
68.7
0
0.20
2
0
60
0
55.2
0
0.15
2
0
45
0
0.19
2
0
54
0
55.5
0
0.217
3
0
60.9
0
gesplitst
0
gesplitst
0
0.23
2
0
63
0
78.4
34.7
Zijn dit misschien
0.234
3
0.207
3
62.8
54.5
dezelfde?
0.229
3
0
60.9
0
0.199
3
0
51.5
0
0.21
0
0
73
0
41.8
0
gesplitst
0
gesplitst
0
0.367 en 0
3
0.160
3
+84.8en0
36.9
+ 77.0en0
36.4
3 j.en 2//compo-
0.310
4
0
64.8
0
68.7
0
nenten.
0.327
4
0
60.0
0
60.7
0
0.309
3
0
56.2
0
0.233
3
0
40.9
0
0.35
2
0.19
2
62
34
0.571
3
0
95.5
0
0.408
3
0
63.7
0
0.484
3
0.19
2
70.2
27
73.2
34.4
0.496
3
0
70.2
0
0.523
4
0.273
3
72.3
37.8
76.7
35.0
0.28
2
0
33
0
gesplitst
0
gesplitst
0
0.65
0
0
71
0
0.496
3
0
50.0
0
182
Bismuth.
2dA(H
= 26290)
(dA:A2 H). 10'4
A
trilling
trilling
eigen
waarng. Purvis
011
OPMERKINGEN.
j. kr. 11.
// kr. 11.
waarnemingen
^^3.11
2d A
g
2d A
g
trilling
trilling
trilling
trilling
± kr. 11.
// kr. 11.
1 kr. 11,
// kr. 11.
2628
0.175
0
0
48
0
2898
0.247
3
0
56.0
0
56.6
0
2938
0.286
3
0
63.2
0
59.2
0
2989
0.314
3
0.124
2
66.7
26
64.0
26.4
2993
0.260
3
0
55.3
0
51.8
0
3025
0.292
3
gesplitst?
60.7
gesplitst ?
59.2
21.5
p figuur: ik vind de lijn,
meen ik, verbreed, op één
3068
0.346
3
0
69.8
0
plaatje misschien ge-
splitst. Waarschijnlijk is
de opgave van Purvis
3077
0.242
3
0
48.7
0
juist en was de splitsing
bij dit veld voor deze lijn.
te klein om gescheiden
3397
0.241
3
0
39.8
0
41.5
0
gezien te worden.
3511
0.461
3
0
71.1
0
3596
0.321
3
0
47.2
0
47.6
0
3793
0.285
2
0
38
0
(4122
—0.30,0,
+ 0.34 ')
2
— 0.32, 0,
+ 0.31
1
— 33,0, + 38
—35,0, +34 j
72.3
0
H = 26290 Gausz; zelf-
inductie 0.1 millihenry.
>4122
—0.28, 0,
+ 0.31 2)
2
te zwak
— 31,0, + 35
te zwak 1
H := 30500 Gausz; zelf-
inductie 0.8 millihenry.
4260
-0.47, 0,
+ 0.48 3)
2
0.47
2
— 49,0, + 50
49
Is waarschijnlijk een triplet
van een omgekeerde lijn,
4723
0.75 en'
0.35
70.1 en 29.6
20.9
zoodat de werkelijke split-
2
0.21
2
64 en 30
18
sing ongeveer is 0.50.
5145
0.83
0
0
60
0
-
') De meest roode component is iets sterker dan de beide andere, die even sterk
zijn. Ze zijn even scherp.
2) De 2 buitenste componenten zijn zoowat even sterk en scherp, de middelste
is zwakker en zeer vaag.
3) De middelste component is het sterkst. De meest violette component is zwakker
dan de meest roode. Slechts door aankrassen met een naald heb ik die violette
component kunnen meten.
Hatuur kunde. — De Heer Lorentz biedt eene mededeeling aan
van de Heeren L. S. Ornstein en H. C. Burger : ,, Frequentie-
toetten voor continu veranderlijke grootheden” .
(Mede aangeboden door den Heer Julius).
Ten einde eenige waarschijnlijkheidsgrootheden te definieeren en
hunne eigenschappen te onderzoeken, denken wij ons een kromme
y—f{x) gegeven. De kromme stelt een éénwaardige continue functie
voor, die de eigenschap bezit, dat in een zeer- klein inter\-al van de
abscis reeds alle waarden van het differentiaal quotiënt met groote
talrijkheid voorkomen ; hetzelfde kan — doch behoeft niet — omtrent de
waarden van de ordinaat ondersteld te worden. Wanneer men den
weg, die een deeltje bij de Brownsche beweging in de ^--richting
aflegt, als functie van den tijd graphisch voorstelt, krijgt men een
kromme als de boven beschrevene. De beschouwingen die wij hier-
onder ontwikkelen .zijn dus op de Brownsche beweging toe te
passen.^)
Wij vragen nu naar de kans, dat de waarde van ordinaat y in
een interval A van den abscis aan het punt x gelegen, tusschen y en
y dy ligt. Wij stellen deze kans door W {y, x, A) dy voor. Zij kan
als volgt gedefinieerd worden: wij kiezen een element A in de omge-
ving van X en gaan de lengte na der projecties op de .«-as van de
stukken der kromme, waarvoor de ordinaat tusschen y en y -j- dy
ligt. De som van deze projecties gedeeld door A is dan de gezochte
waarschijnlijkheid. Gelijk men gemakkelijk inziet, voert een andere
definitie tot dezelfde waarde voor de kans. Kies daartoe op toeval-
lige wijze een punt op de kromme in het interval A, en wel zoo
dat evenlange intervallen van de abscis x even waarschijnlijk zijn.
De kans dat de ordinaat van het gekozen punt tusschen y en y -|- dy
ligt, bedraagt dan W {y, x, A) dy. De kromme moet nu aan de voor-
waarde voldoen dat een zoodanige waarde van A kan worden aan-
gegeven, dat W {y X A) niet verandert als A met een bedrag van de
orde A toe- of afneemt.
We zullen ons in het volgende beperken tot gevallen, waarin de
waarschijnlijkheid W(y,x) niet van x afhangt; voor deze gevallen
’) Met een beperking intusschen, waarover hieronder nader gesproken zal worden-
184
die wij stationaire kunnen noemen, zullen wij de waarschijnlijkheid
W iy) dy voorstellen.
Bij de Brown’sche beweging van een vrij emulsie deeltje, waar
het gemiddelde quadraat van den weg evenredig met den tijd toeneemt,
hebben wij niet met een stationair geval te doeti, wel echter indien
het deeltje door krachten aan een nulstand gebonden is.
Een tweede functie, die wij beschouwen zullen, definieeren wij
als volgt: Zoek op een interval A van de kromme de punten uit
waar de ordinaat bedraagt, ga vanaf al deze punten in de
positieve abscis richting over een afstand s verder, gevraagd de kans
dat de ordinaat in het bereikte punt tusschen y en y
Hebben wij met het stationaire geval te doen, dan is de freqnentie-
wet onafhankelijk van x en kunnen wij deze wet voorstellen door
W (y„ y, §) dy. ')
Uit de definitie dei' functies W [y] en W{y^,y,^) volgt, dat zij
voldoen aan de identiteiten
ƒ
W (y) dy =1 en
jw
(2/o’y. §) dy = l,
. . (1)
waarbij de integratie over het geheele bereik der mogelijke waarden
van y moet worden uitgestrekt. Hiervoor kan steeds — go tot oo
gekozen worden.
Tusschen de functies W (y) en W (y„, y, §) bestaat een verband,
dat gemakkelijk kan worden aangegeven. Men heeft n.1. volgens
hunne beteekenis
^ ~S ^ ê) (2)
De integratie moet weder over het geheele bereik van de ordinaat
worden uitgestrekt, terwijl § een willekeurige waarde mag bezitten.
Terwijl de integraalvergelijking (2) zonder beperking geldt, bestaat
er voor W {y„, y, i) een integraalvergelijking, die echter slechts be-
perkte geldigheid bezit. Denken wij ons een interval gesplitst in
twee intervallen en i'i dan zal volgens de beteekenis der functie
W (y, y §) de vergelijking
^ (2/0. y, S,) =j w iy», Vx §1) ivx, y» ê\) dy, . . . (3)
gelden, mits de kans dat y, na een interval op y, volgt, onaf-
b Evenals bij het in deze Versl. Deel XVll, 1919, p. .1146 beschouwde discrete
probleem zijn nog andere kansfuncties op te stellen, ook hier zullen wij ons tot
de beide functies W (y) en W (y,,, y, §) beperken.
185
hankelijk is van het feit dat wij weten dat een interval tevoren
door is voorafgegaan.
In den regel zal dit bij willekeurige keuze van Si idet het geval
zijn; wij kunnen dit zoo uitdrukken; de integraalvergelijking (3) zal
gelden, indien een interval zoodanig gekozen kan worden dat van
de correlatie der y waarden aan het begin- en eindpunt van het
interval kan worden afgezien. Hoe sneller het ditferentiaalquotient
der kromme wisselt, voor des te kleiner intervallen zal de integraal-
vergelijking gelden. *)
Het verdient opmerking, dat de integraalvergelijkingen (2) en (3)
groote overeenkomst met de beide som vergelijkingen vertonnen
waaraan de analoge kansen voor getallenreeksen voldoen. ”)
Wordt het interval » oneindig groot genomen, dan kan men nagaan
waartoe W{y^,y,i) nadert. Het ligt voor de hand te onderstellen
dat deze grootheid niet van afhangt. Voert men deze onderstelling
in, dan volgt uit (2) dat W (y,, y, oc) tot W {y^ nadert.
Het is niet moeielijk een voorbeeld te construeeren van een functie
W {y^, y, i), die ten eerste voor ^ = 0 alleen bij y = y^ een van nul
verschillende waarde bezit (een ,,Zacke” vertoont); die ten tweede
onafhankelijk van % een W (y) levert, die ten derde voor g = oo in
deze W iy) overgaat en die tenslotte niet aan de integraalvergelijking
voldoet.
Een dergelijke functie is bijv.:
^ {y, y^) =
(■V-yo'KO
. ƒ(?}
waarin ƒ en il? functies van | zijn. Integreert men naar y van — oo
tot 00, zoo verkrijgt men gelijk behooi t één. Opdat aan (2) vol-
daan is, is het noodig dat ƒ(§)-{- (0 = 1. Verder moet ƒ (0) = 0,
ƒ ( oo) = 1 en dus if? (0) = 1 en ( oo) = 0 zijn.
De functie voldoet aan de integraalvergelijking wanneer wij
ip(£) = nemen, waarbij een willekeurige positieve constante is. ’)
Wij zullen nu uit de integraalvergelijking voor W(y^,y^) een
differentiaalvergelijking afleiden. Dit zal mogelijk zijn als wij omtrent
W (y, y §) voor § = 0 de onderstelling mogen invoeren, dat het gebied
der waarden van y^ — y^, waarvoor W (y,, y^ $) van nul verschilt, met §
tot nul nadert. Of scherper, dat er als
§ < «
b Bij vele in de natuur voorkomende gevallen is aan deze voorwaarde bij
benadering reeds voor kleine (tijds)intervallen voldaan.
b Vergelijk onze mededeeling deze Versl. Deel XVll, 1919, p. 1146.
b Zij gaat dan over in een functie die door Smoluchowski bij de theorie der
Brownsche beweging is beschouwd.
186
steeds een waarde | y — | is aan te geven zoodanig dat
W (y,, ï/i, %) f" waarbij f, e', f" kleiner genomen kunnen worden dan
elk denkbaar getal.
Aan deze voorwaarden zal voldaan zijn wanneer y een continue
functie van x is. De functie W bezit dan voor § = 0 een
zgn. Zacke.
Wij gebruiken nu de integraalvergelijking in den vorm
^ (.Vo* + §.) =J' ^ (y.' .Vi ?i) ^ (2/it S,) dy.
en onderstellen dat een zeer kleine grootheid is. Dan heeft
W (Yj y^ §3) slechts dan van nul verschillende waarden alsy, — y^ klein
is. Daarom voeren wij nu in y^ = y, -j- y en ontwikkelen in het
eerste lid naar en in het tweede lid de functie W {y^, y^ -j- y^ §,)
naar y.
Het tweede lid neemt dan den vorm aan :
^W{y,.y,.l,)
-r
+ dr] +
-+■ h
'fj’ ^ (2/, + ë,) dri +
Wij zullen nu tot nul laten naderen, hieronder zullen wij
aantoonen dat dan de ontwikkeling van het tweede lid na den derden
term kan worden afgebroken.
Voert men nu in
IWiy^ + T], y„§,)d7]—l
; =fi iVi)
Lim
h=0
Lim
f5=0
jriWiy^-^ 7], ^,) djj
en
Lim ^
f5=0
hh^idi -\-v,y„ §,)d7i
=A (Vj)
=fAy-,)‘
dan verkrijgt men voor de partieele differentiaalvergelijking:
ö IV dW d^W
+ w
Tusschen de coëfficiënten en bestaat een betrekking. Men
kan deze bijv. afleiden door naar y, over het bereik der mogelijke
waarden van y te integreeren. Daar = 1 is verkrijgt
partieele integratie
men na
ƒ
W{y,,y,^)dy, = 0,
187
waarbij de accenten differentiaties naar aanduiden. Laat men
hierin nu § tot nul naderen, dan komt er, daar W t/,, 5) voor § ~ 0
alleen voor y — y^ van nul verschilt enj W y^ §) dy^ — 1 is,
f /i ^ 0 voor y, = y,.
Daar y, willekeurig gekozen kan worden, geldt de betrekking
identiek.
Maakt men van deze betrekking gebruik, dan neemt de differentiaal-
vergelijking den vorm
^W{y^ y, S)
ö ^W{y„y,§)
dy
d£ dy
aan. Waarvoor men ook schrijven kan
g) d/ dlV{y^,y,i
+ (/WV) W{y,,y,l)] . . (5)
dy
dy
4- F, W{y,,y,l) .
(Sa)
Hierin kunnen en willekeurige functies van y zijn, f/ie y,
als parameter bevatten. De aard van de „Zacke” bepaalt voor elk
bijzonder geval den vorm van de functies F^ en F^.
Wij moeten nu nog aantoonen dat de ontwikkeling van p. 286 kan
worden afgebroken bij het diff. quotiënt van de 2e orde. Hiertoe
is het noodig aan te toonen dat
[ 7iP W {y -f rj, y, §) dy
Lim = 0
f=o §
als p ^ 2, terwijl gegeven is dat voor p = 2 de limiet eindig is.
Wanneer § tot nul nadert, zal het gebied dei' waarden voor yj
waarvoor W {y -j- y, y, \'an nul verschilt, steeds kleiner worden.
Dientengevolge zal de grootste waarde van y die iets bijdraagt tot
de integraal, tot een willekeurig kleine waarde convergeeren als §
tot nul nadert. Het gevolg is dat
—J' |t^|p W {y -f 7J, y, l) W {y + v„ y, §} dy
zal zijn als § kleiner is dan een willekeurig klein gekozen grootheid.
Is dus voor p=2 de integraal gedeeld door § eindig, dan zal, als
I tot nul nadert, voor p 2 de integraal tot nul naderen.
Daarentegen kan W {y y, y,5) dy voor g = 0 tot een eindige
limiet naderen, daar in deze integraal positieve en negatieve stukken
elkaar kunnen opheffen. In elk bijzonder geval moet echter ge-
verifieerd worden of /, en eindig zijn.
üit de integraal-vergelijking (2) voor W {y) is ook een differentiaal-
188
vergelijking af te leiden. Wij kunnen in deze vergelijking 5 tot nul
laten naderen, en wanneer dan JV {j/a, 'è) voor § een Zacke bezit
kunnen wij in (2) door y '-\- vervangen. Wij krijgen dan
W (v) =J'^ (.y + ’j) ^ (y t V^y S) di] = (vy)J' y, dtj +
dw r
rjW(y-\-rj, y, ^)dTj i
d^fv r
Tj’ W (y-j-'t], y, %) dl]
Voeren wij nu weder de functies /^, die van y afhangen,
in, dan vinden wij voor W (y) de differentiaal-vergelijking
d’ fV dW
Deze differentiaal-vergelijking geldt ook, als tengevolge van de
correlatie de vergelijking (5) niet geldt. Laat tnen § oneindig worden
dan zal voor W (y„ y §), voor de gevallen waarin de differentiaal-
vergelijking (5) geldt, uit deze vergelijking een vergelijking voor
W{yayo:) d. i. voor W {y) ontstaan, die denzelfden vorm als (6) bezit.
Als voorbeelden van problemen waarvoor een waarschijnlijkheids-
functie door een vergelijking van den vorm (6) bepaald wordt, zullen
wij eenige vraagstukken beschouwen, verwant met die welke in onze
medededeeling over de statistiek van getallenreeksen beschouwd werden.
Wij hebben in die rnededeeling p. 1152 een vraagstuk behandeld
dat groote overeenkomst met het vraagstuk van de statistiek der
emulsies — door Smoluchowski opgelost — vertoont. Wij beschouwden
een groep deeltjes, de kans dat een deeltje uil deze groep verdwijnt
werd P gesteld, terwijl de kans dat een deeltje in de groep treedt
zoo gekozen werd, dat de groep gemiddeld stationair was. Dit proces
kan nu telkens na een interval r herhaald worden. Voor de kans
dat dan na k 1 intervallen een aantal n-y door een aantal gevolgd
wordt, vonden wij de som betrekking
W = 2 W k) ... (7)
waarbij
als », >ê
en
W (S, 1) rz. «-V/* als n, <
(§ — a,).^ nj
Hierin is v het gemiddelde aantal deeltjes in het interval. Wij laten
nu het interval t tot nul naderen en de kans P eveneens tot nul.
Om dan een eindige uitkomst te verkrijgen, moeten wij v tot on-
189
eindig en rP tot nnl laten naderen. De grootheid gaat
dan toch over tot een uitdrukking, die alleen dan van nul verschil-
lende waarden bezit, als | is.
Op deze wijze vinden wij in de grens
tr(n3, 1) = e— ^("■2+''') , PF(n,-fl, n,, 1) = « -<^«2+'')^
en
W (jij — 1, 1) = vPe— (”2+'' — 1)^
Substitueert men dit in de vergelijking (7) dan verkrijgt rnen
W (n, n,, = W {n^. n^,k') ^(”2+’') — 1 | +
-(- n,-|- 1, 0 (Wj + l) -f-
-j- Pr(Mj,7i, — l,k)vP
Daar n.1. W{n^, n^,l) tot een ,,Zacke” nadert is, de waarde van
deze kans als \n^ — w, | > 1 klein, en kan dus de som tot de beschouwde
termen beperkt worden.
Wanneer het aantal deeltjes groot wordt, kan men bewijzen dat
de afwijking van n van het gemiddelde v van de orde van rV2 is.
Daarom stellen wij n — v = De grootheid y, die een maat is
voor de afwijking van de concentratie van het gemiddelde, zal van
de orde van de eenheid zijn als v tot oneindig nadert. Stel den tijd
kr = X 0, dan kan x eindig blijven als r tot nul en k tot oneindig
nadert. Zij nu W{y^,y,x)dy de kans dat y ligt tusschen y en y -j- </?/,
als een tijd te voren de waarde y^ bestond. Deze kans komt in het
discrete geval overeen met de kans dat n, tusschen twee waarden
nj en ligt die bepaald zijn door de betrekkingen.
Wj' — ^ y uVi
nd — 1’ — (y "k dy) v'A of — X dy rV2,
Dus is
«2
^ yi^) = ^ w n, h)
na'
Daar wij onderstellen dat het verschil van n/ en n/ relatief
klein is, verschillen de termen in de bovenstaande som weinig, dus is ;
^ (yo> y> ^’) dy = X W k)
Voeren wij de waarde van X, en n, in, dan krijgt men
♦ / X
W (y„ y, x) = rV2 TV ( r -f y, v% v + yv% —
Substitueert men dit in de vergelijking voor W {n^, n^, x), en ont-
dx
wikkelt men de functie W naar de grootheden — en ayv /s, dan vindt
T
men voor v = oo, t = 0 en Pr = 0, de differentiaalvergelijking
1) De X die hier gebruikt is vervangt de veranderlijke § van (5).
190
p P b\V{y^,ij,x) P ^W{y^,y,x)
-w^y.,,j,.) + ^y—^ +7
p
De grootheid — moet dus eindig zijn om een eindige differentiaal-
r
vergelijking te krijgen. Voor IF (//) geldt een soortgelijke beschouwing.
Op dezelfde wijze kan ook het door F. en T. Ehhënfest in verband
met het H theorema gestelde probleem tot een continu waarschijn-
heidsvraagstuk gemaakt worden. Bedienen wij ons van de notaties
van de reeds geciteerde ïiiededeeling, dan is
TV(A„ 1) = ^ 1V(A„§,0 TFCA A„l) =
= TV(A„ A, - 2,k)
- A, +
2N
+ tV(A„ A„0
A^+ A, 2
2N
of dus
fV(A,, A„A + 1) A„/:)= è A, _ 2,0 +
+ W^(A„ A, + 2,0-2 tV(A„ A,01 +
+ ^ [ fF(A„ A, + 2, 0 -TV(A„ A, - 2, 0] +
a /V
+ ^ (A,, A, - 2, 0 + tV(A„ A, + 2, O.l-
Wij gaan nn weer over van dit discrete tot een continu probleem.
Met ]F(A,,Aj,0 moet dan IF(yo, y, .-c) r/y overeenstemmen, wij heb-
ben dan dat
(/y = ^ ^ (Aj, A,, 0-
A,'
In deze som kunnen weder alle Tl^’s even groot genomen worden,
A A,>-A',
het aantal is weer A, wij stellen verder y=-^, dus dy = — — =
2A
daar A bij dit probleem met 2 opklimt. Op deze wijze vinden wij
.V. «) = A IV (A, A„ 0,
/l #
waarbij nog x = kr gesteld is. Voeren wij dit in de somvergelijking
in, dan gaat deze over in
2 d,IV(y„,y, .+ , Ay bW (y„ y, x) ^ ^
dx Nr dy, ^ At dy ^ Nr
Voor T = 0, moet Nt eindig zijn, wil de differentiaalvergelijking
eindig zijn. Stellen wij iVr = x^, dan wordt de vergelijking
191
^ W (y„ y, x) _ ^ d^W{y^,y, x)
Ö.ï; dy^
4 d
+ — ^ Cvi^’Cy.-^/. ^))
Voor X = CD wordt
O/o’ y =
1 -
—=re
2jr
■j1
‘^= W {y), d.w.z.
heeft
men de Gaussische fouten-wet.
Wij merken nog op dat een eenigszins gewijzigd probleem vrij-
wel tot dezelfde differentiaalvergelijking voert.
Wij nemen, evenals in het probleem van Ehrenfest, weder genum-
merde ballen, die over twee bakken verdeeld zijn. Wordt nu bij
een loterij een nummer getrokken, dan springt de bal, als hij het-
zelfde nummer draagt:
1°. als hij in vaas één is naar vaas twee ;
2“. als hij in vaas twee is, springt de bal zelf en springen nog
twee andere van een nummer hooger, resp. lager, mede.
Werkt men het probleem uit, wat de kans op een gegeven ver-
schil in aantal tusschen de bakken is, dan is de eenige wijziging die
ö^W{y^,y^x) 6
te voorschijn komt die, dat de coëfficiënt van thans —
«o
wordt.
Het discrete probleem is niet langer omkeerbaar, daar de kans om
toe te nemen anders is dan die om af te nemen. Dit is merkwaardig,
daar zal blijken, dat elk kansprobleem waarvoor de differentiaal-
vergelijking geldt, omkeerbaar is.
Wij zullen nu het vraagstuk der omkeerbaarheid voor het continue
probleem onderzoeken.
Een toevallige functie zullen, wij omkeerbaar noemen wanneer de
kans dat een waarde na een afstand x door een waarde y
gevolgd wordt, even groot is als de kans dat y een afstand x te
voren aan y, voorafging, of, met behulp van W uitgedrukt
W (y„ y,x)=W (y, y„ — x) (8)
Wij ktmnen nu deze conditie op analoge wijze als bij het discrete
probleem in een anderen vorm brengen. Men heeft n.1.
IV (y) dy IV {y, y, x) dy^
f ^(y^ yo
(9)
Men ziet dit gemakkelijk in als men bedenkt, dat W (y) dy de
kans is dat de. beschouwde kromme bij A het interval tusschen
y en y dy snijdt, W {y, y^, x) dy^ de kans dat de kromme die van
A uitgaat, bij B in een interval tusschen en y^ -j- dy^ komt,
b We hebben ook in het volgende de f door x vervangen.
192
onverschillig in welk punt van het interval dy in A de kromme
uitgaat, daar dy willekeurig klein genomen kan worden.
De betrekking (9) volgt dan, wanneer men W (y,, y, — x) als een
waarschijnlijkheid a posteriori berekent. Past men nu (2) toe dan
gaat (9) over in
W{y,,y,x)W{y,)=W{y,y,x)W{y) .... (10)
Geldt de vergelijking (10) voor een interval x, dan kan men be-
wijzen dat zij geldt voor het interval nx (waarbij n een geheel getal
is) mits de integraal-vergelijking geldt. Men toont dit als volgt aan :
VP CVo) w (,v„ y, X 4 x') w (;y, y, x') W {y„ y, x) W iy,) dy =
= j Wiy,y, W(y, y, , x) W {y) dy ^ W{y)dy ~
— Wiyd W{y,,y,,x -f x).
Als (10) geldt voor een willekeurig klein interval, geldt zij alge-
meen voor alle gevallen waarin de integraal-vergelijking geldt.
Anderzijds kan (10) gelden zonder dat de integraal-vergelijking geldt.
Wij kunnen nu aantonnen, dat indien W{y^, y^x) aan de differentiaal-
vergelijking voldoet, aan de conditie voor de omkeerbaarheid is voldaan.
Wij beschouwen daartoe de functies IPj W{y^,y,&) en W' =
= Wiy^, y, X — lij. Wij hebben dan
en
dW,
di^
öw,
dy
d
dy
ÖIP'
+ F, W'
dy
Vermenigvuldigt men de eerste vergelijking met
tweede met
W{y)
W'
W{y)
dy en de
dy, telt men het resultaat op en integreert men
naar y over het bereik dat deze grootheid doorloopen kan, dan
wordt het tweede lid nul. Men heeft nl.
J[-^"
dy ( W{y)
ÖW, ÖVP'A
dy
öy J
+
W\j) V dy
dW'
dy
W{y)F, -i- F, I dy.
Nu is volgens de differentiaalvergelijking voor W (.v)
F,W[y) + t\ = C
dy
193
d JV (v)
daar echter aan de grenzen W {y) en — nul zijn, is C'~0. Men
dy
heeft dus voor het tweede lid
F,
W(^)
dW, dW’\
W' -W,^]
dy dy )
y = + 00
dW dW’
doch aan deze grenzen is W' en evenals — — ^ en — — gelijk
ij ij
aan nul. Wij zien dus dat het tweede lid in zijn geheel nul is.
Dientengevolge krijgen wij dus
ö rW{y^,y,d)W{y,,y,x-d)
of dus
ƒ
ƒ
W{y)
W y, ») W (y„ y, x—»)
dy — d
Wiy)
dy.
onafhankelijk van d .
Nemen wij nu achtereenvolgens xl = x en <> = 0. Voor = 0
dragen alleen termen bij waarvoor y — y^ is. Voor ö- = .v alleen die
termen waarvoor y = y^ is, de beschouwde integraal wordt dus nog
W{y,,y,,x)
rf'
en
W{y
W(y^,y,,x)
W(Vi,y, 0) dy =
Wiyd
^ ivx y, «)
W{y,) J - W{y,)
Deze waarden moeten, daai- de waarde van de integraal niet van
ö' afhangt, gelijk zijn en wij verkrijgen dus
{Vi^y,^ «) = W(y,)W x).
d.w.z. voor een kansfunctie die aan de beschouwde differentiaalver-
gelijking voldoet, is steeds aan de omkeerbaarheidsbetrekking voldaan.
Wij kunnen de functie W{y^,y,x) gebruiken om de beteekenis
van eene door Einstein in de stralingstheorie en door Mevr. de Haas —
Lorentz in de theorie der BRowNSche beweging gebruikte vergelijking
nader te onderzoeken.
Voor de BnowNsche beweging ') is nl. ondersteld dat de versnelling
du
~ gegeven wordt door:
dt
du
- = ™ + x.
waarbij X gemiddeld bij gegeven Wj, gelijk is aan nul.
1) De snelheid-tijd kromme bezit het stationaire type.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20,
13
194
Wij zullen nu nagaan onder welke voorwaarde in de boven be-
schouwde gevallen een dergelijke vergelijking geldt. Als de integraal-
.'/« ■ .. .
dy ....... -
veigelijking geldt, kan men voor — , het gemiddelde van het diffe-
dx
rentiaal-quotient bij gegeven schrijven.
—yo
.V dxj J
yi yi
= V' ^ ^ — (3/0^ */. )dy~
dy
dx
=ƒ
^W{y„y,x)
dx
^W{y„,yx)
dy
+ F^W(y„y,x) ]dy
= \ {F ^ — F ^)W{y,, y, x) dy.
Indien nu F^— F\ gelijk is aan — ay krijgen wij
■y«
of
dy ~yo
-r= — «3/
dx
dy
— = — ay F F
dx ^
waarbij X een grootheid is die gemiddeld bij gegeven nul is. De for-
mule van Einstein blijkt dus een bijzonder geval te zijn van de relatie
—yo
^ = F,
dx
- — .Vo dy
F ^ of — = F, — F -f- X.
dx
Het bijzondere en onbewezene in de onderstelling is, dat de groot-
heid a met inwendige wrijving en afmetingen van het BROWNsche
deeltje samenhangt. De onderstelling waaronder zij te voorschijn
komt, dat voor de y (snelheid) waarden de integraal-vergelijking voor
een willekeurig klein interval geldt, is bij de BRow^Nsche beweging
niet vervuld, wel zal de tijd (x) waarop de integraalvergelijking geldt
zeer klein zijn ten opzichte van alle meetbare tijden.
Utrecht. Instituut voor Theoretische Natuurkunde.
1) Deze vergelijking geldt alleen, als de kans dat op volgt na een interval
dx onafhankelijk is van het feit, dat y-^ een interval x te voren door vooraf-
gegaan.
Sterrekunde. — De Heer de Sittbr biedt eene mededeeling aan :
„Theorie der Satellieten van Jupiter. II. De variaties.”
Wij beperken ons nog steeds tot het niet-periodieke deel [2?/] der
storingsfunctie, dat ook voor de bepaling van de intermediaire baan
gebruikt is.') De grootheden hi, k{ , vi , oii, die in de intermediaire
baan nul zijn, worden nu bepaald door de vergelijkingen (23),
waarvan de oplossing door (24) wordt gegeven. Ter bepaling van
de vijf waarden van heeft men den determinant (28), terwijl dan
c'ig en c''ig uit (27) en en c"'iq uit de eerste en de laatste van
(25) worden bepaald. De uitdrukkingen der coëfficiënten aij, a'ij,
bij,b'ij,dij,d'ij,eij,e'ij zijn gegeven in Deel XII, eerste stuk van
de Annalen der Sterrewacht te Leiden, blz. 31. Dan heeft men
Aij — iSi {a'i laij f h'i I dl j),
Bij = 2i{a'iibij -|- b'iieij),
Cij 2 1 (d i I (lij ^ i I dl
-Dij = ^l (d'i ibij + e'i I ei j).
De berekening der grootheden aij, a'ij, etc. en Aij, Bij, etc.
zal uitvoerig gepubliceerd worden in de Annalen van de Sterrewacht
te Leiden. Hier wordt alleen het resultaat medegedeeld.
De determinant (28) is: (zie formule A, volgende pagina).
De coëfficiënten zijn gegeven in de eenheden van de achtste deci-
maal. Nummert men de kolommen met rorneinsche, en de rijen
met arabische cijfers, en past men dan de bewerkingen toe:
tel 4 . (V) -f 2 . (VI) op bij (VII)
„ 3.(V)~e,.(I)-e,(II)-e,(Hl)-e,(IVj „ ,. (VI)
„ - 2 . (7) „ (6)
„ 2 . (7) — 3 . (6) „ „ (5)
„ e; [(6) — 2 . (7)] „ (^) (i = 1...4),
dan gaat de determinant over in: (zie formule B, volgende pagina).
1) Zie Schets eener nieuwe theorie der Satellieten van Jupiter., deze Verslagen,
Deel XXVI, blz. 1374 en 1476, en Theorie der Satellieten van Jupiter. I. De
intermediaire haan, deze Verslagen, Deel XXVII, blz. 1204.
, Schets” blz. 1477. De definitie van ^ en /c; is eenigszins anders dan in de
,Scbets,”s 'in overeenstemming met de invoering van 6^ in plaats van rii ■ Wij
hebben nu
ei cos gi — ei -j- hi
ei sin gi =: ki.
13*
J9fi
cc
+
+
-t-
+
+
1
1
+
+
+
i
+
O
00
O
ts9
tv9
•O
ro
Q
09
00
O)
09
00
09
<o
o
00
o
ivo
o
00
O
o
o
K9
óo
09
ÖO
b\
05
<o
1
I
tb
+
1
+
+
+
i
+
1
+
+
+
+
o>
4:^
4^
4^
tvO
O
to
00
c;^
o
•O
4:^
Oi
tc
09
O)
tsO
<o
09
00
09
09
-J
09
09
o
05
lO
io
09
Ko
O
Od
o>
^ p
L]
^ iO
'Cö
+
a>
üi
I
■Cö
+
-H
+
+ +
tO
O
00
tv*i
'Cb
--a
o
tb
o
o
o
Cö
tb
to
Ü1
'a\
tb
+ +
09
N9
4^
O
O
(O
O
09
09
09
UI
09
09
00
00
09
09
p\
09
00
In
iv9
05
öo
ro
tv9
tb
+ + I + +
ro
00
Od
o -J
^ Oi
üi o o
+ I +
+
I + 4-
N9
to
O
^o
09
09
00
09
05
O
4^
09
o
N9
05
bi
Ö9
Ij
Ij
05
09
■Cb
+ +
to
+
O
o
o
o
o
00
•J
ts9
p
k9
00
1
In
Ij
•j
1
+
1
1
+
+
+
+
p
o
05
po
09
O
o
o
09
tv9
o
o
09
00
ö
05
ö
o
Kd
3
4
+
1
+
1
1
■f
+
o
<J\
00
00
•J
05
g
00
o
ïo
ö
o
s
K9
05
1
ö
00
o
09
00
b
Ü«
1
tb
»«
1
+
1^
1
+
1
i
o
09
■J
tv9
iO
4>^
o
N9
ÜT
09
05
ö
b)
00
1
O
00
ö
00
b
b
N9
Ö9
<o
1
tb
po
cÖ
t\3
öo
'Cb
ïb
197
Den determinant, bestaande uit de vijf eerste kolommen en rijen
kan men zich ontstaan denken door de eliminatie van yi uit de vijf
lineaire vergelijkingen (waar Fij de elementen van den determinant
voorstellen) :
ij yj — yi = ^ = 1 • • . 5)
Het verband tusschen de nieuwe onbekenden yi en de oorspronke-
lijke onbekenden c'i en c"i der vergelijkingen (27) is gegeven door
c/ = yi — (t = 1 . . . 4)
Cl" -f + hv
c," = + 22/j,
<^*' = yv
^<' — y,-
Bij elk der vijf wortels die van nul verschillen, behoort een
stel (^ = 1 . . . 5). Dan worden y^, y^ en y^ bepaald uit
2j Vij yj - yi = 0 0' = 1 ... 5, z = 6 . . 8)
Bepalen wij verder de grootheden xi uit de condities
F 55 7^55 ~r ^ j ^ } T' 5^1
(i, j=l ... 4)
F iö ^ j ^j ^ ij ■ ^i T' 55 = 0,
en stelt men dan
F' i j = f ij x{ F 5j, (i, j = 1 ... 4)
en
yi = zi + 2/61 (i = 1 . . . 4)
dan heeft men ter bepaling van Zi en /i’ de vergelijkingen
(«) 2:j F'i j zj — Zi = 0, {i,j = 1 ... 4)
en y^ wordt bepaald door
^j F 5j Zj + (7^55 — 2/5 = 0. (j = 1 . . . 4)
De vergelijkingen («) geven vier der wortels /it*. De vijfde wortel is
1^6* = F\,,
en de bijbehoorende waarden van en Zi zijn
2/55 = 1 , 2j5 = 0. (i = 1 ..4)
Ter oplossing van de vergelijkingen (o) stelt men Zgq = i. Daal-
de coëfficiënten F'ij voor i =j veel grooter zijn dan de andere,
kan men dan stellen
T' 'qq + êy
F'i
iq
',q
F'^rj - F'ii
iiq
Men vindt dan ter bepaling van 'Sq en een stel vergelijkingen,
198
waaruit deze grootheden, die klein zijn, zeer gemakkelijk kunnen
opgelost worden. Men vindt
F\, = + 1025.13,
terwijl de determinant der vier vergelijkingen («) wordt
+ 30250.34—
— 263.42
— 214.29
— 1.41
— 235.83
+ 23296. 87-/J*
+ 289.04
+ 4.76
— 71.72
+ 83.36
4- 21385.15-/3*
— 25.51
+ 0.33
+ 1.71
— 34.50
+ 21087.28
De vijf wortels /S’, die op deze wijze bepaald zijn, zijn nog steeds
in eenheden der 8e decimaal uitgedrukt:
^,* = + 30261.15
= + 23299.79
= + 21374.51
^,*=4- 21084.19
1025.13
• Men stelt nu, voor g = 1 . . . 4,
•1^9 = ^^ T -j- IpqO = 3{T -|- 'Wq ~t“ 7? “h qO 4" ^qOj
waarin
^10 = ^80 = ^40 = 0 < Jr„ = 180°,
dan zijn 'Wg = yqZ TCqo de lengten der ,, eigen” perijovia, terwijl
^q voor q = i . . . 4: de argumenten der ongelijkheden van groep II
zijn, en het argument der libratie is.
Voor de middelbare bewegingen dier grootheden in graden per
dag vindt men')
El. en Massa’s.
y, = 0°.148668
o
.-H
O ‘
o
y, = 0 .039842
0 .039593
y, = 0 .006949
0 .007046
y, = 0 .001862
0 .001864
/3, = 0 .16347
0 .16252
Deze middelbare bewegingen zijn nog niet de definitieve, daar
nog verwaarloosd is
1”. het effect van het periodieke deel der storingsfunctie Zf; — [Z?;],
2“. de quadraten en producten der grootheden hi , ki , vi , <x>i ,
3". de hellingen van de satellieten-banen op den equator van Jupiter.
b De bewegingen yi en J3^ bevatten geen precessie, welke dus ook van de
waarden van yi uit El. en Massa’s is afgetrokken.
199
Behoudens de correcties die eventueel later wegens deze drie
oorzaken nog aan te brengen zullen zijn, kan het als vaststaand
worden aangenomen dat de gi’ootheden en y,- geheel nauwkeurig
en volledig zijn tot de laatste hier gegeven decimaal.
De ter vergelijking bijgevoegde waarden zijn die van mijne theorie
van 1908, op de hier gebruikte massa’s gereduceerd*). Deze theorie
is. die van Souillart, met vei’betering van enkele fouten, terwijl de
berekening van de middelbare beweging van het argument der libratie
een orde verder doorgevoerd is dan Souillaht deed.
De
voor de grootheden Cig,
^ iq> ^ iq 6n C
'ig gevonden waarden zijn :
9
1
2
3
4
5
<^lq
-f 0.96868
4 0.02754
4- 0.02479
4
0.00230
—
0.00054
C2q
— .04429
+
.93485
— .17327
—
.01584
4
.00032
C3q
— 00686
4"
.03313
4- .98970
+
.08804
4-
.00004
Cig
+ .00006
4-
.00012
— .12098
4-
1.00000
.00000
C Iq
4- 0.96038
4 0.05057
4 0.02483
4- 0.00229
—
0.00287
c'2q
— .01944
+
.97713
- .15246
—
.01400
4
.00155
C'sq
— .00637
4-
.04010
4 .99952
+
.08891
4-
.00018
C iq
+ .00006
+
.00012
— .12098
-r
1.00000
.00000
c'\q
+ 2.7649
4- 0.9617
— 0.07900
—
0.00718
4- 0.15668
c' 2(7
— 3.3850
4-
1.8535
4 .57340
+
.05032
—
.26677
C^'sq
4- 0.0300
—
0.7324
— .11736
—
.01022
+
.02150
c''iq
.0000
.0000
4- .00001
.00000
.00000
C"\q
4- 0.01195
+ 0.00363
— 0.00028
—
0.00002
4 0.00012
C 2q
— .02934
4-
.01436
4- .00405
4-
.00035
—
.00043
C 3q
4- .00052
—
.01113
— .00149
-
.00013
4-
.00007
J’i
C iq
0
0
0
0
0
Het
effect van i
de variaties
op den voerstraal en de
lengte is, als
men producten en quadraten van verwaarloost, (evenals producten
eifg), en als men stelt
'^iq — ^ 2 i<^iq +
(fv 3
^ q C iq fq COS l|j(y 2 g Tig Bg COS (P.i 'ZtT g'^
3.1 2
— 2 ^9 {Ciq ~ c'iq ) f y COS (li + tp,,)
Öwi= 2 g c"{g Bq sin \pg 2 2g Tig Bq sïu (A, — ttr g) -1- 2/ (Cig — C {g ) Bq sin (li 4-
In deze formules is gesteld
b Over de massa’s en baanelementen der satellieten van Jupiter en de massa
van het systeem, Deze Verslagen, i:eel XVI, blz. 570 en 709.
200
ki = Xoo + Jtio + (c. — x) T,
= C{ T.
Het
onderste teeken van moet
genomen worden, als óf óf q,
doch
niet
beide, 2 zijn.
De eerste
term geeft voor
q =1 .. . 4 de
ongelijkheden vat» groep
II, en voor g = 5 de libratie. De tweede
term
stelt
voor q = 1
. . . 4 de
middelpunts vergelijkingen voor.
Men heeft
9
1
2
3
4
b 0.96453
— 0.03905
4- 0.02481
4- 0.00229
'^2q
+ .03186
4- .95599
+ .16287
4- ,01492
'fSq
— .00661
— .03662
+ .99461
+ .08847
+ .00006
— .00012
— .12098
-f 1.00000
Voor q = b is het beter deze term te schrijven in den vorm
è (CiS 4- c'tö) fö cos (/,■ — V^ö)
+ (c/5 4- c'ih ) f5 sin {li — ifJö)
Zij stelt dan, evenals de derde term, kleine periodieke ongelijk-
heden voor, met perioden die weinig van die der middelpunts-
vergelijkingen verschillen.
Het is van belang op te merken dat de hier voorgedragen theorie
(intermediaire baan en variaties) even ver gaat als die van Souillart,
behoudens de kleine periodieke storingen en de termen van zeer
lange periode ontstaande door de inwerking van de zon, Saturnus
etc. Souillart heeft geen enkelen term der storingsfunctie, en geen
enkele onderlinge werking van twee termen, aanleiding gevend tot
een term van hoogere orde, meegenomen, die hier niet ook is be-
rekend; daarentegen vele weggelaten, die hier wel voorkomen. De
hier gegeven theorie is zeker volledig tot op een van te voren aan-
gegeven numerieke grens-grootte-orde, wat men van die van Souil-
lart, hoewel zij gewoonlijk veel meer decimalen geeft, zeker niet
kan zeggen. De nieuwe theorie heeft zich zeer geschikt getoond
voor numerieke berekening.
Wiskunde. — De Heer Cardinaal biedt eene tnededeeling aan
van de Heeren J. A. Schouten en D. J. Struik : „Over n-voudig
orthogonale stelsels van n — \~dimensionale uitgebreidheden in
een algemeene uitgebreidheid van n afmetingen” .
(Mede aangeboden door den Heer Lorentz).
I.
1. Notaties Een uitgebreidheid van p afmetingen worde ge-
schreven Yp, een euklidische ruimte’) van p afmetingen, evenals een
door p onafhankelijke richtingen in één punt bepaald gebied Rp. Als
grond variabelen in een F), gebruiken wij de stelsels en yJ,
X = a^, . . . , an, j = 1, . . . , n, met de bijbehoorende ko- en kontra-
variante maatvektoren :
e;, = e/
, 0)
Sj=X7yj; sj’
waarvoor geldt:
ca’ . e>’ = a;’ ; e;. . e; =
s/.s/ = o/ ; Sj.sj = ar^
10 voor A 7^ p
... (2)
3e=( — 1) 2 voor X = n
I 0 voor j ^ k
Sj . Sfc’ =
( X voor j = k.
De fundamentaaltensor van deze F,, worde geschreven ’g:
1,... ,n
’g= .S" gxp^xtp-= 2 prVej,’e^’= 2 gjkSjSk= gj><^s/sk’- (3)
A,//. j,k j,k
De ligging der aequiskalaire F„_i, behoorende bij x'‘ en yJ worde
naar omstandigheden verschillend gekozen.
2. Normale en V -vormende velden. In een uitgebreidheid F„ zij
b Men zie voor de in deze mededeeling gebruikte notaties verder: J. A. Schouten,
Die direkte Analysis zur neueren Relativiteitstheorie, Verh. der Kon. Akad. v.
Wetenschappen XTI, 6 (1918), hier verder geciteerd als A. R.
*) Onder een euklidische ruimte verstaan we een uitgebreidheid, waarvan de
4
Riemann-Christoffelsche affinor K nul wordt.
202
een Z?^-veld gegeven door het p-vektorveld der eenvoudige /^-vektoren ')
yV. Eenig stelsel van op pY volkomen loodrechte eenvoudige (n — p)-
vektoren „_/,w bepaalt dan een iK„_^ veld. Is het veld „_pW overal
volkomen loodrecht op een stelsel van oo”“9' uitgebreidheden
dan ligt de Z?y-richting van Vq in elk punt in het gebied van ^v.
In het geval, dat niet ook nog loodrecht is op een stelsel van
(^n—q-i uitgebreidheden noemen wij dan Vq-normaal
en pY V q-vorm.end.
Is pY = Vj .77. V;), dan is pY F^-vormend, indien de p vergelijkingen :
V.- V/=0 , ^=:l (4)
n — q onafhankelijke oplossingen toelaten. Deze voorwaarde is ook
voldoende, aangezien de Vq altijd gegeven kunnen worden als door-
sneden van n — q stelsels Fn— i : = c^, . . . . , fn-q = c„—q, waarin
Cl, ... , c„-q veranderlijke parameters zijn. Daar in een R„ een R„—p^a
alleen voor « = 0 volkomen loodrecht kan staan op een Rp, is
noodzakelijk q ^ p. Iedere oplossing fk voldoet ook aan de verge-
lijking:
{\j • V) (v,- . V) A-=(vj 1 7 vO . V A 4- V, \j ? V V A = 0, (5)
en derhalve ook aan;
(v.;- 1 V V.- - v.' 1 V vA . V A = 0 (6)
Wij beschouwen eerst het geval q = p. (In dit geval is het stelsel
differentiaalvergelijkingen (4) een volledig systeem.) Schrijven wij:
n — Wi • . . W,i — p ,
dan leert (6), dat alle vektoren Yj^. V v,- — vA 7 in het gebied
van pY liggen, wat ook aldus kan worden geschreven:
J ' 1 1 • • I
7 M — V.4 7 V.;) . WA; = 0 ’ ’ ’ ... (7)
« = 1 , . . . , ra — p
Ware aan (7) voor enkele waarden van i en j niet voldaan, dan
zouden er zeker minder dan n — p onafhankelijke oplossingen zijn,
daar men de vergelijkingen (6) voor die waarden van i en j aan
(4) zou kunnen toevoegen. Aldus zou men een stelsel van r verge-
lijkingen verkrijgen p, waaraan alle oplossingen van (4)
moeten voldoen Dit stelsel heeft dan echter zeker meer dan n — r
onafhankelijke oplossingen. De voorwaarde (7) is dus noodzakelijk
en voldoende.
h Een eenvoudige p-vektoi' kan worden geschreven als alterneerend produkt van
p reale vektoren en kan worden voorgesteld door een deel van een bepaalde Bp,
met een bepaalden inhoud, doch van onbepaalden vorm, gecombineerd met een
hyperschroefzin.
203
Daar :
2 V ^ (Vi — vj) = (V . vO-Vi — (V . Vj) V,' + (vi . V) v^' — {vj = V) Vi, (8)
is (7) aequivalent met:
Wfc . I V 1 {\i ^-y) I ~ w;fc V 2 (vi - y) O, . . . (9)
of ook met :
V2v. -v^- = 0, D (10)
en dus met:
„_.w V ? .V = 0. ^
(A)
In deze vergelijking komeiï de hnlpvektoren v en w niet meer
voor. Zy is de gezochte voorwaarde, dat het pV-veld Vp-vormend
wordt.
Daar :
. I V 1 (vi ^ v_;') 1 = Wfc . (a . V) |a 1 (v» ^ v_^) j * *) =
= (a . V)| Wjfc a ? (vf ^ \j)Y) - (a . V) Wfc 1 ja i (v,- v_;)| = . (11)
= (Vi ^ y) ^ V w^,
is (A) aequivalent met:
(v.--v^)2 V - w& = 0>), . . . (12)
en daar :
- p
V — „ -pW = ^ a Wi . . WA:_1 (a . V) WA: WA:+1 . • . . . (13)
k
ook met :
»V 2 V n-pW = 00
. . . (B)
{B) kan ook uit (A) worden afgeleid zonder weer tot de hulp-
vektoren en Wk terug te keeren. Ook onafhankelijk van (A)ka,n
de noodzakelijkheid van [B) worden aangetoond. Is namelijk „-pW
Fp-normaal, dan is altijd :
„_^w = Aj(V/J.'r.(V/n-0j, (14)
waarin / een fiinktie van de plaats is. Bijgevolg is :
V - w = (V A) (V/,) /;_;,) (15)
n—p
waaruit {B) onmiddellijk volgt, omdat iedere v ±'7fj.
h De vorffien (10) en_(12) der^voorwaarde zijn identiek met die, voorkomende
bij E. voN Webek, Vorlesungen über das Pfaffsche Problem (Teubneb, 1900)
bldz.j99 en 100.
*) (A) en {B) werden reeds zonder bewijs aangegeven in J. A. Schouten,
Over het aantal graden van vrijheid van het geodetisch meebewegende assenstelsel.
Versl. der Kon. Ak. v. Wet. 27 (18)_16 — 22.
S) De differentieerende werking van een differentiaaloperatorkern strekt zich uit
tot het eerstvolgende haakje.
Deze term is nul, omdat Wj. ± V,- en X v^ .
204
Voor p = n — 1 leert {B), of duidelijker nog (15), dat V w een
enkelvoudige bivektor is. Hieruit volgt, dat, wanneer een veld w R„—r
normaal is en w opgevat wordt als de snel heids vektor van een stroo-
mende vloeistof, waarbij dan de rotatiekoraponente der beweging (ten
opzichte van een geodetisch meebewegend assenstelsel) gegeven is door
V w, bij deze rotatie de _2 ±V"~' w punt voor punt onveran-
derd blijft ‘). Immers dr\ {'7 v) is een vektor in het vlak van
V - V.
Op dezelfde wijze bewijst men, dat, indien F^-vormend en dus
„—pW F^-normaal is, de vergelijkingen gelden ;
(A)
{B')
waariri ,/V een g-vektor in en een n — g-- vektor X Vq voor-
stelt. Voor p = n — 1 leert {B'), dat voor een F^-normaal vektorveld
w de compohente van Vw in Vq een tetisor is.
3. Kanoniscke congrueyities. Een veld van eenheidsvektoren be-
paalt een congruentie’), u„ = xi,, \ V i„ is de kromtevektor der krommen
van die congruentie en de modulus (ii„)„i is de geodetische kromming.
Daar :
(Vi„)‘. = i V(i„.i„) = 0, . ..... (16)
bevat de tweede ideale faktor van V i„ geen index n. V i,i bestaat
2
dus uit twee deelen, een deel h. in de Rn~i -k iu, en het deel
i„ i„ 1 V i„ = i„ u„ :
2
V i„ = h 4- xi,j u,., ....... (17)
o
h is in het algemeen de som van een tensor ’h en een bivektor
,li. Is i een eenheidsvektor in een der n — 1 onderling loodrechte
hoofdrichtingen van ’li, dan is:
x’hU=Ai, ■ (18)
en daar :
V in = * *h + On Un + Un iO, . . . (19)
is :
x(V - i„)U = Ai -f jain (20)
b Voor de Rn is dit opgemerkt door A. Sommekfeld. Geometrischer Beweis
des DupiN’schen Theorems und seiner Umkehrung, Jahresberichte der Deutsch.
Math. Ver. 6 (99) 123—128, bldz. 128.
*) In A. R. hldz. 38 e.v. is het woord hypercongruentie gebruikt. Wij spreken
hier eenvoudigheidshalve van congruentie, in overeenstemming o.a. met Ricci en
Levi-Givita.
„_^W V! pV = 0
205
of :
(V ^ ’g)'. i = Jtfi i„, (21)
daar :
’g!i = i (22)
Uit (21) volgt :
in (V -- in - * *g)-i 1 in = o, ..... (23)
of, indien X/* de kovariante coördinaten van V w i„ zijn en inx de
kovariante coördinaten van i„, in coördinaten :
ö *n aj ^n o
^ n
ai
X
«1 «1
^ 9a\ Oi
Xfl a
I 1
0 . (24)
*'n o Xfl a ^ ffa o, • • • • Xa o ^ ffa a
n n 1 n 1 n n n n
Deze vergelijking van den graad n — 1 in A noemt Ricci de alge-
braïsche karakteristieke vergelijking der congruentie i„. Daar de
(ensor ^h, zooals bekend is, n — 1 reëele hoofdrichtingen heeft,
heeft zij n — 1 reëele wortels. ’) Zijn alle wortels verschillend
(d.w.z. zijn niet twee wortels in alle punten van Vn gelijk, hetgeen
niet uitsluit, dat zij in bepaalde uitgebreidheden van minder dan n
afmetingen gelijk kunnen worden), dan behoort volgens (21) bij
een bepaalde wortel Xj de richting :
A, ’g)-iii„ (25)
Twee bij verschillende wortels behoorende richtingen zijn onderling
loodrecht, omdat volgens (20):
Xj ij . i;i; = ijt 1 (V ^ i„) 1 ij = Xjeh Aj = 0, j jé: k . . (26)
Een p-voudige wortel bepaalt een gebied volkomen loodrecht
op de gebieden der andere wortels, in welk gebied p willekeurige
onderling loodrechte richtingen als hoofd richtingen gekozen kunnen
worden.
In elk geval kan men dus bij de gegeven richting i„ in ieder punt
n — 1 onderling loodrechte hoofdrichtingen aanwijzen, ivaardoor aan
de congruentie in n — 1 onderling loodrechte congruenties ij, j =1,2,
. . . , n — 1 worden toegevoegd. Ricci noemt deze de tot i„ behoorende
orthogonale kanonische C07igruenties. ‘)
0 G. Ricci. Dei sistemi di congruenze ortogonali in una varieta qualunque,
Memorie R. Acc. Lincei Ser. V 2 (95) 276 — 322, bldz. 301.
*) Voor een rechtstreeksch bewijs zie b.v. G. Ricci, Sui sistemi di integrali
independenti di una equatione lineare ed omogenea a derivate partiali diDordine,
Ann. di Mat. Ser. II 15 (W/ss) 127—159, bldz. 134.
®) Ricci. Dei sistemi, bldz. 302. Wij spreken hier kortheidshalve van kanonische
congruenties.
206
Voor de skalaiieu ^ eii n volgt uit (20) ;
?.j = 2 V in, . . (27)
V-in (28)
en uit (18) volgt voor ’h :
1,. 1
’h = ^ Xj ij ij, (29)
J
en
0^2 ’hz=0 (30)
of :
ijik^.V^in = 0, . . . . . (31)
In het bijzondere geval, dat i„ F,j_i-normaal is, leert (6);
V-i., j^k, (32)
waaruit volgt, dat ,li = 0. In plaats van (17) treedt dan de verge-
lijking;
V in = ’h + Xin Um (33)
Aan de kanonische richtingen kan met behulp van het begrip
geodetische verandering, d.i. verandering ten opzichte van een geode-
tisch meebewegend assenstelsel, een eenvoudige meetkundige betee-
kenis toegekend worden. Tengevolge van (17) en (30) is ;
ij ^ V i)i ij ^ V i,;, j k. . . . . . (34)
Nu is xi/F Vin de geodetische toename van i„ bij een verplaatsing
in het veld langs ü- per lengteeenheid, en i/t Vin is dus de pro-
jektie van deze specifieke toename op de j-ricliting, d. i. de speci-
fieke geodetische verdraaiing in de n -^j richting. Is dus ,6^ de
bivektor der specifieke geodetische verdraaiing van het assenstelsel
ij, ...,i„ bij een verplaatsing in de ^-richting;
V ia = tl— 1,2, . . . . (35)
dan is i^- i* 2 v i,, de «ji'-kom ponen te van
in ij ^ == ij ik 2 V in, j ^ k. ..... (36)
De nj-komponenten van de draaiing jByfc is dus gelijk aan de nk-
koniponente van de draaiing ^Bj. ')
Is in Fn— i-normaal, dan wordt tengevolge van (31) en (32) :
i, ifc2Vin = 0, jj6k (37)
De 7iji-komponente van jBk wordt dus nul voor j jé. k, d.w.z. de
geodetisclie verdraaiing van i,, bij een verplaatsing in de X;-rictiting
h Fticci, Dei sistemi, bldz. 303 geeft een andere geometrische interpretatie,
waarbij geen gebruik gemaakt wordt van het begrip geodetische verplaatsing.
Daarbij is het dan echter noodig, de Vn te leggen in een euklidische ruimte van
meer dan n afmetingen.
207
heeft plaats in het n^-vlak. Definieert men de hoofdkromterichtingen
in een punt van de Vn-i als de richtingen iji, volgens welke de
geodetische verdraaiing van i„ plaats vindt in het n/(;-vlak '), dan volgt
hieruit, dat de kanonische . congruenties de hoofdkromtelijnen der
V„-i±l„ zijn.
Uit (29) en (33) volgt nog:
üiji V l„ = j = 1,2, ,n-l, .... (38)
welke vergelijking met (37) aequivalent is en evenzeer als definitie-
vergelijking der hoofdkromterichtitigen. van de kan wor-
den opgevat.
4. üe tweede fundamentaaltensor der Ten einde de
beteekenis van ’h nog nader in het licht te stellen kiezen wij de
F„_i -L i„ als aeqniskalaire gebieden van de grond variabele en
n — 1 willekeurige stelsels van F„_i door i„ als aequiskalaire ge-
bieden der grondvariabelen P. = a„-_i. Dan liggen de rich-
tingen van 0;, en 0/’ in de Fn-i-Li„, terwijl 0a^^ e:
ting van i„ hebben :
1
in ^n 6(1 Sn V ” Co • .
n K n
^71
Het kontravariante Pfi-kental van ’h is dan :
’/iV = 6/ Vh = è 6/ 2 7 ^ 2
of, omdat k ± en j. e^, en :
V Cv V ^ V = 0, V = a^, . . . , a
ook :
’AV z=: - ^ i,j e« ! V e;. — 4 ’^n ca ^ Ve^ —
= - è in 2 V e; — Is h en 2 V e/ =
1
= — T — (e^. e’a 2 \7 e;i-f-e> e’a 2 V C/,) =
1 / da' dar
= ( a'' 4- a' =
= - ^ (e’a . V) ^ >£(i„ . .
2 Sn «
Evenzoo is het kovariante kental van :
q Deze definitie is de natuurlijke uitbreiding van de definitie der kromtelijnen
op een F2 in een B3 als de lijnen, waarlangs de normalen een ontwikkelbaar
oppervlak vormen.
0’„ de rich-
'■‘n
. . . . (39)
(40)
■1, . . . (41)
. . . (42)
208
= e;’ c^’ = h e/ ! v i„ + 4 e/ e/ 2 7 i„ ™ '
1 1 I
= — Ci’ e/ ^ V Ca + ^ 6/ e;’ 2 V ea = f
2f„ ” 2£„ ^ » r
1 Z®»”, , ^‘‘'■. \_ 1 /««,. öoi \}.. (43)
~26„Vd.ü''® dxi '‘J ‘ V I
= 7^(e’a .V)^;^. = |>{(in. V)^v. 1
2f„ "
’h is’ dus de tweede fundamentaaltensor der Vn—i ± in ‘).
Is in geodetisch, zonder F„_i-norrnaal te zijn, dan is ii„ = 0 en
Vi» ligt geheel in het gebied x in •■
2
Vin = h (44)
Daar i„ bovendien normaal is, wordt V in symmetrisch :
V in = “h ........ . (45)
Kiest men in dit laatste geval voor .r"" de lengte, gemeten van
nit een bepaalde V„-i -b i„ langs de krommen der congrnentie i„,
dan wordt :
ea = Ca ’ = in (46)
5. Onderling orihogonale V n—\- stelsels door een gegeven con-
gruentie hij eenduidig bepaalde kanonische congruenties.
Zij gevraagd bij een gegeven i„ de grondvariabelen y\ . ■ ■ al-
dus te kiezen, dat de bijbehoorende aequiskalaire F„_i door i„ gaan
en de vektoren Bj = V yi, j = 1, . . n — 1, onderling loodrecht zijn.
Het stelsel vergelijking:
i„ . V = 0 . . . . . . . . . . (47)
Sft.Vyi=:0, k^j (48)
moet dus voor iedere waarde van j —2 onafhankelijke oplossingen
toelaten. De noodzakelijke en voldoende voorwaarde hiervoor is
volgens (7) :
in ! V S& — Sfc 1 V i„ = Ok SA: -f- «n in, • . • • (49)
waai’in au en «„ willekeurige coëfficiënten zijn. Daar i„ X Sa;, en
dientengevolge ;
i„l 7S;fc = (VSifc)l in = V(sjt.in)-(7in)l Sfc = - ( V i J ^ Sfc, . (50)
is (49) aequivalent met :
’) Vergelijk Bianchi-Lukat, Vorlesungen über Differentialgeometrie (1899) bidz.
601, form. (7). Men kan de lioofdkromterichtingen ook definieeren als de hoofdrich-
tingen van den tweeden fundamentaaltensor. Dit doet Bianchi bldz. 609, 618.
209
2(V'^i,i)l Sk — ~ itk Sk ~~ (^n in ..... (51)
Deze vergelijking is echter van den vorm (20) en elk der gezochte
vektoren vormt dus een der tot i„ behoorende kanonische con-
gruenties. Wij beschouwen nu eerst het geval, dat de 7i — 1 wortels
van (24) alle verschillend zijn.' In dat geval moet iedere vektor
met een bepaalde i gelijk gericht zijn :
1
ik = <JkSk= — Sk' (52)
Oh
De n — bij i„ behoorende kanonische congruenties moeten dus
alle F„_i-normaal zijn. Opdat dit het geval zij, moet i,, aan zekere
voorwaarden voldoen, die als volgt zijn af te leiden.
Toepassing van V op (31) leert;
(7b)>. U-f(VU)l (V-h)i b + |V(V-i„)i?iiijfc = 0,j7^/;,(53)
en overschuiving met i„;
in\ (7^)1 (7 ^ i„)l ik + i;d (7 (7 - i,)' ij + ij h in" 7(7in)=0.(54)
Volgens (46) en (51) bevat (7---i„) 1 U alleen i* en i,,. Verder is ij
F„._i-normaal, zoodat volgens (B) :
■ (7v)Hfe=:Ul (7ij)Mn ...... (55)
(54) is dus aequivalent met :
-ik^. (7 -i„)i (7in)i ij-i/ (7-in)i (7in)l ik + ^ 7(7-i„)=0. (56)
Is nu :
dan is ;
1, . . . , n — 1
= &n Uil bn bn = H ^ ij ij , . . .
j
(57)
4
g„ = a,, b„ bn an. • (58)
een grootheid, die tweemaal overschoven met een willekeurigen affinor
van den tweeden graad de komponente van dezen affinor in de Rn~i
± i„ geeft. Bij invoering van den tensor :
4
’p = g„2|(i„. V)(7'-in)-2 7’(7-in)M7in)i, • • (59)
gaat dan (56) over in
ij iit ^ ’P = 0. i j, ^ = 1, 2, . . . , n — 1
[C')
De eerste voorwam'de is dus, dat de tensor ’p dezelfde hoofd-
richtingen heeft als ’h.
Daar tengevolge van (19):
gn 2 (in . 7) (7 - in) = gn ? (in . 7) ’H + Un Un, . . . (60)
14
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVllI. A°. 1919/20.
210
en tengevolge van (19) en (33):
g, 2 2 T (V - inY. (V in) = 2 ’h ' *h f u„ u. f gn 2 2 T’h 1 ,h, (61)
18:
>p = g„2(i„.V)‘h — 2 7’‘hi ,h — 2’h'. ’h. . . . (62) j
Daar "h ^ 'h dezelfde hoofdrichtingen heeft als ’h, kan men ais t
eerste voorwaarcle dus ook stellen, dat:
g. 2 |(i„ . V) >h - 2 T ‘h 1 ,h|
dezelfde hoofdrichtingen heeft als ^h:
j(i„ . V) ^h — 2 T^h ' ,\i] = Q,jfk,j,k = l, 2,..,n-l .
{C)
{O kan rnen ook direkt vinden door uit te gaan van (30), en dan
dezelfde redeneering te volgen als bij de afleiding van (C')-
Om een tweede voorwaarde te verkrijgen, passen we V toe op (30),
en overschuiven daarna met i/. Dit levert:
|(i/ . V) ij\ i/,2 'h f {(i/ • V) ik] ij 2 ’h + ij ik 2 (i/ . V) ’h = 0 . (63)
of, in verband met (29) :
h ikii^. V + f ij i/ 2 V i/t f ■aijik'i (i; • V) ’h = 0 . . (64)
of :
{^■k -h) h ii 2 V ij + y.ij i/,2 (i/ . V) ’h = 0 . . . . (65)
Nu zijn ij, ik, i/ alle F), _i-normaal en onderling loodrecht, zoodat:
ifc i/ 2 V ij = i/ i/c 2 V ij = — ij h 2 V i/ = — • i* b ? V i/ = )
= 1/^2 \7 ik = ij i/ 2 v ij;. — _ 2 7 I
of:
i/c i/ 2 V ij = 0,
en dientengevolge is (65) aequivalent met:
ij ijfc? (k ■ V) ’h = 0, jfk,kfl,lfj, j, kj = \ , 2, . . , n—l .
Daar (Vi^) ij en dus (i/.V)(ij. ij) nul is, zoodat:
(66)
(67)
ijij2(i/.V)’h.-:(i/.V)(ijij2’h), (68)
zijn ook de hoofdrichtingen van (i/.V)’h eenduidig bepaald.
Aangezien ;£(/.9 i/1 V ’h de geodetische differentiaal is van ’h bij een
verplaatsing ds in de richting van i/, dinkt de tweede voorwaarde
{D) dus uit, dat bij een verplaatsing in een richting, loodrecht op i„
en loodrecht op m ^ n — 2 der bij i„ behoorende kanonische richtingen,
de kom ponente van de geodetische dijferentiaal van ’h in de door
deze m richtingen bepaalde hoofdrichtmgen heeft, die met m der
hoofdrichtingen van samenvallen.
i
211
De beide voorwaarden (C) en {D) zijn behalve noodzakelijk ook
voldoende. Immers, nit {€) of (C")> ^'6 volkomen aequivalent zijn
volgt (56), terwijl uit (30) verg. (54) volgt. Vergelijking van (54) en
(56) geeft (55). üit (D) volgt na vergelijking met de nit (30) volgende
vergelijking (65) vergelijking (67). Doch (55) en (67) toonen aan, dat
de congruentie tj F),_i-normaal is.
Wij hebben dus ten slotte het resultaat:
Opdat door de congruentie \n, waarvan de hijbeho o rende algebraïsche
karahteristieke vergelijking slechts ongelijke wortels heeft, n — 1 onderling
orthogonale k^n—i 9^l<^9(l kunnen ivorden, is het noodzakelijk en vol-
doende, dat i,j voldoet aan de voorwaarden (C) en {D). ')
Het aantal der vergelijkingen (6’) is ^ ^ het aantal der
vergelijkingen [D] is, in verband met het feit, dat men j en k mag
verwisselen, zonder dat een nieuwe vergelijking ontstaat, j en /
echter niet, ’) Als differentiaalvergelijkingen in de
kentallen van in zijn beide stelsels {O en (D) van de tweede orde.
6. Vereenvoudigingen voor het geval, dat de gegeven congruentie
Vn—i-normaal is. Is i„ F),_i-normaal, dan wordt jlizrzO, wordt
de eerste en de tweede fundamentaaltensor der V„—i ± in- Zijn
hoofdrichtingen bepalen de kromterichtingen. (61) gaat over in:
g!,2^2r(7-i„)MVi„) = 2’hi»h + xu„Un,. . . (69)
en (62) in :
’p = g„2(i„.v)*h-2*hi^h ..... (70)
{€) gaat over in :
ij iic ? {in . V) ’h = 0,
(Q
en verkrijgt daarmede dezelfde gedaante als (D).
Op analoge wijze als bij (68) blijkt :
ij ijt 2 (in • V) ’h = (in . V) (ij i/C 2 *h) (71)
1) (C') is het eerst door Ricci afgeleid, Dei sistemi, vergel. (A), bldz. 309. (D)
komt bij hem voor in den minder eenvoudigen vorm;
ij hiO.VfJ^ y = Uv • Un) ij i/ 2 V in + è (ij . u,,) V V (D')
als vergelijking (B), bldz. 309. (D') ontstaat, wanneer de bewerking (i/ . V) toege-
past wordt op (31). (C) en (D) zijn gevolgtrekkingen uit (30), (C') en (D') uit (31).
Hier hebben wij eerst {C') afgeleid, omdat de voorwaarde in dezen vorm identiek
is met de voorwaarde, die voor is gegeven door Lilienthal, en die voor
het probleem zeer belangrijk is, zooals in het tweede gedeelte van deze verhandeling
zal blijken.
-) G. Ricci, Sui sistemi, bldz. 152.
212
zoodat ook de hoofdrichtingen van >{(i„ . V) ’li eenduidig zijn bepaald.
In verband met de reeds gevonden meetkundige interpretatie van
{D) hebben wij dus het volgende theorema verkregen.
I. Een stelsel van oc^ F„_i in een F„, waarvan de tweede funda-
mentaaltensor ’h, behalve op bepaalde Fr, ^ ^ — 1 eenduidig
bepaalde hoofdrichtingen heeft, behoort dan en dan alleen tot een
n-voudig orthogonaalstelsel, indien bij een verplaatsing loodrecht op m
der hoojdrichtingen de komponente van de geodetische differentiaal
van ’h in de door deze m richtingen bepaalde Rm hoofdrichtingen
heeft, die met de genoemde m hoofdrichtingen van ’h samenvallen.
Dit theorema is voor een stelsel F, in de Zf, uitgesproken door
Maurice Levy ^).
Zijn de hoofdrichtingen van ’h voor een zeker punt P niet een-
duidig bepaald, dan volgt uit (68), dat dan de hoofdrichtingen van
it{in . V) ’h, en dientengevolge die van ’h, voor alle punten van een
kromme der congruentie in door F op dezelfde wijze onbepaald zijn.
Hieruit blijkt de stelling;
II. Bij een stelsel van oo^ F„_i in een Vn, dat tot een n-voudig
orthogonaal stelsel behoort, liggen de punten, waar alle of enkele
kromtelijnen geen eenduidig bepaalde richting hebben [umbilicaal punten
in ruimeren zin) op meetkundige plaatsen, die gevormd worden door
krommen der congruentie, loodrecht op de F),— i-
Ook deze stelling is voor een stelsel F, in de door M. Lévy
het eerst uitgesproken.’)
Daar de kentallen van uitgedrukt kunnen worden in de eerste
ditferentiaalquotienten van den parameter, die het stelsel der F„_i
bepaalt, worden de vergelijkingen (C) en (D) partiëele differentiaal-
vergelijkingen van de derde orde in dezen parameter.
b M. Lévy. Mémoire sur les coördonnées curvilignes orthogonales. Journal de
l’Ecole Imp. Polytechnique 26 (70) 157 — 200, bldz. 159.
®) M. Lévy. Mémoire etc. bldz. 174.
Voor een kort overzicht over en een bespreking van de literatuur over deze
differentiaalvergelijking van de derde orde bij een stelsel in de Bg (want hier
vervalt (D) en reduceert het stelsel (C) zich tot één enkele vergelijking), zie
Lucien Lévy, Sur les systèmes de surfaces triplement orthogonaux. Mém. cou-
ronnés et Mém. des savants étrangers, Bruxelles 54 (96), 89 bldz., bldz. 5 en volgende.
Seiieikiin.de. — De Heer Böeseken doet eene mededeeling, mede
namens den Heer Chr. van Loon; „Over de configuratie-
bepaling der cyclische cis-trans-diolen en de verstoringen in de
rangschikJdng der atomen en atoomgroepen hij chemische reacties.”
In vorige mededeeiingen waarin de configuratie der hydrindeen-
diolen besproken is, hebben wij er de aandacht op gevestigd dat
het indeenoxyde, wanneer dit wordt gehydrateerd, zoowel het cis-diol,
als het trans-diol kan geven. Wij hebben intusschen vastgesteld, dat
de hoeveelheden dezer diolen afhankelijk zijn van de reactie van het
medium, in zoover het trans-diol vooral gevormd woi’dt in alkalisch
milieu.
Nu is het ontstaan van trans-diol uit het oxyde, met het oog op
de waarschijnlijke ligging der atomen in het laatste raolekuul op-
merkelijk; n^en zoude het cis-diol verwachten.
Het was nu van het hoogste belang om de configuratie van het
cis- en trans-diol, met alle zekerheid vast te stellen. Ongelukkiger-
wijze kan hier de klassieke methode, de al of niet splitsing in optische
isomeren, niet ter hulp worden geroepen, omdat de beide diolen
asymmetrisch zijn en derhalve splitsbaar, zoodat een andere methode
moest worden gezocht.
Wij hadden reeds aangetoond, dat één der diolen de geleidbaarheid
van het boorzuur vermeerderde, de andere niet en wij hebben gemeend,
zooals nader blijken zal terecht, aan de eerste de cis-, aan de tweede
de trans-configuratie te mogen toekennen.
[Ik mag hierbij als bekend veronderstellen, dat bij een aantal
gevallen gebleken is, dat de vermeerdering van de zure eigenschap-
pen van het boorzuur berust op de vorming van complexe dissocia-
bele verbindingen, hetgeen vooral plaats grijpt wanneer twee OH-
groepen ,, gunstig” ten opzichte van het boorzuur gelegen zijn].
214
Daar dit eenige argument staat of valt met het doeltreffende van
de boorzuurmethode dient het te worden getoetst aan ons onderzoek
inzake de cyclopentaandiolen.
Hier toch kannen wij de boorzuur-methode controleeren met de
klassieke methode, daar alleen het trans-diol niet met zijn spiegel-
beeld dekbaar is en derhalve alleen deze stof in zijn optische isomeren
splitsbaar moet zijn.
Wij zullen hier niet in bijzonderheden treden over de bereiding
dezer beide diolen ; wij volstaan met de mededeeling, dat het eene
diol werd bereid door hjdratatie van het cyclopenteenoxyde, terwijl
het andere uit cyclopenteen door oxydatie met KMnO^ werd gewonnen.
De eigenschappen der diolen zijn de volgende :
Smp.
Kp.
Sm. diphenyl-
urethaan.
Sm. di-p. nitro-
benzoaat.
C5Hs(OH)2 uit CsHg en KMn04
290—30=
123.9=29
205°
1170—118°
CsHsfOH)^ uit CsHgO en HjO
540.5-55°
136021.5
221°
145°
Om nu met zekerheid uit te maken welke van deze twee glycolen
het cis- en welke het trans-diol was, werden ze met l-menthylisocyanaat
behandeld, waarbij het eerste één enkel di-l-menthylurethaan gaf,
terwijl het hoogsmeltende diol een mengsel van di-menthylurethanen
met zeer verschillend draaiend vermogen opleverde. Zonder deze
urethanen af te zonderen en te verzeepen kunnen wij het besluit
trekken, dat hierbij de urethanen van het trans-diol waren gevormd
en wel d-trans-diol-di-l-menthylurethaan en l-tmns-diol-di-I-menthyl-
urethaan.
Daarmede is echter nog niet zonder nadere toelichting te besluiten
dat nu ook het hoogsmeltende diol het trans-diol was. Er zoude
immers tijdens de inwerking van het l-menthylisocyanaat een soort
van Walden’sche omkeering kannen zijn ingetreden.
Bij nadere overweging is dit echter in hooge mate onwaarschijnlijk.
Zooals wij in onze vorige mededeeling hebben uiteengezet is een
zoodanige contigaratie-wisseling alleen te verwachten, wanneer de
reactie intreedt aan het atoom, dat de rangschikking beheerscht.
Dit nu is hier niet het geval :
= C— O— H + RNCO = =C-0— CO -
* ^ I
RNH
215
aangezien de reactie plaats heeft, door splitsing- van de O— H-
binding, en het tjpische C-atoom dus met rust wordt gelaten ^).
Wij mogen derhalve met groote zekerheid- besluiten, dat het hoog-
sraeltende isomeer het trans-diol is, het laagsmeltende bet cis-diol.
Vervolgens werd het gedrag der beide diolen ten opzichte van
het boorzuur bestudeerd.
Inderdaad werd gevonden, dat het cis-diol de geleidbaarheid van
het boorzuur aanmerkelijk vermeerderde, terwijl het trans-diol een
geringe vermindering veroorzaakte.
De boorzuiir-methode blijkt dus alleen een positief resultaat op te
leveren in het geval, dat de OH-groepen in elkanders nabijheid liggen.
Wij kunnen dus nu ook met volkomen zekerheid zeggen, dat het
hydrindeendiol (z. v. m.) smp. 108°, dat de geleidbaarheid van het
boorzuur vermeerdert, het cis-hydrindeen diol, terwijl het hoog-
smeltende (159°) zonder eenigen twijfel het transdiol is. Dit laatste
oefent een geringe vermindering uit op de geleidbaarheid van het
boorzuur.
Daartoe aangespoord door een mededeeling van E. Fischer (B. 28,
1146, 2496 (1895)) over de gemakkeiijke vorming van cyclische
additie-verbindingen van polyalkoliolen met aldehyden en ketonen
heeft een onzer (Chr. van Loon) een voorloopig onderzoek ingesleld
naar het gedrag dezer stereoisomerediolen ten opzichte van aceton.
Hierbij worden vijf- (of zes-) ringen gevormd van het type:
-C-O
-C— O-
Hoewel het niet geheel zeker is, is het toch hoogstwaarschijnlijk,
dat bij deze condensatie de toonaangevende C-atomen buitenspel zijn,
zoodat ook hierbij een configuratie-verandering in den zin van de
WALDEN’sche omkeering wel buitengesloten is.
Met verrassend gemak ontstond zoowel bij het cis-hydrindeendiol
als bij het cis-cyclopentaandiol het verwachte condensatie-prodnkt,
terwijl de trans-verbindingen onder dezelfde omstandigheden [24 uur
laten staan met een overmaat 20 : 1 zuiver aceton, waarin 1 Vo HCl
was opgelost] absoluut onveranderd bleven.
Wij hebben van deze methode onmiddellijk gebruik gemaakt om
de configuratie van de cyclohexaandiolen vast te doen stellen.
‘) Het is om deze reden, dat wij andere splitsingsmethoden (bijv. verestering
met actieve zuren) niet hebben aangewend, omdat daarbij de geheele OH-groep
kan worden verplaatst en alsdan het asymmetrie bepalende G-atoom wordt aangetast.
216
Deze beide verbindingen waren gemaakt door
1°, Inwerking van kali op het cjclohexeenjoodlijdrine volgens
Brunel, waarbij het oxyd als tusschenprodukt mag worden aange-
nomen.
Dit diol, smeltend bij 104°, werd door Brünel krachtens zijn
ontstaan uit het oxjde aangemerkt voor cis-diol.
2°. Oxjdatie van cj'Clohexeen met KMnO^, waarbij een verbinding
ontstaat die bij 99° smelt en welke dus aangezien werd voor het
transdiol.
Daar echter deze laatste verbinding volgens proeven van H. Gr. Derx
kwantitatief de aceton-verbinding gaf terwijl de bij 104° smeltende
niet in reactie trad, moeten wij haar de cis-configuratie toekennen.
Merkwaardigerwijze oefent zij een geringen negatieven invloed uit
op de geleidbaarheid van het boorzuur, zoodat in dit geval de aceton-
methode betrouwbaarder is, dan de boorzuur-methode.
Wij moeten echter opmerken, dat de klassieke methode door
inwerking van een actief isocjanaat nog niet is toegepast.
Bij de cyclopentaandiolen is dus op drie volkomen van elkander
onafhankelijke wijzen de configuratie vastgesteld; de betrouwbaar-
heid der boorzuur-methode is daardoor in sterke mate verhoogd,
terwijl de aceton-methode nog nader zal moeten worden bestudeerd.
Zij heeft het groote voordeel snel tot het doel te voeren ; heeft echter
het nadeel, dat onder invloed van het condensatie-raiddel (HCl)
omleggingen niet geheel buitengesloten zijn.
De vaststelling van de configuratie der cyclische 1.2-diolen heeft
het merkwaardige feit aan het licht gebracht, dat bij de aanlegging
van water aan de oxyden niet uitsluitend het verwachte cis-diol
ontstaat, maar daarnaast en soms uitsluitend het trans-isomeer.
Komt dus aan het oxyde een configuratie toe waarbij het zuurstof-
atoom buiten den cyclopentaaii-ring valt, welke met het oog op de
materie-verdeeling de meest waarschijnlijke is, dan moet er bij de
drie-ring-opening een omkeering intreden.
Het is merkwaardig, dat deze omkeering bij de symmetrische
oxyden van het cyclopenteen en cyclohexeen vrijwel volledig is en
wel onder alle omstandigheden, terwijl zij bij het asymmetrische
indeen-oxyde afhankelijk is van de reactie van het medium.
Een zeer geringe alkalische reactie doet de hoeveelheid cis-diol,
die in zi^ur medium in hoofdzaak ontstaat, tot nul naderen.
Er moge op gewezen worden, dat bij de reactie in alkalisch milieu
steeds '^-kiidrindon gevormd wordt (of een condensatie-produkt daar-
van), zoodat door het alkali de /i-CO-binding losser schijnt te worden.
217
Aarigezien nu juist hierbij het trans-diol gevormd wordt en een
Walden’sche omkeei'ing niet anders kan plaats vinden dan aan liet
atoom dat de stereoisomerie bepaalt, is het zeer waarschijnlijk, dat
de configuratie-wisseling aan het a-C-atoora plaats grijpt.
Een tweede opmerking moge ten slotte gemaakt worden over de
oxjdatie van het cyclopenteen en het cyclohexeen door KMnO^. Er
blijken daarbij, ten minste in hoofdzaak, de cis-diolen te ontstaan.
Hieruit volgt, dat de oxyden geen tusschenprodukten kunnen zijn,
daar deze onder de omstandigheden van het experiment in de trans-
diolen zouden overgaan.
Wellicht houdt de voorkeur van de vorming der cis-diolen door
KMnO^ samen met het ontstaan van complexe verbindingen van het
drie waardige mangaan.
Er is toch eenerzijds gebleken dat de oxydatie van oxaalzuur door
KMnO^ juist ook bij de vorming van deze mangani-verbindingen intreedt
terwijl anderzijds gevonden is, dat de ff-Oxyzuren zeer tot het vormen
van complexe mangani-verbindingen geneigd zijn. Bij deze verbin-
dingen zijn de hydroxyl-groepen gunstig gelegen, zooals uit de
metingen met boorzuur gebleken is. Men zou dan hier moeten aan-
nemen, dat de mogelijkheid \an vorming dezer complexen met de
cis-diolen een zekeren drang zou uitoefenen op hun ontstaan.
Er is dan echter ook een gemakkelijke verdere oxydatie der cis-
diolen te verwachten, evenals de «-oxyzuren ook gemakkelijk door
mangani-hydroxyde worden aangegrepen. Dit zoude dan de zeer
slechte opbrengsten kunnen verklaren, die de 20 "/o i'iöt overschreden ;
een nadere studie zal dit echter moeten ophelderen.
Dordrecht
Juni 1919.
Delft
218
Natuurkunde. — De Heer Kamerltngh Onnes biedt eene mede-
deeling aan over: „Verdere proeven met vloeibaar helium.
(Deze mededeeling zal opgenomen worden in het volgende
Zittingsverslag).
Ter uitgave in de Werken der Akadeniie wordt door den Heer
J. Boeke, namens den Heer O. C. Heringa, aangeboden het manu-
script van diens verhandeling; ,,Untersuchungen über den Bau und
die Entwicklung des sensibeln peripheren Nervensystems.”
De Voorzitter stelt het manuscript in handen van de Heeren J.
Boeke en C. Winkler met verzoek om rapport, uit te brengen in
de volgende vergadering.
De Heer Ernst Cohen biedt voor de boekerij ten geschenke aan
een exemplaar van het door hem met den Heer W. Schut uitge-
geven werk : „Piezochemie kondensierter Systeme” .
De vergadering wordt gesloten.
25 November 1919.
KONINKLIJKE AKADEMIE VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM.
VERSLAG VAN DE GEWONE VERGADERING
DER WIS- EN NATUURKUNDIGE AFDEELING
VAN ZATERDAG 27 SEPTEMBER 1919.
Deel XXVIII.
N^. 3.
Voorzitter: de Heer H. A. Lorentz.
Secretaris: de Heer P. Zeeman.
INHOUD.
Ingekomen stukken, p. 220.
In memoriam A. P. N. Franchimont, p. 222.
Rapport van de Heeren J. BOEKE en C. WINKLER over eene ter uitgave inde Werken derAkademie
aangeboden verhandeling van den Heer Q. C. HERINGA: „Untersuchungen über den Bau und
die Entwickelung des sensibelen periferen Nervensystems”, p. 226.
Mededeeling van een schrijven van de commissie van uitvoering van het Zoölogisch Insulinde-
Fonds, p. 228.
F. A. H. SCHRElNEMAKERS : „In-, mono- en divariante evenwichten”. XIX. p. 229.
P. H. J. Hoenen S. J.: „Uitbreiding der wet van BRAUN ’. (Aangeboden door de Heeren F. A. H.
SCHRElNEMAKERS en H. A. LORENTZ), p. 233
P. H. J. HOENEN S. J.: „Druk- en temperatuur-coëfficienten, volume- en warmte-effecten in bivariante
stelsels ’. (Aangeboden door de Heeren F. A. H. Schreinemakers en H. A. Lorentz), 238.
J. W. Le Heux: „De afhankelijkheid der werking van atropine op den darm van diens cholinegehalte.”
(Aangeboden door de Heeren R. MAGNUS en C. A. PEKELHARING), p. 243.
A. DE Kleyn en C. R. .1. VERSTEEGH: „Over de al of niet labyrinthaire genese van den donker-
nystagmus bij honden ”. (Aangeboden door de Heeren R. MAGNUS en H. ZWAARDEMAKER), p. 253.
W. Storm van Leeuwen en Mej. M. van der Made: „Onderzoekingen over scopolamine-morphine-
narcose”. (Aangeboden door de Heeren R. MAGNUS en H. ZwaardemakeR), p. 255.
J. C. KluyveR: „Over de reeks van LAMBERT, p. 262.
JAN DE VRIES: „Involuties in het cirkelveld’, p. 270.
H. J. Backer en J. V. DUBSKY: „De bereiding van a-sulfopropionzuur". (Aangeboden door de
Heeren F. M. JAEGER en P. VAN ROMBURGH), p. 274.
H. B. A BOEKWINKEL: „Over een merkwaardige funksionele relatie in de teorie van de koeffisient-
funksies”. (Aangeboden door de Heeren H. A. Lorentz en J. C. Kluyver). p. 276.
L. S. ORNSTEIN en F. Zernike: „Energiewisselingen der zwarte straling en lichtatomen (Aan-
geboden door de Heeren H. A. LORENTZ en P. Ehrenfest), p. 281.
N. Q. W. H. BeegeR: „Bepaling van het aantal klassen der idealen van alle deellichamen van het
cirkellichaam der m-de machtswortels uit de eenheid, waarbij het getal m door meer dan één
priemgetal deelbaar is”. (Aangeboden door de Heeren W. Kapteyn en Jan de Vries), p. 293.
H. GROOT: „Over de Effectieve Zonnetemperatuur” (2e mededeeling). (Aangeboden door de Heeren
W. H. JULIUS en H. HAGAl, p. 312.
H. J. HAMBURGER: „Voortgezette onderzoekingen over de Permeabiliteit der Glomerulusmembraan
voor Stereoisomere Suikers”, p. 318.
H. J. HAMBURGER: „De partieele Permeabiliteit der Glomerulusmembraan voor d-galactose en eenige
andere multiroteerende Suikers”, p. 327.
J. WOLFF: „Eenige toepassingen van de quasi-uniforme convergentie op reeksen van reëele en van
holomorfe functies”. (Aangeboden door de Heeren L. E. J. BROUWER en J. C. KLUYVERi, p.341.
J. A. Schouten en D. J. Struik: „Over n-voudig orthogonale stelsels van n-1 dimensionale uit-
gebreidheden in een algemeene uitgebreidheid van n-afmetingen”. (Aangeboden door de Heeren
J. Cardinaal en H. a. Lorentz). p. 353.
Aanbieding van boekgeschenken, p. 353.
15
Verslagen der Afdeellng Natuiirk. Dl. XXVlll. .4®. 1919/20.
220
Hel Pi'oces-verbaal der vorige vergadering wordt gelezen en goed-
gekeurd.
Ingekoraen zijn :
1“. Kennisgeving van de Heeren G. A. F. Moi.engraaff, H. J.
Hamburger en S. Hoogewerff. dat zij verhinderd zijn de vergadering
bij te wonen.
2'. Eene missive van Zijne Exc. den Minister van Onderwijs,
Kunsten en Wetenschappen dd. 22 Augustus 1919, N“. 2931, Afd.
K. W. met verzoek om liet advies der Afdeeling te mogen vernemen
over een request om Rijkssubsidie ad f 2000.— ten behoeve van
de Publicalie-Commissie van liet Geologisch Mijnbouwkundig Genoot-
schap voor Nederland en Koloniën, waarop ten vervolge van den-
zelfden Minister ontvangen werd eene missive van den 27 September
d.a.v. N“. 3439, Afd. K. W., waarbij (er kennisneming was inge-
sloten een requesl van dezelfde strekking als dat bij ’s Ministers
schrijven van 22 Augustus overgelegd en Zijne Excellentie toege-
zonden door het Bestuur van voormeld Genootschap.
De Voorzitter stelt de stukken in handen van de Heeren M. W.
Bemerinck en .1. F. van Bemmelen met verzoek om prae-advies, uit
te brengen in de volgende vergadering.
3°. Eene missive van Zijne Exc. den Minister van Waterstaat dd.
1 Juli 1919, N“. 239, Afd. Waterstaat T, met verzoek om een lid
der Afdeeling aan te wijzen, dat zitting zou willen nemen als lid
der Commissie van Toezicht op den Geologischen Dienst, op welke
missive als vervolg ontvangen werd van denzelfden Minister een
missive van 17 Juli 1919, N". 245, Afd. Waterstaat T met bericht
dat het den Minister aangenaam zou zijn als uit de leden der
Afdeeling twee personen werden aangewezen om als leden in boven-
genoemde Commissie zitting te nemen.
Door den Voorzitter werden reeds aangezocht de leden der
Afdeeling. de Heeren K. Martin on G. A. F. Molengraaff, die
zich bereid verklaarden het lidmaatschap dier Commissie te aan-
vaarden.
Aan den Minister zal hiervan mededeeling gedaan worden.
4'. Brieven van de Heeren C. Braak te Weltevreden en O. de
Vries te Buitenzorg, met bericht van beiden dat zij hunne benoeming
tot Correspondent der Afdeeling gaarne aannemen.
Voor kennisgeving aangenomen.
221
5*. Brief van den Heer Axel Holst, hoogleeraar aan de Üniver-
siteit te Kristiania, met bericlit dat iiij zijne benoeming tot buiten-
landsch lid der Afdeeling gaarne aanneemt.
Voor kennisgeving aangenomen.
6“. Bericht van het overlijden te Berlijn op 15 Juli 1919 van het
buitenlandsch lid der Afdeeling, den Heer Emil Fischer.
Dit bericht werd met een brief van rouwbeklag beantwoord,
waarvoor reeds een dankzegging is ontvangen.
Bij het vermelden van dit overlijden herinnert de Voorzitter tevens
aan het verlies, dat de Afdeeling geleden heeft in den dood \an
nog een buitenlandsch lid. Lord Rayleigh, van wiens overlijden
geen bericht ontvangen is.
Aan de nagedachtenis van beide overledenen wijdt de Voorzitter
een woord van sympathie en hulde.
7“. Bericht van het Bestuur der ,,Senckenbergische naturforschende
Geselhcliaft" te Frank furt a/M, dat aldaar den 24 Augustus 1919
haar eerste Direkteur, de Heer August Knobt.auch, is overleden.
Dit bericht is met een brief van rouwbeklag beantwoord.
8“. Bericht van het overlijden op 2 Juli 1919 van het rustend lid
der Afdeeling, den Heer A. P. N. Franchimont.
Dit bericht werd met een brief van rouwbeklag beantwoord.
15*
Naar aatiieidiiig van dit overlijden zegt de Voorzitter:
ANTOINE PAUL NICOLAS PRANCHIMONT,
die ons weinige dagen na onze laatste vergadering ontviel,
was een scheikundige van groote beteekenis, die tot de
ontwikkeling van het deel der wetenschap, waaraan hij zich
wijdde, in hooge mate heeft bijgedragen en de beoefening
daarvan in Nederland krachtig heeft bevorderd.
Hij werd den lOden Mei 1844 te Leiden geboren en Avas
een leerling van het gymnasium en de LTniversiteit daar
tei' stede. Dit laatste echter eerst op iets lateren leeftijd ; hij
had in 1864 het apothekersexamen gedaan en zich in 1866
als a|)otheker ge\estigd. Maar al spoedig gevoelde hij in
dezen werkkring niet voldoende bevrediging van zijn zucht
naar zuivere wetenschap te kunnen vinden; in 1869 verliet
hij zijne apotheek, na het jaar te voi’en als student te zijn
ingeschre\'en. In korten tijd volbracht hij zijn studiën ; reeds
den 24sten Maart 1871 verwierf hij den doctorstitel opeen
proefschrift: ,, Bijdrage tot de kennis van het ontstaan en
de chemische constitutie der zoogenaamde Terpeenhai’sen”.
Van grooten invloed op zijn verdere ontwikkeling is een
daaro|) volgend verblijf in het buitenland geweest. Te Bonn
vond hij bij Kekulé, wiens privaatassistent hij werd en in
wiens laboratorium hij menig onderzoek verrichtte, een
opwekking die hij steeds dankbaar herdacht heeft. Het
volgend jaar, van Augustus 1872 tot den herfst van 1873,
was hij te Parijs als assistent van Wurtz werkzaam. Hij
voelde zich zeer tot dezen aangetrokken, en sloot zich bij
Frikdee, Le Bee en andere voortreffelijke vertegenwoordigers
der Fransche scheikunde aan.
Na zijn terugkeer uit Parijs was Franchimont eenigen
tijd leeraar aan de Hoogere Burgerschool met voortgezet
landbouwonderwijs te Wageningen, terwijl hij reeds van
1869 tot 1871 te Leiden onderwijs had gegeven aan de
avondschool van het Genootschaf) ,, Mathesis S(‘ientiaiLiin
Genitrix”. Ook liet verblijf Ie Wageningen was van korten
duur. Na het aftreden van Van der Boon Mesoh kwamen
er te Leiden twee leerstoelen voor scheikunde, de eene voor
organische en de andere voor anorganische chemie, en zag
Franchimont zich den eersten daarvan toevertrouwd. Hij aan-
vaardde zijn nieuwe ambt, een buiiengewoon professoraat,
dat in 1877 in een gewoon werd veranderd, den 2den Mei
1874 met een redevoering: ,,De verschillende richtingen
der chemie. Blikken in het verleden, het heden en de toe-
komst dier wetenschap”.
Met deze intreerede begon een bewonderenswaardige,
door nooit verflauwde toewijding gedragen werkzaamheid
in onderzoek en onderwijs. Wanneer men, zooals ik, het
voorrecht had, vriendschappelijk met Franchimont om te gaan,
kwam men, ook a! was meti zelf geen scheikundige, ondei- dert
weldadigen indruk van zijn wetenschappelijke geestdrift en
van den ernst waarmee hij er naar streefde, 0[) zijn gebied
door het ontraadselen van den bouw der verbindingen en
het te voorschijn roepen van nieuwe atoomschikkingen in
de verschijnselen door te dringen. Men gevoelde tegenover
een meester der wetenschap te staan en begreep hoeveel
bezieling van hem tot zijn leerlingen moest uitgaan.
Franciiimont heeft het geluk gehad, \ele jongeren aan
zich te binden, velen tot leidsman te zijn. Meer dan een
dertigtal pi’oefschriften zijn bij hem bewerkt en er is een
tijd geweest, toen men kon zeggen dat alle Netlerlandsche
hoogleeraren in de organische chemie uit zijn laboratorium
waren voortgekomen. Hoe hij de bewondering zijrter- leer-
lingen had opgewekt en hunne genegenheid had gewonnert,
bleek bij menige gelegenheid, bij de veertigjarige herdert-
king zijner- pr-omotie, bij zijrt veertigjarige arnbtsvervullirrg
ert thans rra zijn overlijden. Gewaagden de onderen dart
van de moeilijkheden waarmee hij in den begirrne had te
kampen gehad, toen slechts weinig hulp err gebrekkige
hulpmiddelerr hem terr dienste stonderr, varr de volhardirrg
waarmede hij die bezwar-en was te boven gekomen err van
de oor-spronkelijkheid waarmee hij het college en het labo-
ratoriiimwerk had iiigericlit, de jongeren wezen erop dat
in hun tijd Franchimont nog dezelfde was geweest als in
die eerste, lang vervlogen jaren.
Met welke nilkoinsten hij de wetenschap verrijkt heeft,
hoe hij dooi de ontdekking van de nitrarninen een nieuw
hoofdstuk aan haar heeft toegevoegd, hoe hij wist te woe-
keren met nieuwe methoden zooals de behandeling met
het „reëele” salpeterzuur, hoe, al zocht hij zelf dien weg
niet, sommige zijner vondsten belangrijke technische toepas-
sing hebben gevonden, dit, en veel meer, heeft in het
bijzonder ons medelid van Rombürgh in het licht gesteld.
Ik zal mij niet vermeten, op mijn beurt een overzicht van
zijn werk Ie geven. Maar wel mag ik eraan herinneren, omdat
het ook mij niet verborgen bleef, dat hij, ondanks zijn ver-
bazende feitenkennis, steeds het inzicht boven het weten stelde,
dat hij de sirnctiiurchemie lenig en plooibaar wist te houden,
getuige de voorliefde waarmede hij den ouderlingen invloed
van dicht bij elkaar staande atoomgroe|)en deed uilkomen, en
dat hij een open oog had voor de beteekenis van andere
richtingen in de scheikunde, de stereochemie aan den eenen,
de physische ciiemie aan den anderen kant.
Tot den bloei der scheikunde in Nederland heeft hij
bijgedragen door zijn leerboeken, en evenzeer door zijn
aandeel in de oprichting van het Recueil des Travaux
Chimiques des Pays-Bas, in welk tijdschrift hij bij voorkeur
zijne onderzoekingen publiceerde.
Dat hij eerelid van de Nederlandsche Cliemische Vereeni-
ging was en dat ook menige buitenlandsche onderscheiding
getuigde van hel hooge aanzien waarin hij bij zijn vak-
genoolen stond, behoef ik nauwelijks te zeggen. Sedert
1879 was hij lid dezer Akademie.
Een rijk en uitermate vruchtbaar wetenschappelijk leven
heeft Franchimont gehad. Nadat, nu zeventien jaren geleden,
een zware ziekte ons geruimen tijd ernstige bezorgdheid
had gegeven, bleken tot onze vreugde zijn veerkracht en
zijn werklust onverminderd te zijn. Zij zijn hem tot het
laatst, ook na zijn aftreden als hoogleeraar, bijgebleven en
zoo mochten wij hopen, hem nog lang van een gelukkigen
levensavond te zien genieten. Die hoop is helaas niet ver-
vuld; na een zwaar en droevig lijden, met voorbeeldigen
moed en berusting gedragen, werd hij den 2^'’' Juli van
ons weggenomen, een groote leegte achterlatende.
In de geschiedenis der wetenschap en in onze herinnering
zal hij een eereplaats innemen.
Anatomie. — De Heer J. Bokke brengt, mede namens den Heer
C. WiNKLEK, het volgende rapport uit:
Dr. G. C. Heringa, Conservator aan het laboratorium voor Em-
bryologie en histologie der Rijks-üniversiteit te Utrecht, heeft onder
den titel ,,Untersuchungen über den Bau nnd die Entwickelung des
sensibelen periferen Nerven-sjstems”, een werk van 185 bladzijden
schrift met 43 tekst-figuren en 65 teekeningen, aangeboden voor
plaatsing in de Verhandelingen der Natuurkundige Afdeeling van de
Koninklijke Akademie van Wetenschappen.
De Commissie tot beoordeeling van dit werk, in de vorige ver-
gadering benoemd, brengt daarovei’ het volgende verslag uit.
De schrijver begint zijn arbeid met een onderzoek naar bepaalde
tastorganen in den eendensna\’el, de z. g. lichaampjes van Grandry.
Hij voert het bewijs, dat de toe\'oei-ende fibrillenbundel, nadat hij
zich heeft opgelost in een van axoplasma omgeven fibrillenreticulum
— de tastschijf tnsschen de twee het orgaan opbouwende cellen —
zich met intraplasmatische fibrillen voortzet in de intracellulaire
fibrillenreticula dier lieide cellen. Dit reeds oudere werk breidt de
schrijver uit tot de z.g. fastlichaampjes van Meissner. Na vergelijking
met de literatuur komt hij tot de slotsom, dat ook dit orgaan mag
worden opgevat, als de in tibrillen uiteengevallen fibrillenbundel der
toevoerende zeuuwvezels, welke intraplasmatisch samenhangen met
de fibrillenreticula van alle zich in de kolf bevindende cellen.
Toch zijn deze voorafgaande uiteenzettingen, alsmede een hoofd-
stuk, dat aan een kritisch overzicht der literatuur is gewijd, slechts
de aanloop tot een breed opgezette studie over de wording van
het [leriphere, vooral \'an het sensibele zenuwstelsel.
De schrijver staat daai'bij op de schouders van Hans Held.
Hij neemt een van diens grondgedachten, op grond van eigen
waarneming, over en neemt aan, dat een zenuwfibril nimmer naakt
wordt aangetrolfen, maar altijd omgeven is door protoplasma en
dus midden in een celuitlooper, een syndesma of plasmodesraa ligt,
die daardoor tot neurodesma wordt.
Zijn onderzoek bevestigt ook een ander resultaat van Held, n.I.
dat het plasma, waarin de zenu wfibrillen worden aangetroffen, niet
alleen afkomstig is van het plasma der neuro-blasten maar ook door
het plasma der mesenchy mcellen wordt geleverd. Dan echter wijkt
227
hij van Held af, gaat veel verder dan Held is gegaan en spreekt
de meening uit, dat de inesenchyincellen, die onderling door plasma-
desmen tot een syncy tinna vereenigd zijn, zonder raeei’ in staat
zijn ook de vorming der neurofibrillen op zicli te nemen. Is dit
fibrillisatie-proces tot op zekére hoogte gekomen, dan snellen secundair
nieuwe mesenchymcellen (e hulp om het te voltooien en deze cellen
worden deels tot cellen der scheede van Schwann, deels krijgen zij
eigenschappen tot vorming van intracellulaire übrillennetten, die men
gewoon was slechts aan nenroblasten toe te schi-ijven en doen zich
voor als de cellen der lichaampjes van Gkandry of als cellen der
binnenkolven in andere tastlichaampjes.
• Had Held gehoopt de nenron-hypothese, de nitgroeiïng van een
fibrillenbundel uit den neuroblast, te kunnen verzoenen met de z.g.
keten hypothese, d.w.z. die de fibrillen doet voortgaan in en voort-
komen uit i'ijen aaneengeschakelde cellen, welke als geleidingscellen
de latere zenuwbaan bepalen, de schrijver maakt tegen beide voor-
stellingen front.
Indien Held zich steunt op het feit, dat dicht bij het ruggemerg,
gliablasten (vooral uit de rnglijst) zich langs den fibiillenbundel
voortschuiven, de schrijver erkent voor het perifere deel van het
zenuwstelsel dit feit niet, en ontkent daar liet bestaan x an geleidings-
cellen, in welken vorm dan ook.
In tegenstelling van Held, die de vorming van tibrillenreticula
specifiek acht voorden neuroblast, is voorden schrijver het mesenchym-
syncytium universeel tot fibrillenvorming in staat.
De onderzoekingen van den schrijver raken de grondbeginselen
van het ontstaan van het perifere zenuwstelsel. Zonder twijfel laten
een aantal zijner beschouwingen kritiek toe en is het niet te vei'-
wachten, dat zijn gedachtengang zonder tegenspraak zal blijven, maar
zijne onderzoekingen zijn verricht met beheersching der beste en
nieuwste methoden voor fibril- en celkleuring, door een scherp
waarnemer, die met helderen gedachtengang, de vragen, die hij aan
de natuur stelt, goed weet te formuleeren.
De ondergeteekenden hebben dan ook geen oogenblik geaarzeld
om te adviseeren zijn werk in de Verhandelingen op te nemen.
Wel is bij hen de vraag gerezen of er geen nader overleg zou
kunnen worden gepleegd over beperking der textfiguren, reproducties
van afbeeldingen door anderen over dit onderwerp.
Zij zonden kunnen vervangen worden door verwijzing naar de
juiste plaats, waar die afbeelding oorspronkelijk is gegeven.
Het nadeel, dat de lezing \'an zijn werk moeilijkei' wordt, wordt
hierbij opgewogen door het feit, dat afbeeldingen, waarbij het op
228
iniiiLilietise details aankomt, als textfigureii slecht gerepi'oduceerd zullen
worden en de gedachte onkosten, die eraan verbonden zijn, doen de
vraag ontstaan, of dan die reproductie gewettigd is.
Utrecht, 26 September 1919.
(get.) C. WlNKl.EK.
,, J. Boeke.
De vergadering hecht hare goedkeuring aan het rapport, zoodat
de verhandeling zal worden opgenomeu in de Werken der Akademie.
Aan den Heer Heringa zal hiervan kennis gegeven worden.
De Voorzitter doet vervolgens niededeeling van een schrijven van
de Commissie van Uitvoering van het Zoölogisch Insulinde Fonds
aan het Bestuur der Akademie, waarin ei op gewezen wordt dat
in artikel 5 der Statuten van dit fonds wordt bepaald, dat de Com-
missie van Uitvoering gedurende het leven van den stichter naast
hem uit nog drie leden moet bestaan, van welke drie leden er twee
door de Wis- en Natuurkundige Afdeeling der Akademie worden
benoemd, die het derde lid assumeeren door een keuze uit beoefe-
naars der Zoölogie, geen leden der Akademie zijnde. De benoeming
van den Heer C. Pn. Sluiter tot lid der Akademie maakte dat de
drie naast den stichter fungeerende leden der Commissie nu allen
tevens leden der Akademie waren. Tengevolge hiervan heeft het
lid, de Heer K. Martin, den wensch te kennen gegeven uit de
Commissie te treden en zijn de twee overblijvende leden, de Heeren
Max Weber en C. Ph. Sluiter, nu voornemens den Heer P. N. van
Kampen, Hoogleeraar aan de Universiteit te Leiden, uit te noodigen
in de Commissie zitting te nemen.
êi
Scheikunde. — De Heer Schreinkmakers biedt eene inededeeliiig
aan over: „In-, mono- en clwariante evenwichlen” . XIX.
Evenwichten van n kom ponenten in n -j- 1 phasen.
In nfiededeeling- XVI hebben wij gezien dat 0[) een bivariant veld
= de volgende evenwichten kunnen optreden.
1° de grenskurve E^, als de hoeveelheid van een der komponenten
tot nul nadert.
2“ de keerlijn Er, als tusschen de n phasen eene phasenreactie
kan optreden.
3® de kritische kurve Ek, ais tusscdien 2 phasen kritische ver-
schijnselen optreden.
In mededeeiing XVII en XVIIl hebben wij de keeidijn Er en het
veld in de nabijheid dezer lijn nader besproken. Wij zullen thans
in het kort nog de grenslijn beschouwen.
Wordt in een evenwicht E = Fn de hoeveelheid van
een der komponenten nul, dan gaat liet over in het evenwicht
E^-=^ F^ F,i van n — 1 komponenten in n phasen, of, wat
op hetzelfde neerkomt, van n komponenten in n-|-l phasen. Wij
beschouwen dus dit laatste evenwicht, nl. ;
i F, 4- F„^y
van n komponenten in n-\-l phasen.
De evenwichtsvoorwaarden zijn :
dZ dZ,
Zi — xi -T yi- . . . = /\ (1)
Oxi öyi
waarin : Z = 1, 2, . . . (?<+!)
en verder :
dz,
dZ,
__ dz„+i
da;,
da;.
d.r„_|_i
dZ,
dZji_p]^
Ö.V1
ö,Vn+i
waarbij nog de overeenkomstige vergelijkingen voor . . . 74 m, . . .
enz. moeten gevoegd worden.
In (1) hebben wij n-\-\, in (2) (11 — 1) (?7 -f" vergelijkingen;
samen dus vergelijkingen. Behalve de {n — 1)(77-1-^) verander-
lijken ,r, .r, . . . //j . . . enz., hebben wij nog de n-j~2 veranderlijken
‘280
P T K Kx ■ ■ ■, d^is ia liet geheel n'^ -|- a -|- 1 veranderlijken ; het
evenwicht heeft dus ééne vrijheid, het is monovariant.
Bij de afleiding van (1) en (2) is aangenomen dat elke phasealle
koinponenten bevat en eene veranderlijke samenstelling heeft; de
beschouwingen gelden echter ook als er phasen met constante samen-
stelling optreden of die niet alle koinponenten bevatten, mits er ten
minste ééne veranderlijke [ihase is, die alle komponenten bevat. Op
andere gevallen komen wij later terug.
Uit (1) volgt:
èZi dz,
— Vi dP f Hi dT + ,r,' d~ ^y,d~ ~ dK . . (3)
Oir, o_y,
1 = 1, 2, ... (n 4 I)
waarin het teeken d aangeeft, dat gedifferentieerd moet worden ten
opzichte van alle verandeilijken, die de functie Z{ bevat, dus ten
opzichte van
P 'i xi i
t/i . . . Uit (2)
volgt :
dZ,
-
dx^
dx„^i
^y.
öy,i+i
= dKr
= dK,
(4)
waarin het teeken d dezelfde beteekenis heeft als boven.
Wij schrijven de phasenreactie, die in het evenwicht E—
kan optreden :
^-1 h • • • “h = 0- . • . . (5)
De n verhoudingen tusschen de n 4“ 1 reactie-coefficienten zijn
dan bepaald door de n vergelijkingen :
~ (0 = I ^2 4“ • • ■ + 4i-(-i = h ,
2 (X x) = A, -|- A, j- . . . -(- — 0 f
^ - • • (6)
(^- .V) ^-T .Vl h ^-2 ,'/2 • • • + ~ ^
Telt men de ?/, -j- 1 vergelijkingen (3) zamen, nadat men de eerste
met A,, de tweede met A,, enz. vermenigvuldigd heeft, dan volgt
met behulp van (4) en (6):
- ^ {X V) . dP 4 S (kH). dT — 0
of
dP 2{IH)
— = — (7)
dT .2' (AF)
waarin :
2(Ar) = ;.,F, + ;.,F, 4-... + a„+iF„4.i j
2 (A// ) = A, i . • • + ( • • •
Hierin hebben Aj . . . A„..j_i de waarden, die uit (6) volgen. (A U)
231
is dus de volutiie- en ^ de entfopieverandering, die bij de
phasenreactie (5) optreden.
Daar het evenwicht monovariant is, wordt het in het P, 7-diagram
voorgesteld door eene knrve, die wij E zullen noemen ; haar richting
is bepaald door (7).
Doorloopt men deze kurve E dan veranderen lU ■ • ■
en dus ook Aj . van punt tot punt langs deze kurve. Als nu
in een bepaald punt q dezer kurve ).q = 0 wordt, dan worden in
(8) Xq Vq — 0 en Xq Hq = 0. In het punt q geldt dan :
(dP^^ 2 (XH),
yar), S{xr), ''
Het evenwicht E gaat in het beschouwde punt q nu over in een
evenwicht:
Er = F,-^ ...+ Fq.^i + Fq+i + ■ • • -+ Pn+1 • • . (10)
nl. in een der vroeger beschouwde evenwichten Er van n kompo-
nenten in n phasen, waartusschen eene phasenreactie
A, Pj -b . . . Xq^i t -(- ^‘9+1 T' ^-(-1 “b . ■ ■ + P>i-bi = 0 . (11)
kan optreden. Dit evenwicht is eveneens monovariant en wordt in
het P, 7-diagram voorgesteld door eene kurve, de keerlijn Er van
het veld :
iE<^ = Pi -b . . . + Fq — \ -b Fq-\-\ + •••-!- ^n+l • • (12)
Voor deze keerlijn geldt nu eveneens formule (9). Uit onze be-
schouwingen blijkt:
,,de kurve, die het evenwicht
P = p 4- P, + . . . 4- /^n+i
,, voorstelt, ligt in het P, 7-diagram in het gemeenschappelijk deel
,,der n \ velden (Pj) (P^ . . ■ (T^n+i) ; neemt in een punt q dezer
,, kurve de phase Fq niet aan de reactie deel, dan raakt de kurve
„in dit punt q aan de keerlijn van het veld {Fq). In het algemeen
„kunnen er n + 1 van deze raakpunten optreden”.
Past men dit toe op het binaire evenwicht E=F-{- L G,
waarin P, L en G eene binaire verbinding, vloeistof en damp voor-
stellen, dan volgt dat de kurve E binnen de dide velden P4- P,
P-j- en L -\- G moet liggen. Krijgt in een punt a de vloeistof
L dezelfde samenstelling als P, dan raakt kurve E de grenskurve
Er = F-\-L, fdus de smeltlijn van P) in a. Krijgt in A (4 dezelfde
samenstelling als P, dan raakt kurve E de grenskurve Eii=F-\-G,
(dus de sublimatiekurve van P) in h. Kunnen in een punt c Z en
G dezelfde samenstelling krijgen, dan raakt kurve E de grenskurve
Er — E G in f.
Uit (7) volgen dadelijk de bekende voorwaarden, waaronder druk
of temperatuur langs kurve E stationnair (maximum of minimum)
is. Is een der phasen b.v. een gas, dan is in het algemeen
zeer groot in vergelijking met F, . . .. Wij nemen nu op knrve
E een punt a, waar = 0 is. Kurve E raakt in dit punt a dus
aan de grenslijn van het veld F,. In dit punt a is
:S'(AF)„=:(/,F, + .... (13)
en in het algemeen van nul verschillend.
In de nabijheid van punt a is A, echter niet meer nul en geldt
voor F) niet meer de waarde uit (13) maar die uit (8). Daar
Fj groot is in vergelijking met F, kan i:(AF) in (8) dus
reeds nul zijn voor eene kleine waarde van Aj. Is nu S(P. F) = 0
dan is volgons (7) 0 dus de temperatuur maximum of minimum.
Wij vinden dus: ,,als van het evenwicht
F — j -f- F + • • • • + F „-j_i
,,een der phasen b.v. Fj een gas is dan ligt het temperatuurmaximum
,,(of minimum) van kurve F in het algemeen in de nabijheid van
,,het raakpunt dezer kurve met de grenskurve
Er = F, I . . . . j- n+i
,,van het veld (F,).”
Past men dit toe op het boven besproken binaire evenwicht
E = F L G dan blijkt dat deze kurve E haar maximum-
temperatuurpunt heeft in de nabijheid van haar raakpunt met de
smelllijn van F Men kan dit ook zoo uitdrukken: het raaxiraum-
temperatuurpunt van het evenwicht F-f-L-j-^ verschilt weinig
van het smeltpunt van F onder eigen dampdruk.
Beschouwt men de ternaire kurve E=F.^^-\-F,-\-L-\-G dan
volgt dat deze haar rnaximumtemperatuurpunt moet hebben in de
nabijheid van haar raakpunt met de grenskurve Fj-j-Fj-f-L; de
gemeenschappelijke smellkurve (of omzettingskurve) van F, 4"
Men kan ook zeggen : het maximumtemperatuurpunt van het even-
wicht Fj -}- Fj "F ^ ^ verschilt weinig van het gemeenschappelijk
smeltpunt (of omzettingspunt) onder eigen dampdruk van Fj F,.
Denkt men zich de oplossingen van dit evenwicht E door eene
kurve in een concentratiediagram (b.v. een driehoek) voorgesteld,
dan ligt haar maximumtemperatuurpunt dus in de nabijheid van
haar snijpunt met de lijn FjF,.
Hetzelfde geldt natuurlijk ook voor het quaternaire evenwicht
E = F^ F^ F^ L G. Stelt men de oplossingen van dit
evenwicht door eene kurve in een concentratiediagram (b.v. een
tetraeder) voor, dan ligt haar maximumtemperatuurpunt dus in de
nabijheid van haar snijpunt met het vlak FjFjF,.
Leiden, Anorg. Cheni. Lab. {Wordt vervolgd).
ScheikuDde. — De Heer Schreinkmakers biedt eene mededeeling
aan van den Heer P. H. J. Hoenen S.J. over; „Uitbreiding
der wet van Braün.”
(Mede aangeboden door den Heer H, A. Lorentz).
Door de fraaie onderzoekingen, in de laatste jaren in liet van
’t HoFF-laboratoriurn uitgevoerd, is de aandacht weer gevestigd op
de zoogenaamde ,,wet van Braün.” Tegenwoordig steil men deze
wet gewoonlijk vooi' door de formule
Öo;
^pJt VÖ7’
TLV
(1)
bpjT
waarin (voor het evenwicht: vaste stof-vloeibare oplossing)
fbx\
voorstel! den drnkcoëfiiciënt der oplosbaarheid, temperatuur-
coëfliciënt, Q de differentiëele oploswarmte, AF" de ditferentiëele
volumetoename.
Deze wet van Braün is een bijzonder geval eener algemeene wel,
die we hier zullen afleiden.
1. We stellen ons voor, dat we een oplossing hebben, met n
vaste stoffen verzadigd ; de hoeveelheid oplosmiddel zij één mol, de
hoeveelheid der opgeloste stoffen, die bij een druk p en een tem-
peratuur T in de verzadigde oplossing aanwezig is, zij x, y, z . . . .
molen. Welnu, in dit geval geldt de betrekking:
darV Qx
bpjr'' T
1
/da; "N
‘ - X A F, f
VöTA
+
by
ÜT
X AF,, 4 ... = 0 (2)
Hierin stelt Qx voor: de warmte noodig voor het in oplossing
brengen van één mol van den eersten component in een oneindig
groote hoeveelheid vloeistof van de aangegeven samenstelling bij
constante p en T, dus de differentiëele moleculaire oploswarmte van
dien component; AF^: de overeenkomstige volumetoename, dus de
differentiëele moleculaire volumetoename. De andere notaties behoeven
verder geen toelichting.
Hebben we slechts met één vaste stof te doen, dan gaat (2) over in
fbx\ Qx
234
welke vergelijking dezelfde is als (1). Hel is dus duidelijk, dat de
wet van Braun een bijzonder geval is van (2).
2. We zullen (2) eerst bewijzen voor het eenvoudige geval, dat
de oplossing met slechts twee vaste stoffen verzadigd is, waarbij we
onderstellen, dat deze twee stoffen en het oplosmiddel in den zii
der phasenieei- onafhankelijke componenten zijn, zoodat we over 2
vrijheden, druk en temperatuur, beschikken. De S-fnnctie der totale
vloeistofphase stellen we Z, die der vaste phasen (per mol) en
Er is evenwicht als
Sz = 0 (3)
en
d X
dZ
dy
(4)
De eerste leden dezer vergelijkingen zijn functies \?^r\ x,y,p en T,
waarin echter slechts twee onafhankelijk veranderlijk. Differenliëeren
we beide vergelijkingen naar p bij constante 7', dan komt er:
+ — - I (8»)
d’Z óx
dy
/d F
dxdy dp
\ d^
d’Z dy
/dF
dy^ dp
bxby ^ ^ ^ '
waarin de notatie wel geen toelichting behoeft ; we merken nog op,
dat het tweede lid van (3u) — LVx het tweede lid van (4a)
Differentiëeren we beide vergelijkingen naar T bij constante p,
dan krijgen we :
d’Z èy
bxby Ö7'
è'Z èx
d“Z d.r
èxby Ö7’
rèH
->13:
d’Zdy /d/7
Vr~
V
m
(46)
Q,r
Het tweede lid van (36)=:—, her tweede lid van {^h) = ~
Welnu uit deze 4 vergelijkingen volgt;
'dx\ Qx ^ tt f^y\ Qy f ^y
èp) ~T ^ \JÏ'
dp) ^ 't
dTj
AFy = 0
(5)
d"-Z
Bewijs: üit (3a) en (4a) volgt, als we stellen ^ =
d’Z
èy^
d^Z
’’ ö^/
285
èx sA Vy — th Vx öt/ sA Vy
dp rt — s* ' dp rt — «’
Uit (36) en (46) volgt:
^ dx _ tQx—sQy _ y óy ___ rQy—sQx
02’ rt — s^ ' dT rt — s*
Substitutie dezer waarden in het eerste lid van (5) geeft een breuk,
waarvan de teiler =0, terwijl de noemer bij stabiel evenwiciit
^0 is; hiermee is dus de betrekking (5) bewezen.
Qx
Merken we nog op, dat de afzonderlijke sommen als — X h
dp T
Tr
A Ki niet nul zijn, behalve in het bijzondere geval dat
Qx _ A Fi
Qy A Vy
3. We zullen nu trachten, de algemeene betrekking (2) te be-
wijzen. We onderstellen dus, dat we een vloeistofphase hebben,
bestaande uit één mol oplosmiddel en x, y, z, . . . mol der opgeloste
stoffen; bij een druk p en een temperatuur T is de oplossing met
deze n stoffen verzadigd. We tiebben dus n -j- 1 componenten in
evenveel phasen en beschikken dus over twee vrijheden.
De evenwichtsvoorwaarden zijn (voor de notatie zie boven) :
dZ
dz
= o
(6)
De eerste ledeii dezer n vergelijkingen zijn weer functies van
x,y, z, . . . p exï T; De laatste twee beschouwen we als onafhankelijk
veranderlijken. Differentiëeren we weer, eerst alleen naar p, dan alleen
naar T, dan resulteeren de twee stellen vergelijkingen :
d^Z dx d'Z dy d^Z dz
da;* dp dxdy dp dxdz dp 1
d^Z dx d^Z dy d^Z dz A F 1
dxdy dp ^ dy^ dp dxdz dp i ' ’
d°Z dx d^Z dy d^Z dz
^ 1 -| P = £xVz
dxdz dp dydz dp dz^ dp
16
Verslagen der Afdeeüng Natiiurk. Di. XXVill. A®. 1919/20
236
d’Z d.r d’Z dy d^Z dz
— ^ H h . . . = —
d7’ ö.'cö.ydï’ ö.rö^ Ö7' 7’
d'‘Z dx d^Z dy d'Z Qy
d,(% Ö7’ ^ fy^ öY’ ^ ö7^ ^ ~ ^ . . (66)
d'^Z d.c d'^Z dy d^Z dz ^
d'xdJdT ^dz 07’ ^ ^
dV dH Q,.
We hebben voor Vjc weer A vooi’ % weer — enz.
o.f d.p T
geschreven.
Vermenigvuldigen we nu de eerste der vergelijkingen (6a) met
d-t öy
— — , de (weede met — ~ enz., de eerste der vergelijkingen (66)
ö.j' dy
met , de tweede met ^ enz. en sommeeren we de 2n vergelijkingen
dp dp
dan resulteert er een vergelijking, waarvan het tweede lid is :
div ö, dx dy Q,, dy
Fy¥ + rT^^- + i^¥ + èx^'^> +
Het eerste lid der resulteerende vergelijking is nul, gelijk blijken
kan als \'olgt. Iedere term van dit eerste lid bevat één der ,,onbe-
dx dy
kenden” — , ^ enz. uit de vergelijkingen (6a). Beschouwen we de
dp dp
, t
termen, die een dezer onbekenden bv. — bevatten. Deze termen
dp
worden in de som geleverd Ie. door de eerste termen der verge-
lijkingen (6a) en door geen andere termen dezer vergelijkingen, 2e.
door het geheele eerste lid van de eerste vergelijkirig (66), die immers
Öj;
met - vermenigvuldigd werd, en door geen andere vergelijking (66).
dp
d.v
De termen, die — bevatten zijn dus:
dp
dx d'‘Z dy drZ d’Z
■” Vrd^' ~~ Yv ~ ’ ■ ‘ ■
d’Z d.r d’Z dy d’Z dz
da;’ d7’’ dxdy d'/'' dxdz d7'’ • ' ( )’
da;
alle termen vermerugvuldigd met — .
dp
Welnu uit den bouw der vergelijkingen (6a) en (66) blijkt, dat
237
de som der factoren, waarmee — vermenigvuldigd wordt, gelijk is
Op
aan nul, en dat ditzelfde het geval is voor elk der ,, onbekenden”.
Het eerste lid der resulleerende vergelijking is dus inderdaad nul
en we vinden als resultaat :
dx Qx
èy Qy dy ,
dl'
d.i. de vergelijking (2), die we
Bhadn te bewijzen voorstelden.
“f" — 0)
ons als uitbreiding der wet van
Opmerking 1. Het ,, oplosmiddel” behoeft geen zuivere stof te
zijn, het kan een mengsel zijn van verschillejide stoffen (waarvan
er echter geene als vaste stof optreedt); in deze onderstelling blijft
onze bewijsvoering geheel dezelfde; het resultaat blijft dus geldig.
De grootheden Q enz. hebben echter, als het ,, oplosmiddel” een
andere samenstelling heeft, natuurlijk in het algemeen een andere
waarde.
Opmerking 2. Wij hebben in onze beschouwingen nergens gebruik
gemaakt van de wijze, waarop Z expliciet afhangt van de samen-
stelling; waaruit volgt, dat de resultaten zoowel bij constante als
bij reageerende componenten geldig zijn. Alleen onderstelden we,
dat de rz -f- 1 componenten onafhankelijk in den zin der phasenleer zijn.
Opmerking 3. We kunnen voor het algemeen geval een bewijs
geven, dat zich meer aansluit bij het bewijs, dat we voor het een-
voudige geval van 3 componenten gaven; daarbij zou ook blijken,
dat we met een stabielen evenwichtstoestand te doen moeten hebben.
Daar het bewijs ingewikkelder is, dan het boven gegevene, laten
we het achterwege. Een ander bewijs zullen we nog in een volgende
mededeeling bij een algemeener probleem ontmoeten.
Katwijk a. d. Rijn, Augustus 1919.
16*
Scheikunde. — De Heer Schreinemakers biedt aan eene mededeeling
van den Heer P. H. J. Hoenen S. J. over : ,, Druk- en temperatuur-
coëffciënten, volume- en loarmte-e fecten in bivarinnie stelsels” .
(Mede aangeboden door den Heer H. A. Lorentz).
In eene vorige mededeeling leidden we een algemeene wet af,
(waarvan de zoogenaamde ,,wet van Braun” een bijzonder geval is
en) die een verband aangeeft tnsschen de druk- en teraperatuur-
eoëfticiënten der oplosbaarheid van verschillende vaste stoffen, waarmee
een vloeistof verzadigd is, en de oploswarmte en volume toename bij
oplossing der betreffende vaste stoffen. In deze mededeeling zullen
we een dergelijk verband trachten op te sporen voor willekeui-ige
bivariante stelsels.
1. Heterogene evenwichten.
1. Bij n componenten hebben we een bivariant stelsel in den ge-
wonen zin van het woord, als er n phasen coëxisteeren ; dan zijn er twee
onafhankelijk veranderlijken, b druk en temperatuur. We kunnen
echter ook bij minder dan n phasen slechts deze twee als onafhankelijk
veranderlijken overhouden, als we ons n.1. bij alle veranderingen in
het stelsel de voorwaarde opleggen, dat de samenstelling van het
totale complex constant blijft. Dan blijven, hoeveel phasen we ook
hebben (mits niet meer dan n), alleen druk en temperatuur als-
onafhankelijk veranderlijken over.
Er moet dus overeenkomst tusschen al deze stelsels bestaan; een
groot verschil met bivariante stelsels in den gewonen zin (dus met
n phasen) bestaat hierin, dat in het laatste geval de samenstelling
der phasen afzonderlijk onafhankelijk is van de samenstelling van
het complex, wat niet het geval is met de stelsels, die alleen ,, bivariant
bij constante totaalsamenstelling” zijn.
We zullen het bovenstaande even toelichten door de evenwichts-
vergelijkingen te beschouwen. We nemen aan, dat we hebben n
componenten in / phasen.
De samenstelling der 1*^'“ phase zij; ,r,, y^, z^, . . . .
)> >> ))2 ,, ,,. cl'j, 2/j, . . . .
>> >> >) I >) ^ Lt y ly ^ h • • • ■
') Deze Verslagen onmiddellijk voorafgaande mededeeling.
239
We geven dus de sauieiistelHng van iedere phase aan door de
absolute hoeveelheid (in mol.; van eiken component. Tnssclien deze
grootheden bestaan de betrekkingen :
..... A-/ = A' i
.Vi + .v, +..... y/ = r /
^1 + + S \
Het aantal vergelijkingen (1) bedi’aagt De grootheden A', K,
die de totaalsamenstelling bepalen, worden constant gedacht.
Als we de u-functies der afzonderlijke phasen voorstellen door
Zj, Z^, ... Zi, zijn de evenwichtsvoorwaarden :
èZ, dZ^ _ ^ dZ, dZ, ___ ^ dZi dZ^ _ ^
’ dii’, ’ dxi d.v, ’ j
dZ. dZ. dZ. dZ, dZi dZ. > (2)
dy.. èy, öy, èyi èy, \
Het aantal vergelijkingen (2) bedraagt n (/ — .1).
Wat den vorm dezer vergelijkiiigen betreft: de eei'ste leden zijn
functies van den graad 0 in de veranderlijken x■^ y, . . . , hangen dus
Vi
alleen af van de onderlinge verhoudingen (b.v. — , — enz.) niet van
.V, .v^
de absolute waarde. We hebben daarin dus, behalve /> en T, slechts
I {n — 1) veranderlijken of onbekenden, daar we in iedere phase slechts
n — 1 verhoudingen hebben, die de samenstelling bepalen.
Als nu I = n, hebben we dus n {n — 1) vergelijkingen (2) met
n{n — 1) onbekenden (behalve p en T); deze vergelijkingen bepalen
dus, bij gegeven p en T, de samenstelling volkomen, die dus onaf-
hankelijk is vaii de lotaal-samenstelling X, Y, . . . De vergelijkingen
(1) kunnen alleen dienen ter berekening van de absolute waarden
van A’i enz.
Is nu / <( /i, dan hebben we minder vergelijkingen (2) dan onbe-
kenden, die de samenstelling van iedere phase bepalen; dan moeten
we dus ter berekening dier samenstelling de vergelijkingen (1) mede
gebruiken, zoodat dan de samenstelling van iedere phase afiiankelijk
wordt van de totaalsamenstelling X,Y,.... We hebben echter steeds
genoeg vergelijkingen om, bij gekozen p en T, de samenstelling van
elke phase te berekenen, want we hebben n -f- n{l — 1) = 7il verge-
lijkingen met nl onbekenden ,y^ . . . , y, , . • • , waarbij dus p en
T als onafhankelijk vei'anderüjk kunnen beschouwd worden.
We hebben dus inderdaad, onafhankelijk van het aantal phasen
240
(als /<(?0> „bivariant stelsel bij constante totaalsamenstelüng”.
2. Voor een bivariant stelsel, bestaande uit n componenten in
/ phasen (l^n) zullen we nu een verband opsporen tusschen de
druk- en teinperatunrcoëfficiënten voor den overgang der componenten
uit de ééne phase in eene andere en de warmte-effecten en volume-
veranderingen, die deze overgangeu met zich meebrengen.
De samenstelling der verschillende phasen stellen we voor als
boven. De C-functie van het stelsel stellen we voor door de
entropie door H, het volume door V-, deze grootheden voor de
afzonderlijke phasen noemen we V■^, enz.; we hebben dan:
Z — Z ^ Z^ ^ Z i-
r= F, f- V...... 4- F.
H-j=T-I,+ + Hl.
Deze grootheden zijn gegeven als functies van p en T en verder
van Tj , . . . enz., waarbij alleen p en 7' onafhankelijk
veranderlijk. Wat de notatie betreft, zij het volgende opgemerkt :
een partiëele differentiatie naar één onafhankelijk veranderlijke,
waarbij de andere onafhankelijk veranderlijke alleen constant gedacht
wordt (waarbij dus steeds evenwicht heeischt) zullen we aangeven
door een streep boven het differentiaalquotiënt ; een partiëele diffe-
rentiatie naar één xerandei’lijke, waarbij alle andere \'eranderlijken
cotistant gedacht wordeii (waarbij geen heterogeen evenwicht behoeft
te heerschen) zullen we zonder streep of indices schrijven.
De gezochte betrekkingen kunnen we afleideu, gelijk we dat in
een vorige mededeeling in een analoog geval deden, door de verge-
lijkingen (2) parliëel eerst naar p, dan naar T te differentiëeren en
dan na vermenigvuldiging met geschikte factoren, te sommeeren.
De volgende methode is echter korter en, geloof ik, eleganter.
Wij gaan uit van de eenvoudige, zuiver analytische betrekking;
_ ö"-Z
die we kunnen schrijven :
m ^ m
Vr~ “ v ^ ^
Nu is
dF7<SV,\ ,
en
èH dHrlx^S 0/7/^ ^ öTT/öyA' dHjd^
241
Verder is
dV
d2’
en
dV,
dr
. dH,
dv^
dT
+ •
dF/
dH _dH^ dH^ dff.
dp dp dp dp
Daar nu voor eeti willekeurige pliase (/?;)
omdat
hebben we ook
dT ■
dVk , dHk
ar + 17 - ® '
è^Zjc dHk
dl'dp dp
d’Zk
dpdT'
dV dB
67
Sommeeren we dus (4) en (5) en letten we op (3), dan resulteert er :
dx.
6PVö.r,^ dh
d V fdi/^
d V /dx.^
dx, \^dTj~^ ö^j ^ öa;, vd7’ J ^ d.r, V, dp
dTj dy^ V6|)
dH fdx,
dV fdy
^ öy, Vö T
+ ...
dH fdy.
(6)
' öy, dp
-f
— 0
Nu blijkt uit de vergelijkingen (1):
da;,
da;,
d.t’3
dx[
dT “
dT
dT ' '
dT
da;.
da;,
da;,
dxi
dp
dp
dp
dp
terwijl dergelijke uitdrukkingen voor de grootheden //j enz. af te
leiden zijn.
Substitueeren we deze uitdrukkingen in (6), dan komt er;
dV dF\öa;,
da;, da;,Jd7'
dH dH\dx
-i-
dx, da;,/ dp
Vdt/, dp,/d7’
dH dH\dy,
^yj
-f
= o
Hierin stelt
d V
wat hetzelfde is als
d F, d F,
voor: de
d V
dx, dxf V da;, da;,,
volumetoename bij den overgang van één mol. van den component (a:)
uit een oneindig groote hoeveelheid der eerste phase in een oneindig
groote hoeveelheid der tweede [)hase, bij constante p, T en overige
componenten ; deze voluraevergrooting stellen we voor door Vxi^-
242
^ ötelr voor: de warmteopname bij dezelfde verandering,
OA’,
gedeeld door T-, dit warmte-elfect stellen we voor door Q.ris; voor
de overeenkomstige verschillen voor de andere phasen en andere
componenten kunnen we analoge notaties gebruiken ; dan krijgen we :
Qri2d.'c, dw.
Qxis diCj
+ .
Qyl2dy
V,J12 5j. + — ^ + ■
= 0.
(7)
En dit is een betrekking, die we trachtten op te sporen. We
kunnen uit (6) nog / — 1 andere dergelijke betrekkingen afleiden,
waarin telkens de druk- en temperatnurcoëfficiënten voor de bestand-
deelen van ééti der / — 1 volgende phasen niet optreden.
Andere, minder sj^mmetrische betrekkingen krijgen we, als we
voor den eeiien component de coëfficiënten voor één der phasen
elimineeren, voor een tweeden component zijne coëfficiënten voor
een andere phase.
Komt een component in één dei' phasen niet voor, dan verdwijnen
de betreffende coëfficiënten.
Opmerking 1. Bevat één der phasen alle componenten en zijn de
andere phasen alle zuivere componenten, dan liebben we het geval,
waarvoor we in de vorige mededeeling de ,, uitgebreide wet van
Bkaun” bewezen hebben. Voeren we deze condities in (6) in, dan
resulteert inderdaad de vroeger bewezen wet. De conti’ole kunnen
we wel aan den lezer overlaten.
Opmerking 2. De warmte-effecten en volume-vermeerderingen, die
in (7) ■ optreden hebben een waarde onafhankelijk van de totaal-
samenstelling, als we n componenten in n phasen hebben; hun
waarde is functie der totaalsamenstelliug als het aantal phasen kleiner
is dan n, dus ais het evenwicht slechts ,,bivariant bij constante totaal-
samenstelling” is.
Opmerking 3. We hebben in onze beschouwingen weer nei-gens
gebruik gemaakt van de wijze, waarop Z expliciet afhangt van de
samenstelling. De resultaten geiden dus weer ook bij reageerende
componenten.
Opmerkmg 4. De hier ontwikkelde gedachtengang leidt bij homo-
geen e\'enwicht tot een overeenkomstige formule. Hierover in een
volgende mededeeling.
Katwijk a. d. Rijn, Augustus 1919.
Physiologie. — De Heer Magnus biedt eeiie mededeeling aan van
den Heer J. W. Lk. Heüx : ,,De afhankelijkheid der iverkiny
van atropine op den darm van diens cholinegehalie'’ .
(Mede aangeboden door den Heer Pekelhahing).
De werking van atropine op den intacten en geisoleerdeii dunne-
darm van zoogdieren lieeft heihaaldelijk punt van onderzoek uitge-
niaakt, zonder dat evenwel een verklaring gegeven kon worden
van de wisselende en dikwijls zeer niteenloopende resultaten, welke
door de verscliillende^ onderzoekers verkregen werden.')
Terwijl aanvankelijk door Magnus “') gevonden was, dat de geïso-
leerde darm van de kat, die zicli in Ringer’s vloeistof bevindt, door
groote doses atropine (0.3 7o) verlamd wordt, doch op middelmatige
hoeveelheden atropine (0.025 — 0.075 7o) meestal met prikkelings-
verschijnselen reageert, waarbij tevens de slingerbewegingen, welke
de darm uitvoert meer regelmatig worden en wel vooral dan,
wanneer de bewegingen van den darm te voren zwak waren,
constateerde Unger 7 buitendien nog een remmende werking van
zeer geringe atropinedoses (0.005 — 0.05 7 o)- Door andere onder-
zoekers werd deze laatste (verlammende) werking nn eeris wel dan
weer niet gevonden.
Bij den geisoleerden dunnedarm van konijnen en honden nam
Kress 7 prikkeling door middelmatige, verlamming door groote hoe-
veelheden atropine waar, terwijl dooi' andei’en zeer wisselende resul-
taten verkregen werden. In de meeste gevallen veroorzaakten bij
den dnuTiedarm van konijnen kleine hoeveelheden atropine remming,
terwijl middelmatige atropinedoses schijnbaar zonder eenige regelmaat
nn eens den darm [irikkelden dan weer verlammend werkten.
De intacte konijnedarm reageert volgens P. Trenuelenbuhg 7 regel-
') Een uitgebreid literatuuroverzicht is door G. Liljestrakd, Pflüger’s Archiv.
Bd. 175, pag. 111, 1919, gegeven.
7 R. Magnus, Versuche am überlebenden Üünntlarm von Saugetieren. I. Mitt.
Pflüger’s Archiv. Bd. 108, pag. 1. 1905.
7 M. Unger, Beitrage zur Kenntnis der VVirkungsweise des Atropins und Physo-
stigmins auf den Dünndarm von Katzen. Pflüger’s Archiv. Bd. 119, pag. 373, 1907.
7 K. Kress, Wirkungsweise einiger Gifte auf den isolierten Dünndarm von
Kaninchen und Hunden. Pflüger’s Archiv. Bd. 109, pag. 608, 1905.
°) P. Trendelenburg, Physiol. u. Pharmacol. Untersuchungen über Dünndarm-
peristaltik. Schmfedeberg’s Archiv. Bd. 81, pag. 55, 1907.
244
lïialig op kleioe quaiita atropine met verlamming, doch op middel-
matige hoeveelheden atropine nu eens met prikkeling- dan weer
met verlammingsverschijnselen.
Een uitzondering op het onregelmatig gedrag van den darm der ver-
schillende diersoorten tegenover atropine zou volgens Trendelünbükg ')
de dunnedarm van de cavia maken, welke regelmatig door atropine
geremd wordt, een kwestie waarop we hier nader zullen terugkomen.
Uit dit korte overzicht blijkt voldoende het sterk wisselend en
afwijkend gedrag van den darm van verschillende zoogdieren tegen-
over kleine en middelmatige hoeveelheden atropine, dat door de
ondei'scheidene onderzoekers geconstateerd is onder de blijkbaar
incongruente omstandigheden, waaronder zij hun onderzoek deden.
Een verklaring te geven van deze elkaar tegensprekende resultaten
is tot nu toe niet gelukt.
Uit otiderzoekingen van v. Lidth de Jeüde’) bleek duidelijk, dat
niet de verklaring gezocht moet worden in de verschillende samen-
stelling der voedingsvloeistoffen, waarin de geisoleerde darm werd
onderzocht.
UtLJESTHAND ') tooiide aaii, dat evenmin de wisselende samenstelling
der gebruikte atropinepraeparaten de oorzaak der afwijkende resul-
taten kon zijn ; veel meer komt hij tot de slotsom, dat in den
toestand van den darm zelf de verklaring gezocht moet worden;
een opvatting welker juistheid ik hier zal trachten te bewijzen.
Weiland'*) heeft aangetoond, dat uit de geisoleerde maag, dunne-
darm en dikkedarm van verschillende diersoorten door uittrekken
met water een coctastabiele stof geextraheerd kan worden, welke
de eigenschap heeft de beweging van den darm aan te zetten, en
dat deze prikkelende werking door kleine hoeveelheden atropine
antagonistisch wordt opgeheven. Later bleek ons^) dat deze stof
althans voor het grootste gedeelte uit choline bestaat en in zulk een
hoeveelheid uit den dunnedarm van het konijn verkregen kan
worden, dat aan haar een belangrijke rol bij het tot stand komen
der automatische darmbewegingen moet worden toegekend.
') P. Trkndelenburg, l.c.
h A. P. V. Lidth de Jeude, Quantitatieve onderzoekingen over het antagonisme
van sulfas atropini enz. Diss. Utrecht 1916.
G. Liljestrand, Ic.
■‘■l Weiland, Zur Kenntnis der Entstehung der Darmbewegung. Pflüger’s Archiv.
Bd. 147, pag. 171, 1912.
") J. W. LE Heux, Gholin als Hormon der Darmbewegung. Pflüger’s Arcbiv.
Bd. 173, pag. 8, 1918.
245
P h ar maco logisch nu behoort choline tot de gi'oep van het pilo-
carpine; de prikkelende werking die choline, evenals pilocarpine
op den darm uitoefent wordt door geringe hoeveelheden atropine
antagonistisch opgeheven.
Volgens waarnemingen van v. Lidth dk Jeüde zijn de hoeveel-
heden atropine, welke noodig zijn om de pilocarpinewerking op den
darm antagonistisch o[> te lieffen, zeer gering; reeds een concen-
tratie atropine van 1 op 10 — 50 millioen is hiertoe in staat. Van
gelijke grootteorde (1: 40 millioen) nu bleek bij mijn onderzoek de
atropine-concentratie !e zijn, welke een voorbijgaande remming der
darmbewegingen tot stand bi’engt.
Brengen we deze feiten met elkaar in verband, dan kannen we
ons de vraag voorleggen of niet de remmende werking van kleine
atropinedoses als eene antagonistische tegen het in den darmwand
aaiiwezige choline moet worden opgevat.
Is deze opvatting juist, dan zal de remmende werking van kleine
hoeveelheden atropine, wanneer te voren het choline door uitwas-
schen uit den darmwand verwijderd is, niet meer mogen optieden.
doch zal na bijvoegen van choline weer op toedienen van atropine
te voorsciiijn treden.
Afgezien van deze zoo juist besproken remmende werking van
kleine hoeveelheden is de feitelijke werking vati atropine volgens de
onderzoekingen van Magnüs ’) een den plexus van Aükhbach prik-
kelende. Eerst zeer groote hoeveelheden verlammen de zenuwcentra,
zenuwen en spieren van den darmwand.
De werking dezer laatste hoeveeliieden blijft hier buiten beschouwing.
Bewijsmateriaal voor de bovenstaande onderstelling zal nu op de
\'olgende wijze kunnen worden geleverd.
1°. Zal een darm, welke oorspronkelijk door kleine hoeveelheden
ati'opine geremd wordt, door herhaald uitwasschen, waardoor choline
aan den darmwand onttrokken wordt, in een toestand gebracht
moeten worden, waarin een kleine hoeveelheid atropine geen effect
meer heeft.
2°. Zal bij dezen darm na toedienen van choline het oorspronke-
lijk atropine-effect weer te voorschijn moeten treden.
3“. Zal een darm, welke oorspronkelijk op i^iiddelmatige hoeveel-
heden atropine met remming reageert door herhaald uitwasschen in
1) A. P. V. Lidth de Jeude, l.c
R. Magnos, Versuche ani überlebenden Dünndartn von Saugetieren. V. Mitt.
Pfiüger’s Archiv. Bd. 108, pag. 1, 1905.
246
een toestand gebracht moeten worden, waarin dezelfde hoeveelheid
atropine enkel prikkeling geeft.
De proeven om dit te bewijzen werden verricht ipet de geïso-
leerde dunnedarraen van konijnen en caviae, die zooals ons vroeger
gebleken was rijkelijke hoeveelheden choline bevatten en deze
— naar verwacht mocht worden — befrekkelijk gemakkelijk aan
de vloeistof, waarin ze bewaard werden, afgeven.
Proeven met den dunnedarni van het konijn.
Bij de proeven mei den dnnnedarm van het konijn deed zich
aanvankelijk het bezwaar voor, dat na eenige dagen tegelijk met
het wegwasschen van het choline ook de spontane bewegingen min-
der werden, waardoor minder goede curven verkregen werden.
Gebruik makende van de ervaring \an Laqueur '), dat darmlissen,
welke in paardeserurn bij lage temperatuur bewaard worden, gedu-
rende dagenlang hun motiliteit behouden, werd nu de gang van
het onderzoek als volgt.
Van den verschen, zorgvuldig met Tjrode vloeistof gereinigden
dnnnedarm werden willekeurig enkele lissen afgesneden en hiervan
de bewegingen volgens de door Magnus aangegeven methode gere-
gistreerd. De vaten waarin de darmlissen zich bevonden bevatten
75 c.c. Tjrode vloeistof van 38° C.
Werden hierbij kleine hoeveelheden atropine gevoegd (0.002 — 0.01
mgr.) da)) we)’den zonder uitzondering de slingerbewegir)ge)i der
da)'m lissen kleiner.
Fig. 1 geeft hiervan een voorbeeld.
Fig. 1.
Fig. 2.
Fig. 3.
15 mg. Atropine
0.01 Atropine 15 mg. Atropine 0.01 Atropine
h E. Laqueur, Over den levensduur van geïsoleerde zoogdier-organen met
automatische functie. Kon. Akaderaie v. Wetenschappen te Amsterdam. Verslag
vergadering wis- en natuurk. afdeeling van 24 April 1914, XXII, pag. 1318.
247
Fig. 1.
Slingerbewegingen van den dunnedartn van het konijn onmiddellijk na het
dooden van het dier opgespannen. Door toedienen van 0.01 mgr. atropine wordt
de grootte der bewegingen tot op de helft teruggebracht.
Fig. 2.
De darmlis, waarvan de bewegingen hier zijn opgeteekeiid, is dezelfde als in
fig. 1. Door 3 maal uitwasschen met Tyrode vloeistof is de voorafgegane werking
van de atropine (0 01 mgr.) volkomen verwijderd. 15 mgr. atropine geeft nu sterke
remming der bewegingen met geringe daling van den tonus.
Fig. 3.
Een darmlis van denzelfden darm, welke gedurende 3 maal 24 uur in de yskast
in herhaaldelijk ververscht paardeserum bewaard is. De darmlis is daarna 8 maal
met warme Tyrode vloeistof uitgewasschen en reageert nu niet meer op 0.01 mgr.
atropine. Na 15 mgr. atropine treedt een krachtige prikkeling met sterke toename
van den tonus op.
Hierna werden driemaal om de JO minuten de darmlissen met
versche Tyrode vloeistof uitgewasschen, waardoor, zooals ons uit
eigen ervaring bekend is, het, door de voorafgegane kleine atropine-
gift teweeggebrachte, effect weer volkomen wordt uitgewischt.
Werd nu vervolgens een middelmatige dosis (15 mgr.) atropine
bijgevoegd, dan werden in verreweg de meeste gevallen de slinger-
bewegingen aanzienlijk kleiner, gepaard gaande met een meer of
minder sterke daling van den tonus.
Een voorbeeld hiervan geeft fig. 2.
In enkele gevallen volgde op de aanvankelijke remming, welke
deze middelmatige hoeveelheid atropine teweegbracht een meer of
minder sterke prikkeling. Dit was het geval, wanneer de darmlis
reeds meerdere malen was uitgewasschen, waardoor de darm in een
stadium is gekomen, waarin de remmende werking van middel-
matige atropinedoses in een prikkelende overgaat.
Van den darm, welke gedurende den nacht in paardeserum bij
lage temperatuur was bewaai’d, werden den volgenden dag weer
eenige lissen genomen en, na zorgvuldig van aanhangend serum te
zijn bevrijd, als boven opgespannen.
Deze lissen werden nu alle, iedere tien minuten, met versche Tyrode
vloeistof uitgewasschen. Een der lissen, en hiervoor diende steeds
dezelfde, werd als object gebruikt om na te gaan of door 0.01 mgr.
atropine nog remming der bewegingen werd teweeggebracht. Was
dit niet meer het geval, dan werden de andere darmlissen nogmaals
eenige keeren uitgewasschen en op haar gedrag tegenover atropine
onderzocht.
In verreweg de meeste gevallen veroorzaakte nu ook hierbij een
248
kleine hoeveelheid atropine (0.01 mgr.) niet de minste verandering
in de bewegingen of in den tonus, doch trad na toediening van
15 mgr. atropine een prikkeling der darmbewegingen met èterke
verhooging van den tonus op. Zie fig. 3.
Bovendien kon in dit stadium de ooi'spronkelijke remmende werking
van de atropine weer te voorschijn gebracht worden, wanneer te
voren een kleine hoeveelheid choline (1 — 2 mgr.) bij de darmlis
gevoegd werd.
Niet steeds gelukte het reeds den tweeden dag dit stadium te
bereiken, doch was het noodig den dai'm eenige dagen langer in
herhaaldelijk ververscht paardeserum Ie laten, om daarna door
herhaald uitwasschen met Tyrode vloeistof den toestand te verkrijgen,
waarin de darm door kleine doses atropine onbein vloed blijft.
Ook zonder gebruik te maken van paardeserurn als vloeistof,
waarin de darm bewaard wordt, gelukt hel door uitwasschen met
enkel Tv rode vloeistof den darm in den gewenschten toestand te
brengen, hoewel, zooals reeds boven vermeld, de bewegingen dan
na eenige dagen kleiner worden en minder fraaie curven verkregen
worden. Bewezen wordt hierdoor echter, dat door het gebruik van
paardeserum de resultaten niet beinvloed zijn.
Voor den dunnedarm van het konijn is dus aangetoond:
1”. dat door herhaald uitwasschen, waardoor, zooals vroeger is
aangetoond, clioline aan den darmwand onttrokken wordt, een
toestand verkregen wordt, waarin de aanvankelijk aanwezige rem-
mende werking van kleine hoeveelheden atropine is opgeheven.
2". dat door toedienen van choline deze remmende werking van
atropine weer te voorschijn kan worden gebracht.
3°. dat de aanvankelijk wisselende, bij mijn proeven zich meest
als een remmijig uitende, werking van middelmatige hoeveelheden
atropitie door herhaald uitwasschen van den darm in een constant
prikkelende werking kan worden veranderd.
Proeven met den dunnedarm van de cavia.
Als tweede object voor dit onderzoek diende de dunnedarm van
de cavia.
Kortgeleden heeft Trbndelenburg een fraaie methode aangegeven,
waarop men de peristaltische bewegingen van den overlevenden
dunnedarm van de ca\'ia graphisch kan registreeren en de werking.
') P. Trendelenburg, l.c.
249
welke verschillende vergiften op deze bewegingen uitoefenen, tot op
zekere hoogte in getallen kan uitdiukken.
Over de werking van atro-pine (op den dunnedarrn van de cavia)
geeft Trendelenburg op, dat deze steeds een de peristaltiek remmende
zon zijn.
Bij ons onderzoek, waarbij het er op aankwam na te gaan of ook
hier, evenals bij den dnnnedarra van het konijn, de toestand waarin
de darm verkeert, zijn gedrag ten opzichte van atropine beheerscht,
hebben we in hoofdzaak de door Trendelenbürg aangegeven methode
gevolgd en zijn aldus te werk gegaan.
De cavia werd door een slag in den nek gedood, de dunnedarm
voorzichtig van het mesenterium losgeknipt en herhaalde malen met
warme vloeistof volgens Looke') gereinigd. Vervolgens werd de darm
in 5 stukken verdeeld, waarvan een stuk direct werd opgespannen,
de andere stukken werden in afzonderlijke schaaltjes met Locke’s
vloeistof gelegd, welke \doeistof af en toe ververscht werd.
De darmlis, welke in een vat van 150 cc. inhoud was opgespannen,
werd eerst eenigen tijd bij een binnendruk van 0 inM. H,0 aan
zichzelf overgelaten, daarna werd langzaam de binnendruk verhoogd
en bepaald bij welken druk voor de eerste maal peristaltiek optrad
(kritische druk). De binnendruk werd daarna weer op 0 gebracht;
na 3 minuten werd opnieuw de kritische druk bepaald.
Deze bepaling wei-d herhaald nadat successievelijk 0.1, 1 , en 5 mgr.
atropine was toegevoegd. In overeenstemming met de opgave van
Trendelknbürg was remming der peristaltiek opgetreden, zoodat nu
bij zelfs aanzienlijk hoogeren binnendruk geen peristaltiek meer optrad.
Na zorgvuldige reiniging van het apparaat werd nu een tweede
darmlis opgespannen, welke eenige uren in Locke’s vloeistof bewaard
was, en hiermede dezelfde bepalingen herhaald voor en na toedienen
van atropine. In de meeste gevallen bleek nu de kleine atropinedosis
reeds een veel geringere remming der peristaltiek te geven als bij
de eerste darmlis.
Daarna werd weer een volgende darmlis onderzocht, die weer
eenige uren langer in Locke’s vloeistof bewaard was gebleven en
eenige malen meer was uitgewasschen, enz.
Een overzicht van een volledige proef geeft tabel 1.
Uit deze tabel ziet men dat de darm, die aanvankelijk door hoeveel-
heden van 0.1, 1 en 5 mgr. atropine volledig geremd wordt na
2.5 uur uitw'asschen met Locke’s vloeistof reeds in een toestand
h Van groot belang is het, dat de vloeistof uit zuivere zouten en met zuiver,
uit glazen apparaten gedistilleerd, water bereid wordt.
250
gebracht is, waarin 0.1 en 'J mgr. atropine reeds een veel minder
sterke remming geven.
Nadat het uitwasschen 6 nur is voortgezet is van een remmende
TABEL I.
Nummer
der darmlis.
duur van
Kritische binnendruk in mM HjO.
het uit-
wasschen.
normaal.
na 0.01 mgr.
atropine.
na 1 mgr.
atropine.
na 5 mgr.
atropine.
1
0
7
remming
remming
remming
2
2.5
20
25
30
remming
3
6
20
16
20
20 (levendige
slingerbew.
4
8
12-16
13
—
—
5
11
10
7
—
—
werking dezer atropinehoeveelheden geen sprake meer, daarentegen
treedt nu na 0.1 mgr. atropine reeds bij lageren binnendruk als in
de normaal periode peristaltiek op. Ook bij de darmlissen, die 8 en
11 uur zijn uitgewassclien is een duidelijke prikkeling door ati-opine
te constateeren, waardoor bij lageren binnendruk reeds peristaltiek
optreedt.
Bij darmlis N“, 3 was tevens na 5 mgr. atropine een zeer sterke
vermeerdering der slingerbewegingen merkbaar.
Hiermede is dus ook voor den dunnedarm van de cavia aangetoond,
dat de remmende werking van atropine, welke Trendelrnbdrg hierbij
steeds constateerde, door uitwasschen kan worden opgeheven, en dat
dan de eigenlijke ati-opinewerking, prikkeling van den plexus van
Auerbach door middelmatige hoeveelheden atropine te voorschijn treedt.
Begrijpelijk wordt het nu ook, waarom Trendeeenburg steeds slechts
de remmende werking van atropine waarnam, daar hij bij zijn onder-
zoekingen de darmlissen niet in vloeistof bewaarde, doch deze steeds
opnieuw aan de met ui-ethaan genarcotiseerde cavia ontnam.
De resultaten uit dit onderzoek verkregen stellen ons nu in staat
de afwisselende werking van atropine op den darm uit een ander
oogpunt te beschouwen en de elkaar tegensprekende waarnemingen
der verschillende onderzoekers te verklaren.
In den darmwand komt gedurende het leven choline in zulke
hoeveelheden voor, dat zij den plexus van Auerbach iti prikkelings-
toestand brengen. Wordt door herhaald uitwasschen choline uit den
overlevenden darm in meerdere of mindere mate verwijderd, dan
komt bij zoo’n darm de eigenlijke werking van de atropine zuiver
voor den dag. Zij bestaat volgens de vroegere onderzoekingen van
251
Magnus ’) in een prikkeling van den plexus van Aüerbach door
middelmatige hoeveelheden, terwijl eerst zeer groote doses de centra,
zenuw en spier verlammen.
Kleine hoeveelheden atropine beïnvloeden de darmbewegingen
primair niet.
Afhankelijk van de aanwezigheid van meer of minder choline in
den darmwand zal nu het resultaat der atropinewerking verschillend
kunnen zijn.
Choline werkt prikkelend op den plexus van Aüerbach, zijne Averking
laat zich door atropine antagonistisch beïnvloeden. Zoolang dus een
voldoende hoeveelheid choline in den darmwand aan wezig is, zal dus
een kleine dosis atropine de werking van het choline antagonistisch
beïnvloeden en daardoor de darmbewegingen remmen.
Het resultaat der werking van middelmatige hoeveelheden atropine
zal daarvan afhangen, of de directe prikkelende werking op den
plexus, of de antagonistische werking tegen choline de overhand heeft.
Bevat de darm weinig choline dan treedt de prikkelende werking
op den voorgrond, bevat hij veel choline dan overweegt de antago-
nistische (remmende) werking. Bij een middelmatig gehalte aan choline
zal op een aanvankelijke remming een prikkeling kunnen volgen.
Ook de resultaten van vroegere onderzoekers kunnen nu verklaard
worden.
Dat bij den dunne darm van de kat de prikkelende werking van
middelmatige hoeveelheden atropine vaker zich voordoet als bij den
konijne- en caviadarm stemt met onze ervaring overeen, dat de eerste
minder choline bevat dan de beide laatste.
Anderzijds is het begrijpelijk dat bij den caviadarm, dien we steeds
rijk aan choline vonden, regelmatig de remmende werking van atropine
te voorschijn treedt.
Ook kunnen we nu inzien, waarom de geïsoleerde konijnedarm
afhankelijk van de voorafgegane behandeling nu eens door atropine
geremd, dan weer geprikkeld wordt, terwijl de intacte darm, waarbij
geen uitwasschen van choline kan plaats gehad hebben, volgens
Trendelenbürg ’) regelmatig geremd wordt.
Samenvatting .
We hebben vroeger aangetoond, dat de geïsoleerde dunnedarm aan
zoutoplossingen hoeveelheden choline afgeeft, welke in staat zijn op
den plexus van Aüerbach prikkelend te werken.
1) R. Magnus, l.c.
2) P. Trendelenbürg, l.c.
17
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
252
Met dit verlies aan choline gaat gepaard een veranderd gedrag
van den darm tegenover atropine.
De dnnnedarm van het konijn, welke voor het uitwasschen door
kleine giften atropine geremd wordt, reageert nu niet meer hierop,
doch wordt nn door middelmatige doses geprikkeld.
De normale caviadarm wordt door atropine steeds geremd. Na
uitwasschen verdwijnt ook hierbij deze werking, om plaats te maken
voor eene prikkeling door middelmatige hoeveelheden atropine.
De verklaring hiervoor is nu deze: de feitelijke werking van
middelmatige hoeveelheden atropine op den darm is prikkeling van
den plexus van Aüerbach; bevat de darm veel choline en bevindt
zich hierdoor de plexus in sterken prikkelingstoestand dan wordt door
een kleine hoeveelheid atropine deze prikkeling ,, antagonistisch”
opgeheven, eventueel verminderd, eti het resultaat is remming.
Middelmatige hoeveelheden atropine werken evenzeer remmend,
wanneer deze antagonistische werking sterk genoeg is, doch bij
aanwezigheid van geringe hoeveelheden choline in den darm zal deze
geprikkeld worden.
We hebben hier dus een geval, waarbij de aanwezigheid van een
bekende chemische slof (choline) in het weefsel bepaalt, op welke
wijze dit op een gift (atropine) reageert.
Utrecht, September 1919.
Pharmacologisch Instituut der
Rijksuniversiteit.
Physiologie. — De Heer Magnüs biedt een mededeeling aan van
de Heeren A. de Kleun en C. R. J. Versteegh: ,,Over de
al of niet lahi/rinthaire genese van den donkernystagmus bij
honden” .
(Mede aangeboden door den Heer Zwaardemaker).
Na een nitgebreid klinisch onderzoek bij mijnwerkers is Ohm tot
de conclusie gekomen, dat de, bij deze menschen veel optredende
nystagmus, van labyrinthairen oorsprong is.
Door de ontdekking van Raudnitz, dat bij honden na een tijd-
lang verblijf in het donker, nystagmus optreedt, is het Ohm mogelijk
geworden voor zijn genoemde conclusie experimenteel bewijzen aan
te voeren.
Hij gaat hierbij uit van de onderstelling ,,dass der bei jungen
Hunden durch Diinkelheit hervorgernfene Nystagmus in bezug auf
Ablauf, Ausschlag und Dauer der Zuckung, den Einflnsz von Ruhe
und Bewegung mit dem Augenzittern der Bergleute vollkommen
übereinstimmt”.
In verschillende mededeelingen beschrijft hij dan enkele proeven,
waarbij hij geprobeerd heeft dubbelzijdige labyrinthexstirpatie te
verrichten bij honden met bestaanden donkernystagmus.
Als regel is hem dit zooals uit proeven blijkt niet gelukt. Een
maal echter schijnt het hem gelukt te zijn. Het proefdier vertoonde
hierna geen donkernystagmus meer, was echter zoo slap dat het
eenige uren daarna overleed.
Hieruit trekt Ohm de twijfelachtige conclusie, dat de labyrinthaire
oorsprong van den donkernystagmus experimenteel bewezen is.
Met behulp van een betere methode van labyrinthexstirpatie is
het ons echter gelukt aan te toonen dat ;
De donkernystagmus hij jonge honden (Raudnitz, Ohm) niet van
labyrinthairen oorsprong is.
Gebleken is dat :
1°. Na dubbelzijdige labyrinthexstirpatie de bestaande donker-
nystagmus nog blijft voortduren.
2". Na dubbelzijdige labyrinthexstirpatie nog donkernystagmus is
op te wekken.
Fig. 1 geeft dezen nystagmus in curve gebracht weer en we zien
17*
254
iii deze curve deii tjpischen doiikernypfagtnns afgewisseld door enkele
spontane groote oogbewegingen.
De reg'istralie is verricht door een draad door de ongevoelig
gemaakte cornea (e hechten en zoodoende de beweging op een hef-
boom over te brengen.
3°. De donkernjstagmns verhoudt zich t.o. van een bijgevoegden
vestibulairen nystagmus anders dan een vestibulaire nystagmus. Voeren
we nl. een hond met bestaanden donkernystagmus een vestibulairen
prikkel toe, welke eenen vestibulairen nystagmus geeft, dan zien
we deze twee nystagmusvormen naast elkaar voortbestaan, zonder
op elkaar in te werken.
Voeren we echter aan eenen bestaanden vestibulairen nystagmus
(b.v. calorische) eenen tweeden vestibulairen nystagmus, (b.v. draai-
nystagmus) toe, dan zien we de eerste nystagmus-uitslagen wel iets
Fig 1. Fig 2.
onregelmatig' en verschillend van grootte worden, men krijgt echter
den indruk met een resulteerende werking te doen te hebben.
Fig. 2 geeft het typische voorbeeld weer van wat we noemen
de combinatie van donkernystagmus en calorischen nystagmus. De
kleine slagen zijn vat) den rustig verder gaanden donkernystagmus;
de groote golven zijn gevolg van de oogbewegingen opgewekt door
één oor met koud water uit te spuiten.
In hoeverre Ohm dus recht heeft om de oorzaak van de mijn-
werkei'snystagmus in het labyrint!) te zoeken kan hier niet uitge-
maakt worden; zeker is zijn rneening, dat de donkernystagmus bij
honden van iabyrinthairen oorsprong is, onjuist.
Utrecht. {Pharnvico logisch Instituut der Rijksuniversiteit).
Physiologie. — De Heer Magnüs biedt eene mededeel iiig aan van
den Heer W. Storm van Leeuwen en Mej. M. v. d. Maüe:
. ,, Onderzoeking en over scopolamine-niorphine-narcose” .
(Mede aangeboden door den Heer Zw'aarbemaker).
Nadat Schneiderlin ') in 1900 de scopolamine-morpliine-naroose
in de praktijk heeft ingevoerd, is veel over dit onderwerp gewerkt
en geschreven. Een van de belangrijkste punten, die daarbij naar
voren kwamen, was de vraag of bij het toedienen van een mengsel
dezer beide vergiften ,,potentieering” optreedt. Onder potentieering
verstaat men, volgens Bürgj, het verschijnsel, dat een mengsel van
twee vergiften soms een sterkere werking uitoefent dan op grond
van de werking van de samenstellende deelen kon worden verwacht.
Over de vraag of bij het mengsel scopolamine-morphine potentieering
optreedt is experimenteel werk verricht door Hauckold ’) bij konijnen,
door Kochmann * *) bij honden en door Schneiderlin bij menschen.
Hauckold injiceerde subcntaan bij konijnen respectievelijk rnorphine,
scopolamine en rnorphine -|- scopolamine en vond daai bij een [loten-
tieering. Hij deelde o. a. mede, dat 5 mgr. moijihine -j- 0.5 mgr.
scopolamine per KG. bij het konijn narcose kan veroorzaken, terwijl
10 mgr. rnorphine en 200 mgr. scopolamine, alleen ingespoten, geen
narcoseverschijnselen gaven. Hauckold besloot hieruit, dat, hoewel
scopolamine op zichzelf bij het konijn niet narcotisch werkt, het
toch in staat is een niet narcotische moi’phinegift werkzaam te maken.
Deze vondst bleek echter op een onjuiste waarneming te berusten.
Want ten eerste hebben wij met een hieronder te vermelden methode
aangetoond, dat zoowel 0.5 mgr. scopolamine als 5 mgr. rnorphine
bij het konijn wel degelijk narcotisch werken en ten tweede vonden
wij, ook wanneer wij Hauckold’s nrethode benutten, geen potenti-
eering, maar een eenvoudige additie der werkingen.
Hauckold spoot bij noiunale konijnen de scopolamine, de mor|)hine
‘) ScHNETDERLiN. Eine neue Narkose. Arztl. Mitt. aus u. für Baden. Mai 1900,
geciteerd n. Hauckold Schneiderlin. Die Skopolamin-Morphin Narkose. Münch.
Med. Wochenschr. 1903. N*’. 9, pag. 371.
*) E. Hauckold. Ueber die Beeinflussung von Narkoticis durch Skopolamin.
Zeitschr. f. exp. Path. u. Ther. Bd. 7, pag. 743, 1910.
*) M. Kochmann. Ueber die therapeutischen Indikatiouen des Skopolaminum
hydrobromicum. Die Therapie der Gegenv’art. 1903, pag. 202.
256
en liet mengsel scopolamine-morpliine onderhuids in en ging dan na
of al dan niet een narcose optrad. Wij hebben deze proeven her-
haald, maar, aangezien — zooals ook H,\ückold aangeeft — het
beoordeelen der nareosediepte bij konijnen moeilijk is, wijzigden wij
eenigszins de techniek. Wij spoten n.1. steeds op een dag een heele
serie van ca 20 konijnen met de \'erschiilende vergiften in en zorg-
den dat alle injecties nagenoeg tegelijkertijd plaats vonden. Dan
werd om het kwartier de toestand van de dieren beoordeeld en
genoteerd, waarbij het steeds zoo ingericht werd, dat de beoordeelaar
niet wist met welk vergift elk dier was ingespoten.
Op deze wijze deden wij de volgende proeven:
6 konijnen kregen 10 mgr. morphine per KG. subcutaan.
6 konijnen kregen 1 mgr. scopolamine per KG. subcutaan.
6 konijnen kregen 5 mgr. morphine 0.5 mgr. scopolamine per
KG. subcutaan.
Alle dieren werden gedurende 2\/, — 3 uur regelmatig onderzocht
en daarbij bleek dat 1 mgr. scopolamine slechts een zeer geringe
narcotische werking uitoefent. De werking van 10 mgr. morphine
was duidelijk; die van 0.5 mgr. scopolamine -|- 5 mgr. morphine
was minder sterk, dan die van 10 mgr. morphine alleen; er was
dus geen sprake van potentieering.
Nadat wij dit negatieve resultaat verkregen hadden, onderzochten
wij de narcotische werking van scopolamine en morphine nog op
een andere wijze. Bij gedecerebreerde konijnen werd een z.g. geïsoleerd
reclus femoris praeparaat gemaakt en daarbij werd de invloed van moi-
phine, van scopolamine en van morphine scü|>olamine op den
homolateralen buigretlex van het konijn onderzocht. Na een kleine
technische verbetering bleek deze methode, die wij bij katten reeds
herhaaldelijk hadden toegepast *), zich ook goed te leenen voor het
onderzoek op konijnen.
De door faradischen prikkel bij de gedecerebreerde konijnen opge-
wekte i'etlexen werden op een kymographion geregisti-eerd, de op
(leze wijze verkregen curven van elke proef werden uitgemeten en
het resultaat' graphisch voorgesteld. Als voorbeeld wordt in fig. 1
de invloed van 5 mgr. morphine op den homolateralen buigreflex
bij het konijn gegeven.
We hebhen nu in deze proeven telkens bij series van 5 konijnen
— wanneer gebleken was, dat de door prikkeling met dezelfde
1) W. Storm van Leeuwen. Quantilatieve phaimakologische Untersuchungen
über die Refleifuriktionen des Rückenmarks bei VVarmblütern. 1. Mitt. Pflügers
Arch. Bd. 154, pag. 307, 1913. 111. Mitt. Pflügers Arch. Bd. 165, pag. 84, 1916.
257
intensiteit opgewekte reflexen even groot waren — ingespoten 0.5
mgr. scopolamine of 5 mgr. morphine of 0.5 mgi'. scopolamine +
5 mgr. morphine. In het laatste geval werd eerst de scopolamine
gegeven eti 20 minuten later de morphine. Het resultaat van de
inspuitingen op de grootte der reflexen werd beoordeeld voor de
10
1
f
'ÊL
A
r
r
1 ,
n
A
3
r
V
1
A
1
v*
L
1 1 1 1
‘1
20
5pf 40 SO
ÓO-WA/JV.
Fig. 1.
scopolamine na 40 minuten, voor het mengsel scopolamine -(- mor-
phine 40 minuten na de scopolamine-injectie en voor de morphine
na 20 minuten. In procenten uitgedrukt hadden nu de ingespoten
vergiften den volgenden invloed op de grootte der reflexen :
0.5 mgr. scopolamine geeft na 40 min. een vermindering van 37 “/„
5 mgr. morphine ,, ,, 20 ,, ,, ■ ,, ,, 15
0.5 mgr. scop. -f 5 mgr. morph. 40 ,, ,, ,, ,, 32 7«
Deze getallen moeten nog gecorrigeerd worden. Uit een aantal
controleproeven bleek, dat de reflexgrootte — wanneer geen ver-
258
gift wordt toegediend — na 40 minuten spontaan 9 “/o daalt en na
20 minuten 4 7o- deze correctie krijgt men de volgende waarden;
Na 0.5 ragr. scopolamine een vermindering van 28 */o
na 5 mgr. morphine een vermindering van 11 °/e
na 0.5 mgr. scopolamine 5 mgr. moiphine een vermindering
van 23 '/o-
Hieruit is duidelijk, dat men ook bij deze wijze van werken
zeker geen potentieering vindt, want het in de combinatie-proeven
gevonden getal is niet hooger, maar lager dan de som van de wer-
kingen van morphine en van scopolamine afzonderlijk.
Velen, o.a. Haückoi.d nemen aan, dat kleine dosen scopolamine
bij het konijn geen narcotische werking zouden hebben. Uit onze
proeven is dus gebleken, dat 0.5 mgr, scopolamine een duidelijk
narcotische werking heeft op de reflexgrootte. In proeven, die wij
te zamen met Dr. G. Lii^jestrand deden, gingen wij den invloed
na van verschillende dosen scopolamine op een ruggernergsreflex
van het gedecerebreerd konijn. Hieruit bleek, dat deze narcotische
werking bij stijgen der dosis niet voortdurend toeneemt, maar vrij spoedig
een maximum bereikt en daarna zelfs weer daalt (zie tig. 2 getrokken
lijn). Blijkbaar voegt zich bij hoogei-e dosen bij de narcotische wer-
king van het vergift nog een prikkelende.
Men zuu kunnen verwachten, dat in het algemeen wanneer van een vergift een
twee maal grootere dosis gegeven wordt hierdoor ook een twee maal grootore
werking wordt teweeg gebracht. Bij een aantal vergiften, o.a. bij vele der alcaloiden,
is dit echter niet het geval. Brengt men de verhouding tussclien de dosis per K.G.
dier en de werking van een dergelijk vergift in curve, zoodat op de abcis de
dosen worden uitgezet en op de ordinaat de — in casu narcotische — werking,
dan verkrijgt men een lijn, die in het aanvangsdeel steil en daarna bijna horizontaal
verloopt. Duidelijk is het o.a. te zien in fig. 2 (gestippelde lijn) die ontleend is aan
een mededeeüng van Ltljestrand, v. d. Made en Storm van Leeuwen b en
waar in de getrokken lijn de narcotische werking van scopolamine in verschillende
dosen is in curve gebracht (concentratiewerkingscurve van scopolamine).
Behalve Haückold onderzocht ook Kochmasin dit vraagstuk. Hij
nam proeven op honden en meende daarbij een potentieerende werking
gevonden te hebben. Daar wij noch met Hauckold’s methode, noch
met de in ons instituut gebruikelijke methode (invloed op reflexen
der gedecerebreerde dieren) een potentieering konden aantoonen,
hebben wij ook Kochmann’s proeven gecontroleerd.
Series van 3 — 6 honden werden daartoe subcutaan ingespoten met
morphine of met scopolamine of met morphine -|- scopolamine. Alle
dosen werden berekend per KG. dier.
M Liljesïrand. V. D. Made en Storm van Leeuwen. Zur Konzentrations-
VVirkungskurve des Skopolamius. Verschijnt in Pflügers Arcb. 1919.
259
In een eerste proef werkten we met dezelfde dosis, die Kochmann
gebruikt liad. Kochmamn geeft nl. aan, dat 5 mgr. morphine en
0.5 mgr. scopolamine (hoewel het in zijn stuk niet vermeld staat
hebben wij aangenomen, dat hij zijn dosen per KG. dier opgegeven
heeft) elk op zichzelf geen narcotische wei'king bij den hond uit-
oefenen, maar te zanien het diei' in diepe narcose brengen. Hij heeft
260
dit overigens slechts in enkele gevallen waai’genomen. Tn den beginne
meenden wij zijn resultaten te kunnen bevestigen, want het bleek
dat bij den hond 5 mgr. inorphine -j- 0.5 mgr. scopolamine samen
een even sterke werki)ig uitoefenen als 10 mgr. morphine alleen,
terwijl 0.5 mgr. scopolamine alleen eerder een prikkelende, dan een
vei'lammende werking heeft. Bij nader qnderzoek bleek nu echter,
dat de zaak toch anders is, want werd 5 mgr. morphine alleen
gegeven (dus zonder scopolamine) dan was de werking daarvan
evenmin te onderscheiden van die van 10 mgr. inorphine. Deze vondst
was aanleiding om de werking van verschillende dosen morphine
op den hond te onderzoeken. Daarbij bleek, dat dosen beneden de
1.5 mgr. slechts een geilnge of geen narcotische werking hebben,
1.5 mgi'. geeft een duidelijke werking, 2.5 mgr. geeft een narcotische
werking, die aanzienlijk sterker is, terwijl de werking van 5 mgr.
weinig verschilt van die van 2.5 en tenslotte 10 mgr. — zooals
reeds vermeld — ongeveer dezelfde werking geeft als 5 mgr. Wilde
men deze eigenaardige verhouding tusschen werking en concentratie
in curve brengen, dus een z.g. concentratie- werkingscurve van
morphine vervaardigen, dan zou men weder een curve krijgen, die
in den aan vang eeii vrij steil verloop heeft en daarna ongeveer
horizontaal verloopt. Een curve dus die in verloop overeenkomt met
die van morphine en die van scopolamine op de reflexen van het
konijn.
Nadat dus gebleken was, dat de werking van 5 mgr. morphine
0.5 mgr. scopolamine wel gelijk is aan die van 10 mgr. morphine,
maar tevens niet grooter is dan die van 5 mgr. morphine alleen,
werd onderzocht of de werking van kleinere dosen morphine door
scopolamine zouden worden versterkt. Daartoe kregen in een nieuwe
serie twee honden 1 en II elk 2.5 mgr. morphine per K.G. en twee
andere honden lil en IV ieder 2.5 mgr morphine -f- 0.5 mgr.
scopolamine. Hond III was daarna even diep genarcotiseerd als
hond I en 11, maar de narcose van hond IV was aanzienlijk 7nmc?e7’
diep dan die van I en 11. Hieruit moet dus de gevolgtrekking ge-
maakt worden, dat in dit geval scopolamine niet alleen niet poten-
tieerend werkte, maar zelfs de werking van morphine tegenging.
Dit resultaat werd nog bevestigd door een reeks van proeven op
honden, waarbij eenige dieren 1.5 mgr. morphine kregen en eenige
dieren 1.5 mgr. morphine -f- 0.5 mgr. scopolamine. De eerste dieren
waren alle dieper genarcotiseerd dan die van de tweede groep.
Uit deze proeven is dus gebleken, dat scopolamine in dosen van
0.5 — 1 mgr. per K.G. narcoseverschijnselen geeft, maar daarnaast
ook prikkelend werkt. Worden kleine dosen morphine met scopo-
261
lamiiie gecombineerd, dan veikrijgt men de algebraisclie som van
de werking der beide componenten en de narcotische werking van
de morpliine heft de prikkelende werking van de scopolamine maar
gedeeltelijk op. Geeft men grootere dosen morphine dan treedt de
prikkelende werking van de scopolamine op den achtergrond en
het schijnt, dat de nai’cotische werking van de morphine soms in
geringe mate door de scopolamine kan worden versterkt, maai' in
zulk een geringe mate, dat het geen potentieering genoemd kan
worden, maar beschouwd moet worden als een eenvoudige additie.
ScHNEiDERLTN scliijnt op gi'ond van zeer nauwkeurige proeven bij
menschel! een potentieering gevonden te hebben. Hij gaf n.1. aan eenige
patiënten eerst een vrij groote dosis morphine, na enkele dagen een
dosis scopolamine en weer enkele dagen later de halve dosis morphine
+ de halve dosis sco|)olaniine. Ter controle werd in sommige
gevallen eerst de morphine -|- scopolamine gegeven en eerst later
de vergiften elk op zichzelf. In alle gevallen kwamen de patiënten
na toedienen van het mengsel in algemeene narcose, wat na morphine
of scopolamine alleen niet gebeurde. Men kan hier dus van een
vverkelijke potentieering spreken. Groot voordeel heeft dit echter
voor de kliniek niet op kunnen leveren, omdat blijkbaar het ver-
schijnsel niet constant is en de gevoeligheid van verschillende personen
voor scopolamine blijkbaar te sterk verschilt om een goede doseering
mogelijk te maken.
Uit de hier beschreven proeven is dus het volgende gebleken.
Morphine werkt narcotisch bij het konijn, bij den hond (en ook
bij den inensch) maar de curve die de verhouding tusschen dosis en
werking aangeeft heeft het verloop van een parabool, wat beteekent,
dat in den aan vang van de curve een grooter worden van de dosis
ook een intensievere narcotische werking met zich brengt, maar dat
daarna bij de hoogere dosen een even groot stijgen van de dosis
een veel geringere vermeerdering der narcotische werking geeft.
Scopolamine werkt bij het konijn narcotisch. De concentratie-
werkingscurve komt overeen met die van morphine. Bij den hond
treedt de prikkelende werking meer op den voorgrond, bij den mensch
werkt het blijkbaar narcotisch.
De combinatie scopolamine-morphine lieeft bij het konijn, noch
wanneer met onze reflexmethode wordt onderzocht, uoch wanneer
Hauckold’s methode wordt benut, een potentieerende werking. Bij
den hond vonden we eveneens geen potentieering.
Bij den menscdi bestaat volgens Schneidei.rin een potentieering,
deze is vermoedelijk niet constant.
Wiskunde. — De Heer Kluyvek biedt eene raededeeling aan :
„Over de reeks van Lambert”.
De reeks van Lambert
Ti=:oo «=co
L(z)= 2 = ^ t (n) z’^
„=l 1 — 0=1
vervormende, leidde Schlömilch de asymptotisehe ontwikkeling
1
C — log log-
z B.
L{z) = ; +i-
1
log-
z
2.2!
1 \ B
log-)-
4.4!v'°4
af, die geschikt is om de waarde van L (z) te berekenen voor
bestaanbare waarden van z, die lot ^ naderen. Wigert ’) verkreeg
door eene kleine wijziging in de formule eene iets meer algemeene
ontwikkeling, die bruikbaar' is, wanneer z al naderende tot -f- 1
complexe waarden aanneemt en LANOAij *) heeft het bewijs van de
uitkomst van Wigert vereenvoudigd. Hansen *) heeft aarigetoond,
dat de cirkel \z\ =\ eene natuurlijke grens is van L (2), en in zijne
lessen heeft Landau diezelfde uitkomst op eene eenvoudige en
lechtstreeksche wijze afgeleid.
Het bewijs van Landau is gegeven in eene verhandeling van
Knopp, die in dit opstel en ook in zijne dissertatie “) reeksen van
het rneei' algemeene type
;i = 00 ^}i
N {z) =z 2 b„
n-l 1 — 2"
beschouwde. Aannemend, dat de coëfficiënten h,, aan zekere beper-
kende voorwaarden voldeden, kon hij verschillende gevallen aangeven.
b Ueber die Lambertsche Reihe. Zeitschr. f. Math. u. Phys., Bd. 6, 1861, p. 407.
Sur la série de Lambert et son application a la théorie des nombres. Acta
Matb., XLI, 1918, p. 197.
Ueber die Wigertsche asymptotische Funktionalgleichung für die Lambertsche
Reihe. Archiv der Math. u. Phys., III. Reihe, XXVII, 1918, p. 141.
b Démonstration de 1’impossibilité du prolongement analytique de la série de
Lambert et des séries analogues. Kong. Danske Vitensk. Selskab Forth.. 1907, p. 3.
b Ueber Lambertsche Reihen. Journal f. d. reine u. ang. Math., Bd. 142,
1913, p. 283.
*^1 Grenzwerte von Reihen bei der Annaherung an die Konvergenzgrenze.
Berliii, 1907.
263
waarin de voortzetting der functie iV {z) over den omtrek van den
convergentiecirkel ommogelijk is.
In het volgende wil ik eène nieuwe asymptotische ontwikkeling
afleiden, die past bij de onderstelling, dat z, zich bewegende langs
een straal van den cirkel 12! =1, een rationaal punt op den cirkel-
omtrek nadert. Buitendien zal liet onderzoek dienen om eenige
uitkomsten toe te voegen aan die van Knopp aangaande de functie N (2).
1. Als men aanneemt, dat p en q onderling ondeelbare geheele
2nip
getallen zijn. is 9 = een rationaal punt van de orde q 0|) den
cirkel \z\ =1, en als men neemt 0<^.r<^l, heeft men
li=q-l n=cc .^”9+^ öV
N (.'« 8i') = S h
nq
4-
^ b
nq-\-h
„=1 1 — ' h=:l „=0 1—
Nu heeft men blijkbaar
qx'"f' ,v‘"l
h=q—l ^^nq ffli/i
eii
h=q - 1 ^jh/i
„f. =
derlialve verkrijgt men
n= co X^‘'/" b h—q — 1
JSixOP) — 9 U bnq + (?— 1) = -S" Uk {x,p),
n=\ l — x^r 2 k=\
waar de coëfficiënt è, willekeurig gekozen is en waar
xnq+h Qhp x'‘9 S^P }
Uk{x,p)= JS
n— 0
1 — Oh
■'nq
1 — x^^^dh
(1
(2)
is. Het rechterlid kan worden vervormd, en men kan ook schrijven
n= 00 Oh \
Uk {x.p) = — {\—xh 2 bnq-i^h - + j
/<= 00
d- ^ {bnq-\-h ^nq)
n=0
»=0 (1 — 6>^P) { 1 — .r"9 Oh)
xm Oh
(3)
1 — Oh j
In het bijzonder vindt men door h„ = 1 en ook è, = 1 te nemen
voor de functie van Lambert
L{xOp) - (^L{x<i^) + è (9—1) = i Th (^,p),
h=\
(4)
waar
ti= 00 J Qhp
Th {x, p) = ^
«"9 Oh
— (1— ./A) ^
W=0 ( 1 — .r"9d-^ 0^'p 1 — x'^Q Oh i
^«9 0>ip
n=0 (1— ir”9d-^ Oh) (1 — .r"9 0^'P)
(5)
264
is. Nu kan men opmerken, dat als de moduli der factoren
(1 — en (1 — S^i') altijd eene vaste waarde te boven gaan,
en dat daarom Th p) eindig blijft, wanneer x nadert tot de een-
heid. Dientengevolge is het verschil
L (x fP') — qL
altijd eindig, moet het punt dP een singulier punt van L{z) zijn, en
moet de voortzetting van L{z) over den cirkelomtrek heen als
onmogelijk beschouwd worden.
Om het gedrag van L{x6i') wanneer .r — ► 1 te onderzoeken, zal
het voldoende zijn om eene passende ontwikkeling van de functie
Th (*, p) af te leiden.
Stellende
X =
I ^ /.:=-!-<» 1
^ — 1 ^ ocM — hi^-\-27iik'
heeft men dadelijk
?<= CC
Th {x,p)= 2 I (p {nqy + hy) — 7- {nqy)
)i=0
en uit die uitdrukking kan men zien, dat de toepassing van eene
geschikte sommatieformule tot de verlangde uitkomst zal leiden.
Ik beschouw het stelsel der goniometrische reeksen.
9, W
1 “ sin 27r kt
—
nr 1 k
9t (0 — f
1 ^ COS 2jtkt
^7
9i (0 =
1 ^sin2jr^t
^ 1 k*
en de identiteit
00
o = j j ~ ^
(6)
Eene integratie bij gedeelten vei-vormt de onbepaalde integraal
tot de uitdrukking
&=2;)i— 1
1 5^1 ^ - J - .<7: (0 j 7 (tgy) + j gk+y- - J- gk+i («) j (tqy) +
4- 7^"* ^^"'J I g2m I ^
en hier heeft men in te voeren de grenzen 0 en oo . Daarbij heeft men
in aanmerking te nemen de ondoorioopend heden van ^ en v^an
(/). Verder is op te merken, dat (j (tqy) en voor t—^<x
tot nul naderen, en dat
Si+I ( - ^) - (0) = (- 1)*'+' A (^)
is, waarbij beteekent den veelterm van Bernoulli van de orde k.
Op deze wijze leidt de vergelijking (6) tot
«=00 1 I — X /h\
^ {(pi^qy f h) — v (« ? ,y) ! = ^ h p) — — ^ q^y\fk\ - ) (jp(*)(0 ) .
,1=0 I ! k—o \q J
Hierin heeft men
1 3t hp
q (0) = -cot-^
2 q
i
•2 1
k-hl
(Dik) (;ot v)
en de restintegraal ü is bepaald door de vergelijking
I£ = — ^2m
Daar men nu heeft
y2m (tqy) dt.
k=-\-v)
j(/)(2«0 (i g y)j 2m ! ^
1
<2m! ^
(/t|S — 2/1^)’ j”*+i
1
<
'yt=— eo t’ 9* y’ + (/t/?— 2jr0’ ! — ^7lk |2m— 1 ’
besluit men tot
of tot
i^i<2iy2m (0)1 2w! q'i-m-X y'2m—\
jr^=+* 1
2;t=_oo(A^-2?rÖ^-’
\R\<C^2mn \ g2m (0) | y^m—x j gp{2m— i) ^Q)
Op deze wijze is er aangetoond, dat j/^j kleiner is dan een eindig
veelvoud van den modulus van den laatsten terra in de som, die
voorafgaat, en heeft men gevonden de asymptotische ontwikkeling
h k=2m-2 / i\k-^\ / 1\A /h\
T,(*,P> = -- y 5yg-jAy(/»«C0tr)^^* +
+ Kqi-‘-' ("log 1]"“'”’.
waar de waarde van K eindig en onafhankelijk van x is.
Stellende
h=q-\ /Ji\
Ak= ^ fk{~] COt W) nhp,
A=l \qj «= —
vindt men ten slotte
(7)
‘i66
2?/i 2
L{.rf)l')—qL{x<l^) = — \{q — l) — ^ Atc
k=0
A+l
log
K, .y2.,-l log
2/rt — I
waarin opnieuw is eindig en onafhankelijk van x.
Uit (7) besluit men, dat als de functie L{.rOiA oneindig
wordt op dezelfde wijze als
qL
1
C — log log -- 2 log q
X
p
? log-
en dat men heeft in de grens
i h=q—'i jxhp
Lim I L {x8p) — qL {xr) | = — x (9 - 1) ^ h cot- (8)
:)^i 2r/ h=i q
Aldus is de eenigszins opmerkelijke uilkomsl verkregen, dat het
alleen hel bestaanbare gedeelte van L{x6i') is, dat onbepaald toe-
neemt op eene wijze, die geheel onafhankelijk is van />.
2. Zoo men alleen wenscht aan Ie toonen, dat als x-^1, de
functie L(.r/7^) niet eindig kan blijven voor alle van nul verschil-
lende waarden van k, zal een elementair onderzoek van de som
k~q — 1
2 L[xOi^') voldoende zijn om die uitkomst te bereiken.
*=0
Men heeft onmiddellijk
k=q — 1 H=oo
2 L (^x8^) =: q 2 t (nq)
k—0 71=1
en als men door D aan wijst den grootsten gemeenen deelei- van
n en q, kan men substitueeren
waardoor men verkrijgt
^ L {x 8^q = g .2' p ((/) < ^ h .
f=0 djq \d J
k=0 d/q
Derhalve, als men x tot 1 doet naderen, vindt men
Lim
'1 k=0 djq d
waar (p{d) aanwijst het aantal geheele getalleji kleiner dan d en
ondeelbaar met d.
Onderstelt men q gelijk aan het produkt dan is
267
^ — — j= /7 1 -f «/,
djq d h=l V Ph
>1-
daarom moet \L{xd]c)\ voor x-^1 voor tenminste één waarde van
k, die van nul verschilt, oneindig groot worden.
3. Men ziet gereedelijk in, dat de rekenwijze gevolgd om de
asymptotische ontwikkeling van L{z) te vinden, ook toegepast kan
worden op de reeks
n=co
iV (^) = ^ hn .
„=1 1—
indien slechts de coëfficiënt eene eenvoudige analytische functie
van het rangnummer n is.
Indien wij bijv. kiezen
1
heeft men
n=sto \ 2” n=ao 00
M(g) == — ^ — = 2 log (1 — 2^") = log 77(1 — 5")
n 1—5" „—1 1
en dan opnieuw
h=:q — 1
M (x 0P) — M (a;?’) = log q É Vh («, p),
■ h=i
in welke vergelijking
Vh {x, p) — ^ |log (l—x^V+^Of^P) — log {l — xM fi^P)\
n—0
is. Te werk gaande als te voren zal men vinden
1 A=<jr— 1 1 [
M {x 0p) — M {x9^) = \og q 2 A log 2 sin
+ ^ihg,
hp
g h=i { , q \q
I 1 k=2m—l / i\lt / 1 \A:
(?’-i)iog-- ^'4 -TT Wiog-
24
X k=i
waarin
A=9'-1 /Ji \
A'k= ^ fk[-] cot v) „hp ,
h~i V? / T
en is een eindig getal, onafhankelijk van x.
Nu is voor het product 77 (1 — x”) van Euler, als 0 ^ a; < 1),
1
4 ff*
11 1 jr’
h è log 2jr — è log log
24 a: a: ^ 1
6 log —
18
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIll. A“. 1919/20.
268
derhalve toont de formule (9) volledig het gedrag van M {x &p), als
— >• 1.
Inderdaad kan men schrijven
Um\M{xei')—M{x<i^)\=\ogq—- h j/ilog |2sin— (10)
x-*i q h=i{ 9 \9 J)
en opnieuw kan men opmerken, dat alleen het bestaanbare gedeelte
van M (x êp) oneindig groot wordt, terwijl het imaginaire gedeelte
tot eene eindige grens nadert.
Neemt men bijv. : p = 1, q = 2, dan zal men vinden
Lim i M{— ,v) — M{x*) I = è log 2,
ï—
of
/7(1 + .rï"- 1)
Lim^— — — = t/2,
n{\ + Jr2n)
1
eene uitkomst, bekend in de theorie der i>-functies.
4. Ten slotte wil ik mededeelen, dat een onderzoek van de grond-
formules (1), (2) en (3) het bewijs kan leveren daarvan, dat de functie
n=co
N(z) = 2b„-
n=l 1 2;’‘
niet over den cirkel ,zi = 1 heen kan worden voortgezet in elk der
volgende gevallen.
I. ^>6„>5>0.
In dit geval heeft men
A ^ 1—a B
— > Lim N{x dp)'^~.
9 ^“►1 1 9
log
1 X
11. Lim b„ = A 0.
n^^cc
Nu zal men vinden
Lim
log
1—x A
(« Bp) = — .
1 9
1— ;
lil. Lim — =:^ 5^0, s ^ 0.
In dit geval geldt de vergelijking
Lim (1 — «)i+^ = r(l -f »)?(! + «).
269
IV. Lim = O en hetzij è„ > O, of de reeks ^ —
n—^ ao ?)=1
gent voor een onbepaald aantal waarden van q en heeft
die van nul verschilt. In de la_atste onderstelling is
is conver-
eene som,
Lim (1—^) N {x é»/') -J £
)i=i
V. 6n^O en buitendien heeft men
Lim \^q+h + b-2q+h + Hq-\-h + Kq-^h \ — b
n— ^00 W
(A = l,2,3, .. .,?-!)
voor een onbepaald aantal waarden van q.
1) Door middel van eene geheel verschillende methode leidde Franel deze
formule af in zijne verhandeling : Sur la théorie des séries. Math. Annalen, Bd.
52, 1899, p. 529.
18*
Wiskunde. — De Heer Jan de Vries biedt een mededeeiing aan
over: ,,[nvoluties in het cirkeJveld'’.
1. In een vlak zijn drie cirkelbundels (<«), (7) gegeven; in elk
van hen zijn de cirkels in de paren enz. van een involutie
gerangschikt. Zij de cirkel, die de cirkels «j, 7^ loodrecht snijdt,
de orthogonaalcirkel der overeenkomstige cirkels a^, dan
zijn dj en d^ aan elkaar toegevoegd in een involutorische verimnt-
schap in het cirkel veld.
Daar tweemaal met samenvalt, |3j tweemaal met en 7,
tweemaal met 7,, heeft de invohitie (cfj, d,) acht coincidenties.
In hel algemeen wordt een willekeurig aangenomen cirkel
slechts door één cirkel a loodrecht gesneden. Behoort evenwel
tot den orthogonaalbundel van (0), dan is dus ook een wille-
keurige cirkel van («), terwijl en y, volkomen bepaald zijn. Met
d, komt in dat geval overeen elke cirkel d,, die en 7, lood-
recht snijdt.
De orthogonaalbimdels («'), (^'), (7') van (u), f/J), (7) bestaan dus uit
singuliere cirkels, d. w. z. cirkels, die in de involutie telkens aan
oneindig vele cirkels zijn toegevoegd.
Nog op een andere wijs kan d, singulier zijn. Op een cirkel a
bepalen de bundels [d) en (7) twee involuties; daar deze één paar
gemeen hebben, liggen op « de twee snijpunten van een met een 7.
Elke cirkel « (of of 7) behoort dus tot een drietal die
in een bundel liggen, waarvoor dus de orthogonaalcirkel onbe-
paald wordt. De cirkel ci\, die de overeenkomstige cirkels «1, ft, 7i
loodrecht snijdt, is dus singulier en toegevoegd aan eiken cirkel van
een bepaalden bundel.
2. Een nader onderzoek van de involutie (ft, ft) wordt betrekke-
lijk eenvoudig, wanneer wij gebruik maken van een af beelding van
het cirkelveld op de puntenruimte, waarop in 1917 de aandacht
werd gevestigd door Dr. K. W. Walstra ^).
Om tot deze afbeelding te geraken, nemen wij het vlak van het
cirkelveld tot coordinaatvlak ^ = 0 en beschouwen als beeld van
een cirkel het punt op zijn as, waarvan de coördinaat ^ gelijk is
aan de macht van den oorsprong O t. o. v. den cirkel. De punt-
Verslagen XXV, bl. 960.
271
cirkels hebben hun beelden op een omwentelin^sparaboloïde G (grens-
oppervlak) en de beelden van twee orthogonale cirkels worden door
G harmonisch gescheiden. Twee wederkeerige poolrechten zijn de
beelden van twee onderling orthogonale cirkelbnndels.
De bundels («), (/3), (y) worden afgebeeld door drie op rechten
a,b,c gelegen involuties B^), (6\, C'J. Het beeld D, van
den cirkel tl,, die y, loodrecht snijdt, is de pool van het vlak
B^ C,. Wij hebben dus nu te beschouwen een involutie (D,, Z),)
in de puntenruirnte, die daardoor is gekenmerkt, dat de poolvlakken
A, en A, van Z), en Z), de gegeven rechten a, b, c in de paren
(.1,, HJ, (S,, Sj), (Cl, 6’J van drie gegeven involuties ontmoeten.
3. Het is nu gemakkelijk, de singuliere elementen der cirkel-
involutie terug te vinden. Vooreerst merken wij op, dat onbepaald
wordt, zoodra A, door a gaat; voor A, kan men nu elk vlak nemen
dat de punten B^ en 6’j bevat, dus voor D, elk punt der poollijn
a', van de rechte a^ = B^C^. Laat men A, om a wentelen, dan
doorloopt Z), de poolrechte a' van a, terwijl a, een quadrafische
regelschaar beschrijft. De rechte a', doorloopt eveneens een quadra-
tische regelschaar (a',)’, welke de poollijnen b' en c' van b en c
tot richtlijnen heeft. Aan elk punt van a' is blijkbaar een bepaalde
i-echte van (a',)’ toegewezen. Analoog behooren bij de singuliere
rechten h' , c' de regelscharen {b\)A ic\y.
In de tweede plaats wordt D, onbepaald zoodra Hj, B^ en C,
collineair zijn, dus op een transversaal a' van a, b, c liggen. Laat
men s de regelschaar doorloopen, die a, b, c tot richtlijnen heeft, dati
beschrijven A^, B^ en Cj drie projectieve reeksen, zoodat A, een
kubische ruimtekromme osculeert. Maar dan zal Z), tot meetkundige
plaats hebben een kubische ruimtekromme o^, die de rechten a' , b'
en c' tot bisecanten heeft. Aan elk punt *S= Z), der singuliere
kromme o* is blijkbaar een i-echte s' toegewezen, nl. de poollijn der
overeenkomstige rechte s. De rechten s' vormen een regelschaar
met richtlijnen a',h',c'.
4. Als Z), de rechte / beschrijft, wentelt A, om de poollijn l' ,
zoodat Hj, 5, en C, projectieve reeksen doorloopen. Ook A^, B^, C\
beschrijven dan projectieve reeksen; A, osculeert dus een kubische
kromme, en doorloopt een kubische kromme welke a\ b'
en c' tot bisecanten heeft. Bijgevolg zijn Z), en Z), aan elkaar toe-
gevoegd in een kuhiscke verwantschap.
Daar / twee punten met {s'Y gemeen heeft, rust B in twee punten
op u’. De stralenruimte wordt dus omgezet in het viervoudig on-
eindig stelsel der kubische ruimtekrommen, die elke der lijnen a' ,
b' , c' en o* tweemaal snijden.
272
Een vlak <2» wordt omgezet in een kubisch oppervlak «l»’, dat
door a' , h' , c' en gaat. De beelden van twee vlakken hebben
deze vier lijnen en het beeld van van hun snijlijn I gemeen.
5. Een raakvlak aan het grensoppervlak G is het beeld van de
cirkels, die door een gegeven punt gaan. Voor de involutie (dj, d,)
geldt dus (§ 4) de eigenschap : Een cirkelbunclel ivordt omgezet in
een stelsel van cirkels met index drie.
Dit stelsel bevat zes puntcirkels en drie rechten. De singuliere
cirkels vormen drie bundels (§ 1) en een stelsel met index drie (§ 3).
Aan eiken singulieren cirkel is een cirkelbundel toegewezen ; deze
bundels vormen vier stelsels.
Het beeld van een cirkelbundel bevat acht singuliere cirkels.
6. Blijkbaar stelt de afbeelding van het cirkelveld op de punten-
ruimte ons in staat, uit elke involutie in de laatste een involutie in het
cirkelveld af te leiden en omgekeerd.
Een bijzonder eenvoudige involutie wordt ais volgt verkregen. Op
eiken straal li, die OZ loodrecht snijdt, bepaalt de paraboloïde G
een involutie van paren toegevoegde punten {P,P'). In het cirkelveld
komt hiermee overeen de vei wantschap, waarin aan elkaar zijn
toegevoegd twee cirkels, die elkaar loodrecht snijden en in een vast
punt O dezelfde macht hebben.
Het aan gekoppelde punt P' is het snijpunt van den straal h
met het poolvlak n van P. Ligt P op OZ, dan kan men voor A elke
rechte nemen die OZ in P loodrecht snijdt. Daar jt nu loodrecht
op OZ is, zal aan P toegevoegd zijn elk punt van de oneindig verre
rechte van 2: = 0.
Een punt van G ligt in zijn poolvlak, is dus coïncidentie der ver-
wantschap. Komt P in den top O of in het oneindig verre punt
van OZ, dan wordt P' een willekeurig punt van 2 = 0 of van 2r = 00.
Als P een rechte / doorloopt, beschrijft h een regelschaar pL jt
een daarmee projectieven vlakkenbundel; de meetkundige plaats van
P' is dus een kubische kromme P. De poollijn 1' van / ontmoet p’
in twee punten P' ■, elk vlak door l' bevat, behalve die twee punten,
nog een buiten 1' gelegen punt P' . Dus is l' koorde van P. Ook I
is koorde, want haar snijpunten met G zijn coïncidenties.
7. Met de punten P van een vlak W komen de punten P' van
een kubisch oppervlak •/’’ overeen. Twee dergelijke oppervlakken
hebben vooreerst de kromme P gemeen, welke het beeld is van de
snijlijn der overeenkomstige vlakken. Om een goed inzicht te ver-
krijgen in de beteekenis van de figuur welke zij bovendien gemeen
hebben, merken wij op, dat de involutie {P,P') een bijzonder geval
is \an de volgende verwantschap.
273
Zij gegeven het quadratisch oppervlak *P° en het paar poollijnen
d,d' . Door een punt P wordt de transversaal t üveiv/,G?' getrokken ;
het poolviak n van P bepaalt op t het punt P' , dat aan P wordt
toegevoegd.
De snijpunten van d met *2»* noemen wij E^, E^, de snijpunten,
van d' met worden door E\, E\ aangewezen. De rechte E^ E\
ligt op , aan elk van haar punten P is blijkbaar elk van haar
punten toegevoegd. Met elk punt van d komt elk punt van c/' over-
een. Alle ribben van het viervlak E^ E^ E\ E\ zijn dus singulier,
zoodat aan hun doorgangen met een vlak deze zes rechten zijn
toegevoegd. Twee oppervlakken •F’ hebben dan behalve de kromme
deze zes singuliere rechten gemeen.
Vervangen wij nu weer door G, dan woi'dt d de as OZ,
d' de oneindig verre rechte van z = 0 en de overige vier singuliere
rechten worden gevonden in de imaginaire rechten volgens welke
G door z = 0 en z = oc worden gesneden.
8. Wanneer P een rechte I doorloopt, welke OZ ontmoet, dan
beschrijft h een bundel van evenwijdige stralen, die projectief is
met den waaier gevormd door de poollijn van P t. o. v. de para-
bool in het vlak door I en OZ. De punten P' liggen nu op een
orthogonale hyperbool, welke door de oneindig verre rechte van
z tot een 2* wordt aangevuld.
Door de verwantschap der orthogonale cirkels, welke in ^ 6
werd bedoeld, wordt een cirkelbundel weer omgezet in een stelsel
met index drie. De puntcirkels zijn coïncidenties. De beide cirkels
van een paar zijn slechts dan reëel, als zij in O negatieve macht
hebben. Ligt O buiten een cirkel, dan heeft de toegevoegde cirkel
een imaginairen straal.
Scheikunde. — De Heer Jaeger biedt eene mededeeling aan van
de Heeren H. J. Hacker en J. V. Dubsky over; „De herei-
diny van u-sulfopropionzuur” .
(Mede aangeboden door den Heer Van Romburgh).
Voor het «-snlfopropionzuur is tot dusverre de eenige practische
bereidingsmethode de door Franchimont ') gevondene, n.1. de werking
van zwavelzuur met propionzuuranhydride.
Behalve deze algemeene methode van Franchimont ter bereiding
van «-sulfoearbonzuren, is bij de eerste term der reeks, het sulfon-
azijnzuur, door Mei.sens *1 een analoge methode toegepast, n.1. de
werking van zwavelzunranhvdi ide met azijnzuur
De twee methoden vertoonen veel overeenkomst. In beide gevallen
vormt zich als tussehenproduct het gemengde anhydride, het acetyl-
zwavelznur, zooals Franchimont ’) reeds had aangenomen, en later
door Stillich werd bevestigd, en voor de reactie van Mei.sens is
bewezen door Van Peski *).
Ter vergelijking met de methode van Franchimont hebben wij de
methode van Mei.sens ook toegepast bij het propionzuur, door dit
zuur met zwaveltrioxyde te behandelen.
Hierbij bleek in beide gevallen de reactie, evenals bij het azijn-
zuur, indirect te zijn, waarbij als tussehenproduct het gemengde
anhydride, het propionylzwavelzuur moet worden aangenomen.
CH3.CH2.CO2H + SO3 = CH3.CH2.CO2SO3H = )
= CH3.CH(S03H).C02H.
(CH3.CH2.C0)20h-H2S04=
= CH3 . CH2 . CO2H + CH3 . CH2 . C02S03H^CH3 . CH(S03H) . CO2H.V
Voegt men de stoffen onder afkoeling bijeen, dan vormt zich een
kleurlooze, zeer dikke vloeistof, die eerst bij hoogere temperatuur
onder warmteontwikkeling en bruinkleuring het sulfopi'opionzuur
levert.
M Recueil trav. chim. 7, 27 (1888).
®) Ann. der Chemie 52, 276 (1844).
Versl. dezer Akad. 16, 373 (1881).
-'■) Ber. d. dtsch. chem. Ges. 38, 1241 (1905).
^) Versl. dezer Akad. 22, 996 (1914).
275
Den voortgang dezer omzetting konden wij titrimetriscli nagaan,
daar het propionylzwavelzuur, na hjdrolyse, drie aequi valenten base
neutraliseert en het sulfonzuur slechts twee aequi valenten.
Het sulfopropionzuur werd als barynmzout afgescheiden en gewogen.
Uit 1 molecuul propionzuur met zwaveltrioxyde kregen wij gemid-
deld een opbrengst van 0.35 molecuul sulfopropionzuur, en uit 1
mol. propionzuur-anhydride met zwavelzuur (monohydraat) 0.55 mol.
Vergeleken met de methode van Franchimont is de reactie met
zwaveltrioxyde experimenteel minder eenvoudig. De werking is
heftig; het reactieproduct is donkerdei- gekleurd, het hieruit verkre-
gen baryurazout eveneens, en de opbrengst is wisselend. Alleen ter
bereiding van grootere hoeveelheden kan de methode worden aan-
bevolen.
De reactie van Franchimont daarentegen is zeer gemakkelijk uit
te voeren en geeft een mooi wit barynmzout. Een nadeel is echter,
dat van het propionzuuranhydride slechts de helft in het sulfonzuur
kan worden omgezet, terwijl uit de andere helft propionzuur wordt
teruggevormd.
Wij hebben nu getiacht de voordeelen der twee methoden — de
betere opbrengst der eerste en de grootere zuiverheid van het product
der tweede methode — te combineeren, door de beide reacties te
vereenigen. Hiertoe kan men het reactieproduct van propionzuur-
anhydride met zwavelzuur, hetgeen een molecuul vrij propionzuur
bevat, met de aequimoieculaire hoeveelheid zwaveltrioxyde behan-
delen. Eenvoudiger is het echter het propionzuuranhydride direct
te laten reageeren met pyrozwavelzuur.
(CH, . C0),0 + H,S,0, 2 CH, . CHISO^H) . CO,H.
Als gemiddelde opbrengst werd op deze wijze verkregen uit 1
mol. propionzuuranhydride 0,75 mol. sulfonzuur.
Daar men het pyrozwavelzuur in gekristalliseerden toestand bij
het propionzuur kan voegen, is de methode gemakkelijker dan het
werken met zwaveltrioxyde. De reactie gaat kalmer en het product
is zuiverder.
Ook bij het azijnzuuranhydride hebben wij de methode toegepast.
Voor een dergelijk gemakkelijk toegankelijk uitgangsmateriaal is de
oorspronkelijke methode van Franchimont eenvoudiger.
Voor het sulfureeren van kostbare carbonzuuranhydriden kan de
hier beschreven metliode echter wegens de hoogeie opbrengst aan-
bevolen worden.
Groningen, 8 Sept. 1919.
Org. Cheni Lab. der Rijks- hniv.
Wiskunde. — De Heer Lorentz biedt eeiie mededeling aan van
de Heer H. B. A. Bock winkel: „Over een merkwaardige
fnnksionele relatie in de teorie van de koeffisientfunksies”.
(Mede'aangeboden door de Heer Kluyver).
]. Zij (p{t) een t'unksie, die in het komplekse /-vlak geen singuliere
punten heeft buiten de sirkel (1,1), d. i. de sirkel met middelpunt
/ = 1 en .straal 1. Zij verder f/(oD) = 0 en de orde g van y(/) op
de omtrek van genoemde sii'kel eindig of negatief oneindig. In de
reeksontwikkeling
X
0
is dan de karakteristiek .e = lim\log ' g,, \logii\ van de koeffisienten
n=x
g„ eveneens verschillend van + oo, want men lieeft, zoals bekend
is, k = g — i . Is <7 0, dan bestaat de integraal rondom de sirkel (1,1)
^ ^ . i V 0) . (2)
2 Jtij
(1,1)
voor /f(a;) O 0, omdat de reeks (1) dan op de omtrek van die sirkel
konvergeert; de waarde van t-^ wordt zó gedefinieerd gedacht,
dat men het argument van t laat lopen van — /r/2-j-d tot +^1/2 — ö.
De funksie to(.r) wordt door Pinchehle') koeffisientfunksie van (f{t)
genoemd, op grond van de relatie g„ = to(?i-{~l). Omgekeerd heet
(p{f) de voortbrengende funksie van a)(a;). Pincherle beschouwt de
betrekking tusschen beide funksies vooral uit een oogpunt van
funksionaalrekening. Schrijft men
oy{x) = I0pit)] ........ (3)
dan is / een additieve funksionele opei'atie, die een reeks van een-
\oudige relaties bevredigt, welke o. a. kunnen dienen, om de koef-
fisientfunksie te definiëren ook in gevallen dat de integraal (2) niet
bestaat. Zo vindt men bv. gemakkelik
I [« (p (/)] = to (a; + 1), en 1 (p' {t) = — (.V —1) w (x — 1). . . (4)
en dooi' kombinatie van deze twee l[(p'{t)\ = — (,r — !)/[/—''/(/)],
welke laatste relatie door herhaling overgaat in
1) Sur les Fonctions Détermmanies^ Ann. de 1’Ec. Norm. (22) 1905, (Ch. IV).
277
r(^)
I\t r(p (<)]
r (x — r)
Het is geiiiakkelik in tè zien dat de laatste gelijkheid ook voor
negatieve gehele waarden van geldt. Het merkwaardige is echter dat
dit ook nog het geval is voor negatieve en onmeetbare waarden.
Hiervan heb ik gebruik gemaakt bij het onderzoek van een funksie
-1
die door een binomiaal reeks üc,;
wordt voorgesteld welke
reeks de meest tipiese is, waarin een koeffisientfunksie ontwikkeld
kan worden. Het doel van deze noot is, om van de hier uitgesproken
bewering het bewijs te leveren.
2. We stellen r— — a eti vervangen, om voortdurend met
funksies te doen te hebben die regulier zijn voor /=go. (p{t) door
[t — 1)“. Als definitie van de afgeleide van negatieve orde — «
nemen we, in aansluiting met die van Rikmann ’), de volgende aan :
( — 1)“ D-='
y (^)
I r(a -<)«-! (f) (m)
r{a)J
du
(5)
t
Daarbij denken we als integratieweg de halfrechte die in het
verlengde ligt van de lijn gaande van u = l naar u = t; en aan
u — t en u — I kennen we hetzelfde argument toe, gelegen tussen
— jr -|- f) en + — ö. Dan is deze funksie, evenals {t) zelf,
regulier buiten de sirkel (1,1) en nul voor if = co ; en door de sub-
stitutie u — 1 = — 1):6‘ vindt men na een kleine herleiding de
reeksontwikkeling
(_ 1). D-. jAI = V., C..+1K ^
. (6)
o
die dus in een zeer eenvoudig verband staat met de ontwikkeling
voor tp {t) zelf.
De orde van deze afgeleide is, zoals uit deze reeks oïimiddellik
blijkt, a minder dan die van (p {t) en dus negatief, als deze laatste
het is. In deze onderstelling kan men er de operatie / in de vorm
(2) op loepassen, zodat alvast van het eerste lid van de te bewijzen
gelijkheid
I
{-\YD
(«-!)«
j r
(7)
’) Deze Verslagen, Dl XXVII, 1919. Nieuw Archief v. Wisk. XllI, 2e stuk (1920).
-) Zie Borel, Lecons sur les series d termes positifs, p. 74. De konstante a
is hier gelijk aan oo genomen, in verband met de regulariteit van ^ voor ^ — oo .
278
het bestaan is aangetoond. Overgaande tot het tweede lid, schrijven we
I
.ï: + «) r(a)J
r{
o
waarin het argument van .s’ en van 1 — s nul te denken is, en
iit-iy
(1,0
zodat het genoemde lid gelijk is aan
{t-iy
=-r
2jtiJ
dt ,
1 p ^
J (t-iy U
2'iir{a)J (t — 1)"
0,0
gx—\ - — s)“~^ ds
dt
Stelt men in de tweede integraal s — u : t, dan gaat deze uit-
drukking over in
dt.
[ r I „J-l (i _ M)a-1 du
2mr{a)J (t— 1)“LJ
(1,1) o
Daar het argument van s nul was, is dat van u gelijk aan dat
van t\ de integratieveranderlike u gaat dus in het w-vlak langs de
rechte van = 0 naar u = t. Men kan hem echter ook in pozitieve
zin van het hegin^\m\ u — —i') van de sirkel (1,1) langs de omtrek
van die sirkel naar het punt u = t laten gaan. In deze onderstelling
vatten we het tweetal van achtereenvolgende integraties als dubbele
integraal op. Een bepaalde waarde van u komt dan in het
ensemble {u, t) te pas bij al die waarden van t die men in het
i-vlak vindt op de sirkel (1,1), tussen t~n^ en het gmc^punt
i = -j- lO' van die sirkel. De dubbele integraal kan dus ook ver-
vangen worden door het tweetal van achtereenvolgende integraties
- o„. r„,-. r *
2ml\a)J LJ
(1,1)
du ,
waarin de integratie naar t in pozitieve zin gaat langs de sirkel (1,1)
van t—u naar t=-\-i6'^). Wegens de eigenschappen van it)
kan men deze integratie vervangen door een van u naar x en van
X naar 0. De laatste geeft een bedrag dat onafhankelik is van u
0 De hier gevolgde redenering is absoluut streng, d. w. z. berust op bekende
waarheden, als de te pas komende funksies in het hele integratiegebied eindig zijn.
Voor R(x)>l en i?(a:) > 1 is dat het geval; maar daar beide eindvormen analitiese
funksies zowel van x als van « zijn voor i2(a:)>0 en >0, geldt hun gelijkheid
ook in deze laatste onderstellingen.
279
en dit levert dus voor de e«V?(7integratie naar u niets op. Verwisselt men
nog de letters t en u, dan kan dus voor de voorgaande uitdrukking
geschreven worden
<a:-l
_r(a)J (u-iy
dt ,
en dit is, als men let op (2) en (5), juist gelijk aan het eerste lid
van (7). Het doel, deze gelijkheid aan te tonen, is hiermee bereikt,
tenminste voor het geval dat ^ 0.
Is ^>0 en vooreerst 0<g<^\, dan detinieert Pincheri,e de
koeftisientfunksie van <p (t) door een hulpfunksie in te voeren :
(t)
X)-i ^
t — 1 “ ^(n + 1) (<— l)«+i
0
(8)
Voor deze is nl. de orde éen eenheid lager dan g, en dus negatief,
zodat (x) = I t-fj (^) door (2) gedefinieerd wordt. Men heeft nu
volgens (4)
= — I(É—l) (p\(t) = xltp, (t) — .vl<p^ (t), . . (9)
als de operatie (9 gedefinieerd wordt door ö /(«)= ƒ (:c -1- 1). Stellen
1
we het rezultaat van de operatie («) = ( — 1)“ D-'^ ^ op
(t — 1)“
zoals die wordt toegepast in het linkerlid van (5), voor door (/)«(^) en
1
het rezultaat van de operatie (1) = — D-^ op <(\{t) door
dan is dus volgens de voorgaande vergelijking
1<P^ — xLpxu. — 0—^ (10)
Nu is de operatie («) kommutatief, zoals het gemakkelikst blijkt
uit de reeksontwikkeling (6). Men heeft dus (pia=rpai, indien deze
laatste uitdrukking het rezultaat beduidt, dat men krijgt, als eerst de
operatie (1) en dan («) wordt toegepast. Maar cp^ {t) is een funksie
waarvoor we de gelijkheid f7) al bewezen hebben ; neemt men dit
in aanmerking, dan volgt uit (10), met gebruikmaking van de formule
r{y -\-\)=zy r(y),
Ifpa
r{x)
r{x-Va)
xl
0-1)“
(.r j- « — 1 ) / -
o
-i)“ J
Opnieuw gebruik makende van (9) kunnen we herleiden
X 1 —
(t-iy
Verder, lettende op (8)
~hp.
(,,_l)i tl=-I
{t-iy
0-1)“
(11)
(12)
280
{t~\)D
{t-ir
ö=ïy« 0-1)“
(13)
Met behulp van (12) en (13) gaat (11) tenslotte over in de te
bewijzen gelijkheid (7).
De hier gevolgde redenering kan tevens dienen, om de formule
aan te tonen voor k<g<k-\-'i, als hij voor g <k al bewezen is;
daarmee is de algemene geldigheid verklaard.
Natuurkunde. — De Heer Lorentz biedt eene mededeeling aan van
de Heeren L. S. Ornstein en F. Zbrnikb, over: ,,Energie-
wisselingen der zwarte straling en licht-atomen” .
(Mede aangeboden door den Heer Ehrenpest).
In 1905 en in 1909 heeft Einstein ') verschillende argumenten
aangevoerd voor de opvatting, dat in een stralingsruimte de energie
niet continu over de ruimte verdeeld is, maar in afgepaste hoeveel-
heden in punten geconcentreerd, ,,!ichtatornen”. Herhaaldelijk is
op gewichtige bezwaren tegen deze theorie der lichtatomen gewezen
en zij heeft blijkbaar tegenwoordig weinig aanhangers meer. Daar
tegenover staat, dat de beschouwingen van Einstein slechts gedeeltelijk
weerlegd zijn. Geheel onweersproken is — zoover ons bekend is —
zijn voornaamste argument ontleend aan de energie-wisselingen ge-
bleven. In hetgeen volgt geven we stap voor stap een weerlegging
van dit argument. Om onze conclusies in het kort te kunnen aan-
geven, is het noodig de veronderstelling waarvan Einstein uitgaat,
nauwkeurig te formuieeren en zijn resultaat te vermelden.
1. Einstein beschouwt twee samenhangende ruimten van volumina
y en F begrensd door volkomen spiegelende wanden ’), waarin straling
met trillingsgetallen tusschen y en y -|- besloten is, en maakt
gebruik van de volgende uitspraken, waarvan hij sommige niet
uitdrukkelijk neerschrijft:
I. Energie en entropie zijn beide voor eik volume afzonderlijk
aan te geven, b en ri voor v, E en II voor V.
II. De gemiddelde energie en entropie zijn gelijkmatig over de
ruimten verdeeld, dat is: s : E = ti : H = v : V.
ni. De entropie van het geheel is gelijk aan de som van die der
deelen S = ti H.
IV. Het principe van Boltzmann S = k Ig W kan op de straling
toegepast worden om de waarschijnlijkheid W te vinden voor van
het gemiddelde afwijkende toestanden, wanneer men voor S de
thermodynamisch bepaalde entropie neemt.
1) Ann. d. Physik (4) 17, 132 (1905), Physik. Z. 10, 185, 817 (1909).
*) Einstein spreekt van diffuus volkomen reflecteerende wanden. Om de bere-
kening raogelijk te maken, zullen we volkomen, vlakke spiegelende wanden nemen,
wat principieel echter geen verschil maakt.
Met behulp van deze veronderstellingen en van de stralingswet van
Planck vindt Einstein voor de middelbare afwijking van de energie,
in het geval dat E" v is.
V.
(6 — e)* = hvs f
c’
8jtv*dv
f’
V
en interpreteert deze formule als volgt ;
VI. De tweede term geeft de energie-wisselingen door interferentie
aan, zooals men die uit de theorie van Maxwell uitsluitend zou
verwachten.
VII. De overblijvende eerste teiun h v s, die men uit klassieke
beschouwingen niet zou vinden, is toe te schrijven aan het bestaan
van lichtatomen van de grootte Ar, die zich volgens het toeval over
beide ruimten verdeelen.
Wij zullen in het eerste deel tot de volgende conclusies komen :
a. Ook volgens de methoden der quantentheorie vindt men voor
Einstein’s geval — ruimten zonder materie — alleen de tweede
term van V.
b. III is in ’t algemeen onjuist.
c. Het geval kan wel zóó gesteld worden, dat III met groote
benadering geldt, maar dan vervalt II.
d. IV kan niet toegepast worden, daar S voortdurend constant
blijft, ondanks interferentie-wisselingen.
Daarmee vervallen dan tevens E[nstein’s uitspraken V en VII.
In verband met deze resultaten komt men tot de vraag, of IV
algemeen onjuist is. In het tweede deel behandelen we daarom het
geval dat een ruimte met straling in wisselwerking met materie
staat, dan zijn II en III juist. Dat ook IV geldt, toonen wij aan
door onafhankelijk van de entropie, zuiver statistisch, de energie-
wisselingen af te leiden, waarbij we op het voorbeeld van Einstein’s
afleiding der stralingswet') van de frequentie-bepaling volgens Bohr
gebuik maken. Zoo vinden we:
e. V geldt voor straling in evenwicht met materie, en dus ook IV.
ƒ. VI vervalt dan, en eveneens VII.
A. Straling zonder materie.
2. Uit Einstein’s onderstellingen I— IV volgt door een eenvoudige
berekening, geheel zooals bij Einstein l.c., voor een willekeurige
verhouding v : V
i) Verh. d. D. Pbysik. Ges. XVIII p. 318 (1916).
283
(«— s)’ = = kT' —
n v + V dT
de, \v Vj
waarin e, en i], de energie en entropie per vol. eenheid voorstellen.
Deze formule kan men op alleidei stelsels toepassen, bijv. op een
gas in twee communiceerende ruimten v en V. In ’t bijzonder voor
straling van trillingsgetal tusschen v en v dv stelt mene, =Mv(/r
waarmee
{e—ey hT^
du-, vdv
dT
' + F
(l)
wordt. Maakt men verder gebruik van de stralingswet van Planck
87thv^/c’
Av
ekT — 1
(2)
dan komt er
Av
— e^T hvu-jvdv
= (3)
gfcT _ 1 14 -^
' V
Voor = 00 vindt men hieruit formule V, wanneer men de
eerste breuk in twee termen splitst en weer iivvdv = e schrijft.
Voor de volgende berekening nemen we eenvoudiger V = v. Dan
wordt het kwadraat van de wisselingen dus half zoo groot.
De methode die men tegenwoordig in de quantentheorie steeds
toepast, indien mogelijk, bestaat hierin dat de hoofdtrillingswijzen
van het beschouwde stelsel bepaald worden. Aan elk daarvan wordt
dan verder een met de frequentie op beketide wijze samenhangende
energie toegeschreven. Wij zullen ons in het volgende eveneens van
hoofdtrillingen bedienen, die wij evenals in de quantentheorie uit
de klassieke theorie zullen afleiden.
Voor een parallelei)ipedum in een rechthoekig assenstelsel be-
sloten binnen de volkomen geleidende vlakken a. = O, y = O, z = O,
x — a, y = h, z =: c zullen we deze methode toepassen. De bekende
uitkomst van de hoofdtrillingen luidt:
voor elk stel geheele positieve getallen k, /, in zijn er twee tril-
lingen. De componenten van de electrische kracht d en van de
magnetische kracht h worden bijv. voor de eerste trilling voor-
gesteld door
19
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVlll. A''. 1919/20.
284
X _ 1/ , z
dx = Aa cos k:r — siu Itt — mi mjr - cos {‘Izrvt — c/o)
a b c
.V V z
dy = slv kzT — cos Itt siv mjr - cos {2m't — ff) enz.
ah c
X V
hx=An*sinki: — cos Izr — cos mcr - sin {27rvf — f/) enz.
ah c
waarin de riclitingscosiiuissen ^ y) en {a* y*) behooren bij twee
riclitingen die onderling en op de ricliling (k hn) loodrecht zijn,
A de amplitude en <f de phase aangeeft, terwijl het trillingsgetal is
IS ’
o’ c
'■ll/ï
De tweede trilling vindt men hieruit door als riehtiugseosinussen
(«* /i* y*) en ( — a — fi — y) te nemen, en in ’t algemeen een andere
amplitude en phase. Het aantal hoofdt.rillingen (ussehen r en r -)- cfr is
Ssrv’' dv
n — n b c (4)
c’ '
Deze bekende uitkomsten gebruiken we om de energie in de eene
helft van onze ruimte, waarvooi' ,r tusschen 0 en ^ x ligt, te be-
rekenen. Het spreekt vanzelf, dat daarbij geeuerlei scheidingswand
aangebracht mag worden, aangezien de gegeven foraiules slechts
voor de onverdeelde ruimte gelden. Men vindt de bedoelde energie
uit de algemeene formule
6
a
I h^)dA=j 'J \ [(V dxY + {2 dyY + 4)’ 4-
0 o o
+ {2 hrY + (-S’A,/)’ + //^)’] dx dy dz
waarbij de sommaties over alle trillingen genomen moeten worden.
Hieibij treedt verder niet de vereenvoudiging op die men bij ’t uit-
strekken van de integraal over de geheele ruimte abc vindt, dat
de producten van ongelijke factoren, die bij het ontwikkelen der
kwadi’aten ontstaan, bij het integreeren wegvallen. Daaruit volgt dat
hier voor trillingen in de speelruimte dv eigenlijk niet de onder-
stelling 1 geldt, d.w.z. dat men die trillingen voor het berekenen
van de enei’gie van één lielft niet afgezonderd kan beschouwen.
LTit onze verdeie berekening blijkt evenwel dat dit toch bij benade-
ring mogelijk is indien slechts een groot aantal trillingen in de be-
schouwde speelruimte valt.
Bij gebrek aan kennis van de wijze waarop de trilli)igen tot stand
gekomen zijn, zulten we verder de arnplituden voor alle beschouwde
285
trillingen — - we spreken slechts van die in de speelruirnte dv — -
gelijk nemen en hun phasen volgens het toéval verdeeld.
Denken we nu ontwikkeld, en in de eerste plaats de
optredende kwadraten geïntegreerd. Deze leverep eenvoudig de helft
van de totale energie, m.a. w. de gemiddelde energie in het halve
v(f!nme e. De afwijking daarvan vinden we dan juist uil de dubbele
producten. Eik paar drietallen kli», h'l'm' levert vier dubbele pro-
ducten. Deze zullen bij het integreeren over e wegvallen, tenzij
m = m' is. Evenzoo moet 1=1' zijn. De integratie levert dan
abc
8jr
A^aa’
sin {k — (^ + ^0 ~
+ -
k~k'
k + k'
cos {‘iTTVt
(p) COS {2,nv't — (p)
hetgeen alleen \'an nul verschilt als k — k' oneven is. De belangrijkste
bijdrage tot de gezochte energiewisseling woi’dt blijkbaar geleverd
door de paren waarvoor k — k' klein is, gelijk aan i, 3, 5 enz. De
tweede term tusschen [] komt dan tegenover den eersten niet in aan-
merking. Met dezelfde benadering zullen we, voor een van de vier
dubbele producten, <( = a' kunnen nemen. In de drie andere komen
dan aa*, a*a en «** voor. Voegt men verder voor de vier beschouwde
paren trillingen de termen uit de andere componenten en die uit
bij dezen eersten term, dan komt er
sin (k — k ) —
^ ^ (v~v') t — i
(5)
voor het eerste paar en dezelfde vorm maar met andere waarde
van de phase (f — (f' voor het vierde paar, terwijl de twee andere
paren nul geven.
Men vindt dus de afwijking e — g door uitdrukking (5) te
sommeeren over alle paren trillingen. Wat echter berekend moet
worden is de gemiddelde waarde van het kwadraat van die som.
De dubbele producten die in dat kwadraat optreden zullen gemiddeld
nul zijn door de ongelijke frequentie of phase van beide factoren,
zoodat alleen de som der kwadraten overblijft, waarin het kwadraat
van den cosinus 4 oplevert. Dus
— ^ / a b
(e— f)= =1
8. TT
Jt
sird K —
Oe 2
„ ^
1
X
daar er n trillingen zijn die we elk als eerste van een aantal paren
kunnen nemen. De laatste factor is
19*
•286
1 1
1 + ^ + -^ + • • • •
8
eii de amplitude A hangt met de totale energie 2f samen:
waarmee men vindt
^ n 16jr r’ dv v
(6)
waarin v = ^ abc het beschouwde volume is ').
Inderdaad vinden we dus den tweeden term van Einstein’s formule,
indien die nog gedeeld wordt door 1 in dit geval door 2 (zie V
en (3). Dit is wat wij boven conclusie a genoemd hebben ’).
3. Einstkin heeft geen rekening gehouden met de mogelijkheid dat
de tegenspraak tusschen zijn formule V en de theoretisch-optische
berekening van de interferentie-wisseüngen aan een onjuistheid in
zijn, in deii grond zoo eenvoudige, afleiding zou zijn toe te schrijven.
Hij stelt dan ook ,,die tatsachlische statistischen Eigenschaften der
strahlung” tegenover het resultaat van ,, klassieke” berekeningen •).
We meenen de fout in ’t volgende te moeten zoeken.
Laüe “) heeft uitvoerig het gedrag van de entropie bestudeerd voor
onderling interfereerende stralenbundels. Wil men de tweede hoofd-
wet voor die gevallen handhaven, dan is het noodig, zoo toont hij
aan, de stelling te laten vallen dat de totale entropie gelijk is aan
de som van de entropieën der deelen. Nu is het duidelijk dat in
het boven beschouwde paralellepipedum de toestanden in beide
helften nauw met elkander samenhangen. Men kan, in plaats van
met trillingswijzen, hier ook wel met lichtbundels werken. Dezelfde
bundels doorloopen dan steeds beide helften, m. a. w. er is volkomen
cohaerentie tusschen beide. In dat geval moet men volgens Laue de
totale entropie zóó berekenen, dat men de beide energieën optelt
en de entropie bepaalt die aan de waarde van de totale energie
h Men kan zonder meer een willekeurig deel van het parallelepipedum beschou-
wen, krijgt dan een trigonometrische reeks te sommeeren en vindt daarmee dezelfde
afhankelijkheid van de verhouding van beide deelen als in (3).
De analoge berekening met behulp van stralenbundels is reeds door Lorentz
gegeven (Théories statistiques Note IX). Ook in verband met hetgeen volgt leek
het ons noodig te doen zien dat de beschouwing der trillingswijzen tot hetzelfde
resultaat voert.
*) Physik. Z. 10, 189.
Ann. d. Physik. (4) 20. 365, (1906) en 23, 1, 795 (1907).
287
beantwoordt. Daar in onze besloten ruiinle de totale energie con-
stant blijft, vindt men daaruit ook een onver anderlijke totale entropie.
Met behulp van de hoofdtrillingen komen we tot hetzelfde resul-
taat zonder gebruik te maken van de beschouwingen van Laüe.
Voor elke trillingswijze afzonderlijk kan men, uit de eriergie als
functie van de temperatuur, de entropie berekenen. Aangezien de
verschillende trillingen geheel onafhankelijk van elkaar zijn, vindt
men de totale entropie door sommeeren. In ons geval blijft elke
trilling ongestoord voortbestaan, zijn entropie is dus constant en
evenzeer de totale entropie.
Hiermee zijn de uitspraken h en d gevonden.
Men kan de vraag stellen of de cohaerentie en daarmee de niet-
addiviteit der entropie vermeden kan worden door het te beschouwen
deel der ruimte slechts door een nauwe opening met de i’est in
verbinding te stellen. We zullen bijv. van de ruimte abc niet
langer in gedachte de twee helften beschouwen, maar een volkomen
spiegelend tusschenschot, waarvoor x = \ is, aanbrengen, waarin
een zeer kleine opening gemaakt is. Aan beide zijden van het schot
zijn dan ruimten met volkomen gelijke trillingsgetallen gelegen,
die slechts door de opening met elkaar samen hangen. Het is bekend
dat in dit geval de koppeling, hoe zwak ook, toch een groot effect
heeft; de enei'gie van elke trillingswijze daalt telkens tot nul aan één
zijde en heeft dan de grootste waarde aan de andei'e zijde.
Door verzwakken van de koppeling verlengt men alleen de periode
waarin deze wisseling plaats vindt. Laat één trilling in de eene helft
gemiddeld een energie S hebben, dan wisselt de energie dus tusschen
0 en 2 S en het gemiddelde kwadraat van de afwijking is ^ 5’.
Voor
alle tril lings wijzen.
n
2
in aantal, vinden we dus
(e— 6)* -
dus een even groote waarde als volgens (6) zondei' het tusschenschot.
Blijkbaar hebben we hier met eeji singulier geval te doen, want de
geringste- verplaatsing van het doorboorde tusschenschot zal de vol-
komen gelijkheid van de frequenties in beide helften verstoren, en
daarmee het geheele verschijnsel totaal veranderen. Een bekende
uitkomst — voor twee gekoppelde stelsels met elk één vrijheids-
graad — leert immers dat het overgaan van de energie van het eene
op het andere stelsel in mindere mate optreedt wanneer geen vol-
komen resonantie bestaat, en wel des te minder naar mate de
koppeling zwakker is. Ook in ons geval waar elk stelsel oneindig
288
\eel tri] lings wijzen heeft, moet iets dergelijks optreden. Dat wil dus
zeggen, dat men dan, door de opening klein genoeg te kiezen, de
energiewisselingen zoo klein kan maken als men verkiest. Daarmee
nadei't blijkbaar tevens de cohaerentie van beide helften tot nul, en
herkrijgen dus hun entropieën de additieve eigenschap.
Er moet dus een andere reden zijn waarom in bet nu geconstru-
eerde geval — onnauwkeurige verdeeling in helften door een wand
met zeer kleine opening — de afleiding van Einstein niet opgaat,
en er in ’t geheel geen wisselingen optreden. Men denke zich hier
een begintoestand waarbij de eene helft met straling gevuld is, de
andere geheel zonder straling. Volgens onze beschouwingen za! de
energie der tweede helft dati van nul gaan verscliillen, maar slechts
m zeer geringe mate. ') Dat beteekent dus dat Einstein’s onderstelling
11, gemiddeld gelijkmatige verdeeling van de energie over beide
deelen, niet meer doorgaat (conclusie c). Er treden weinig of geen
energie- wisselingen op, eenvoudig omdat de mogelijkheid van ener gie-
overgnng tusschen de deelen onvoldoende aanwezig is. Die mogelijk-
heid is blijkbaar onverbrekelijk verbonden aan de cohaerentie.
B. Straling met materie.
4. In het volgende beschouwen we een afgesloten stralingsruimte
die aan materie grenst en vragen naar de energie-wisselingen van
de straling in de speelruimte dv. daarbij de doorstraalde ruimte steeds
in haar geheel nemende.
Blijkbaar vervallen daarvoor de boven ontwikkelde bezwaren tegen
afleiding van Einstein’s formule, zoodat men op goede gronden
wisselitigen verwachten kan van de grootte gegeven door V of (3).
In de laatste formule kan daarbij V = oo genomen worden indien
slechts de wannte-capaciteit van het lichaam groot genoeg is.
Twee jaai' geleden heeft Einstetn een nieuwe methode aangegeven
om de stralingswet af te leiden. We zullen van de volgende daar
gebruikte onderstellingen uitgaan :
1°. De inwendige energie der atomen neemt slechts een aantal
discrete waarden aan. en fj zijn b. v. twee daarvan,
2". De verhouding van het aantal atomen in den toestand 1 tot
dat in den toestand 2 is, tengevolge van de warratebeweging der
b Deze uitkomst schijnt op het eerste gezicht verwonderlijk. Men bedenke echter,
dat de koppeling des te zwakker moet zijn naarmate de frequenties minder ver-
schillen. Als men de ruimten grooter neemt zal daarom de opening kleiner moeten
zijn. Ons resultaat geldt dus niet wanneer één van de ruimten onbegrensd is.
289
materie van de temperatuur T waarmee de resonatoren in evenwicht
zijn, evenredig met e~ : e , onafhankelijk van de straling.
3'. De overgang 2 — ► i kan spontaan plaats hebben ondei' emissie
van straling waarvan frequentie bepaald wordt door de betrekking
van Bohr hv = f , — f j .
4“. Straling van die freqnetitie kan onder absorptie den overgang
J — » 2 bewerken, maar ook, onder emissie, de tegenovergestelde.
EiNSTKiN voert verder de kansen in dat in een kleinen tijd t elk
van de genoemde overgangen plaats heeft. Bij de onder 4° genoemde
processen neemt hij die kansen evenredig met de gemiddelde stralings-
dichtheid. Wij zullen ze evenredig met de werkelijk heerschende
dichtheid aannemeu. De formules worden doorzichtiger, wanneei’ in
plaats van die dichtheid het aantal porties hv ingevoerd wordt, dat
blijkbaar een geheel getal moet zijn.
Voor een lichaam en holte van bepaalden aard, vorm, enz. voeren
we nn de volgende grootheden in :
n aantal elementaire hoeveelheden in de stralingsrnimie
ar kans op spontane emissie in den tijd t
pnr kans op emissie door stralingswerking in den tijd r
c[nT kans op absorptie in deti tijd t
waarbij r zoo klein gekozen wordt dat elk dezer processen in dien
tijd nooit meer dan éénmaal voorkomt. Uit de onderstellingen 1 " — 4"
volgt voor die grootheden: a en p zijn evenredig met het aantal
atomen in toestand 2, q met dat in toestand 1 en dus
H — h hv
-= C, -—C, = C,
P P
waarin C\ en 6', nog van v kunnen afhangen. Beschouw nu onder
alle toestanden die ons stelsel achtereenvolgens doorloopt een groot
aantal iV met bepaalde n, en volg die gedurende een tijdje r. Bij
eenige zal w met 1 toenemen, bij eenige met 1 afnemen, bij alle
overige onveranderd blijven. Het eerste aantal bedraagt [a -f- pn)
T N, het tweede qn xN . Gemiddeld ovei- N toestanden is de toe-
name van n dns
(a + P” — ?”)
Het gemiddelde van deze toename over alle doorloopen toestanden
zal voor grooten tijd nul moeten zijn. Dit algemeene tijdgemiddelde
door een streep aangevende heeft men dus
(a j- pn — qn) t = 0 a pn — qn — 0
of
290
C, - 1
Uit de verschiiivingswet en het gedrag bij groote T volgt dan
verder Cj evenredig rV/r en (7, = ! en daarmee de stralingswet
van Planck.
Voor verdere bespieking verwijzen wij naar het geciteerde artikel
van Einstein.
Bij emissie neemt n' toe met 2n -f- J, bij absorptie af met 2w — 1.
Voor toestanden van bepaalde n is de gemiddelde toename van n’ dus
(2n T 1) (a 1 pn)r — (2n — \) qm
en het algemeene tijdgemiddelde van deze uitdrukking moet weer
nul zijn, uitgewerkt :
2n a -f a -f- '^pn'^ H pn — 2qn^ qn — Q.
Substitueer hierin a — {q — p) n dan komt er
2 (q—p) — n"^) 2q n = 0
of
n’ rj’ = (n — (8)
q~p
Bedenkt men dat de gemiddelde stralingsenergie e =r Vdv — hvn
is, dan vindt men door (8) met A’r’ te vermenigvuldigen en
kv
<i/p z= e — in te voeren
KX
h
(f — f)’ = hv Jiv V dv
' ' h
eVr _ 1
wat inderdaad overeenstemt met (3) voor oo ').
5. Wanneer k gfoot is, kan men in (8) p verwaarloozen
en vindt dus de bekende eenvoudige toevalsformule terug. ’) De
M Wij hebben hier alleen het gemiddelde kwadraat afgeleid omdat dat voor
onze beschouwingen voldoende is. Het gelukt echter evenzeer uit de ingevoerde
kansen de waarschijnlijkheid voor verschillende waarden van n — n af te leiden.
Wij zullen de uitvoerige berekening uit een integraalvergelijking die benaderd door
een differentiaalvergelijking kan woi'den opgelost, hier niet weergeven, maar vol-
staan met de opmerking dat voor groote n het resultaat een Gaussische wet is,
die met (8) overeenstemt en die tevens de geldigheid van het principe van Boltz-
MANN (IV) nader bevestigt.
") Formule (8) kan ook op het volgende bekende geval worden toegepast.
Beschouw een ideaal gas in een ruimte v, die met een andere ruimte 1^ in ver-
binding staat. Laat n het aantal moleculen in v, N het totale aantal moleculen
voorstellen. De kans dat in een tijd r een molecuul uit v naar V gaat, is even-
stralingswet heeft dan den vorm van Wlen en dit verklaart dan de
eerste uitkomsten van Einstein in 1905, toen hij van de wet van
WiEN uitging.
Kan men in (8) p niet verwaarloozen, dan worden de wisselingen
dientengevolge grooter, zonder dat er sprake is van een onaflianke-
lijke tweede oorzaak, die er een teian bij oplevert. Inderdaad mist
Einstein’s interpretatie in dil geval, waar we zijn formule bevestigd
vinden, allen grond, omdat de enei'gie van de stralingsruirnte
niet door interferentie kan veranderen.
Uil onze afleiding van de formule van Einstein ziet men dat het
verschijnsel der energie-wisselingen niet zijn oorzaak vindt in de
discrete structuur der energie of in een discontinue uitbreiding , maar
in het feit dat de energie slechts in afgepaste hoeveelheden aan de
straling toe- en af gevoerd kan worden.
Men kan ten slotte de energie-wisselingen in een gedeelte van de
hier beschouwde straiingsruimte in het oog vatten. Laat dat deel
een volume v, het overige deel U hebben. De wisselingen tenge-
volge van de onregelmatige emissie en absorptie verdeelen zich
gelijkmatig over de geheele ruimte, zoodat men ^ - voor het
deel zal vinden door de overeenkomstige waarde voor het geheele
V
volume V -|- V te vermenigvuldigen met dus
V \ V
kv
(s — p)" V T c*Uu V
/ip — =: hv 1
s — V -\-V x) \- V v-\-V
ekT_ 1
waar de door Einstein toegepaste s|)litsing gebruikt is. Hierbij
zullen we de bijdragen van de interferentie- wisselingen optellen.
Voor deze geldt volgens i6)
redig met de dichtheid n v, de kans op de omgekeerde verandering evenredig met
. . N~n , ,
de dichtheid — r-— in het andere deel. Mathematisch heeft men hier dus het boven
behandelde geval als men stelt q =
C
V
p
c
V
a =
CN
~V
waarmee (7) en (8) geven.
— A 1 V
V \ 1 V Y v'
V V
{n — ny
n
n
dus de bekende uitkomst, die men gewoonlijk vindt door de N molekulen volgens
bet toeval in de ruimte V -+ v te plaatsen Tegenover die statische methode kan
men onze afleiding dynamisch noemen.
dus totaal
(e— e)
= hv
V
(9)
f
Sjt
Laat V constant blijven, maar geef V allerlei waarden. De energie
wisselingen in v woi'den dan volgens (9) kleiner, wanneer V grooter
is en zijn ’t grootst voor F’^: 0. Merkwaardig is, dat de tweede
term onafhankelijk van T^is. Wanneer men van te voren den eisch
stelde, dat de wisselingen in v onafhankelijk van V moeten zijn —
wat voor de hand schijnt te liggen — dan zon dit het verdwijnen
van den eersten term eischen. Einstein heeft er reeds op gewezen,
dat daaraan slechts voldaan wordt dooi' de stralingswet van Rayletgh-
Jeans.
Samen vattend meenen we aangetoond te hebben dat de formule
van Einstein voor de energie- wisselingen der straling alleen juist is
in een ander geval dan het door hem beschouwde, dat zijn inter-
pretatie van die formule daardoor vervalt en de energie-wisselingen
«iaarom geen argument voor het bestaan van lichtatomen opleveren.
Wiskunde. — - De Heer W. Kapteyn biedt een inededeeling aan
van den Heer N. G. W. H. Beeüer over: „Bepaliny van
het aantal klassen der idealen van alle deellickamen van het
cirkellichaam der m-de-mackts-wortels xdt de eenheid, tvaarbij
het getal m door meer dan één priemgetal deelbaar is”.
(Mede aangeboden door den Heer Jan de Vhies).
In twee vorige stukken ') lieb ik de uitdrukking afgeleid voor ’t
aantal klassen der idealen van alle deellicliainen van ’t cirkellichaain
der /^'-de-maclits- wortels uit de eenheid. / was daarbij een priemgetal.
Thans heb ik ’t zelfde gedaan voor de deellichamen van alle andere
cirkellichamen. Hiermede is <lan van alle lichameti van Abel het
aantal klassen bepaald. Hel is merkwaai-dig dat de door mij afgeleide
uitdrukkingen geheel dezelfde gedaante hebben als die van ’t cirkel-
lichaam zelf.
Slechts vooi’ de deellichamen die bij cyclische ondeigroepen be-
liooren, was het aantal klassen reeds vroeger afgeleid, nl. door Fuchs ’).
Zijne beschouwingen zijn ingewikkeld en steunen natuurlijk nog niet
op de tegenwoordige opvatting der theorie van de getallenlichamen.
Zijne eindformules hebben niet de eenvoudige gedaante die ik thans
voor alle deellichamen heb gevonden.
Bij het volgende gebruik ik steeds de theorie der getallenlichamen,
zooals die is uiteengezet door Hilbert in zijn ,, Bericht über die
Theorie der algebraïschen Zahlköiper” ’). Het zal voortaan worden
aangeduid door ,,H”. Verder maak ik gebruik van de theorie der
groepen van Abel en die der cirkellichamen, zooals die te vinden
is in ,,Lehrbuch der Algebra” van Weber 11de deel bl. 38 — 86.
Dit werk duid ik aan door ,,W”.
1. Beschouwingen over het cirkellichaaw der m-de-nuichts-ivortels
uit de eenheid.
^ 1. De substituties van d lichaam.
De groep der substituties van ’t bovengenoemde lichaam is een
*) Verslagen XXVIl bl. 324 en 561.
Cr. Journ. B. 65. bl. 74.
*) Jahresb. d. D. M. V. B. 4
294
groep van Abel, die isoiiiorpli is met de groep der getalklasseii
{mod m) ’), d. w'. z. als
, Aj , . . . Atf, . . (1)
de getallen zijn, die yn en relatief priem met m zijn, en men
stelt de substitutie
‘ini
(Z,Z^’^i) , Z = e'^
voor door .S’-, dan zijn de substituties van ’t lichaam:
S,,S,,....S^ (2)
waarbij </ ter bekortijig is geschreven voor q{m).
We zidlen daarom de groep der getalklassen maar kortweg de
groep van ’t lichaam noemen. En wanneer we ondergroepen van
de groep (2) noodig hebben, dan kunnen we evengoed de isomorphe
ondei'groep van (1) daarvoor in de plaats nemen. De groep (1) duiden
we voortaan aan door de letter G.
Het getal m, zij voortaan van de gedaante
^ • • • •
ondersteld, waarbij /,, l.„ ... . verschillende oneven priemgetallen
voorstellen.
Om de groep G door een basis voor te stellen’), onderstellen we
dat r,, . ... , resp. primitieve wortels zijn van //'>, //a,
Stellen we verder dat de getallen A^, A^, . . . . oplossingen zijn
van de congruenties :
A, = — 1 (mod 2^*) = 1 (mof/ 1/‘‘) = 1 (mod IJ'*) ....
Aif, — 5 ,) — 1 )) 1 »> ....
A, = 1 ,, = ,, I ,, ....
Aj “ ; 1 ,, — 1 11 — - r, ,, ....
Ze vormen een basis van G. Ieder getal van G kan dus eenmaal,
en niet meermalen, geschreveji woi’den irj den vorm
A,““ A^“* Aj“i .... (mod m)
\vaarbij de exponenten voldoen aan de volgende voorwaarden, en
heele getallen zijn;
0 M„ < 2 ; 0 ^ < 4 ; 0 ^ w, < rp, ;
Ter bekorting is hier in plaats van fp(2^**), enz. geschreven
7*, rp, enz.
>) „W." bl. 74 en § 18.
-) ,W” § 18.
295
Op te merken valt nog :
1*. Als h^ = 0 vervallen en
2*. Als /<* = 2 dan vervalt A^.
3®. h^ = 1 kan voor het volgende buiten beschouwing blijven ').
^ 2. De ontbindings- en traag keidsgroep der priemidealen.
Theorema 1. De traagheidsgroep van een priemideaal p dat niet
op m deelbaar is, bestaat sleclits uit de identieke substitutie.
Bewijs: We weten dat
^.7/1 1 — (j; — Z) .... {x —
Na deeling door x — 1, volgt hieruit, voor x—ï :
mrrr (1— Z)(l— .2»). . . . (1— Z"» 1) (1)
Iedere factor van ’t rechterlid is dus niet deelbaar door Zij nu
S={Z:Z'^) een substitutie van de traagheidsgroep, dan moet®):
S Z = Z {niod 'P)
dus
Z (Z«-l — 1) = {mod p)
Volgens het voorgaande kan dit alleen als a = l.
Theorema 2. De onibindingsgroep van een niet in m opgaand
priemideaal, dat op het prieragetal p deelbaar is, is
p’, , . . . pf {mod m)
als pf de kleinste macht is van p die imodin) met de eenheid con-
gruent is.
Bewijs: Zelfde als dat van Weber blz. 742 voor ’t geval m=.l^-
Voor dat we nu de traagheidsgroep kunnen bepalen van de in
m opgaande priemidealen, moeten we ,,Satz 146” van Hii.bert aan-
vullen.
Theorema 3. In ’t cirkellichaam gelden de volgende ontbindingen :
m
" 2'‘-'
1 z — (£^01 . . £oeo)
voor h^' = 0, 1, . . . .,h:j^ — 1, terwijl n alle getallen doorloopen kan
die zijn eu‘ niet deelbaar door 2.
m
1-Z
, h,— l-
= (£,-, .... £,,.)
fi.'
voor hi' = 0, 1 hi — 1, terwijl n alle getallen doorloopen kan,
die zijn en die niet deelbaar zijn door .
2 = (£oi .... £o.,)iP*
•) ,W." § 20.
») ,H.” bl 251.
296
zijn prieniidealen en f\ is de kleinste exponent waarvoor
= lymod , terwijl = De graad der priemidea-
len is f .
'Ti
-u
li = (i^l ....
zijn verschillende priemidealen van den graad als fi de
kleinste exponent is, waarvooi'
1
( mod
m
ih
en
711
li'i
Alle getallen van den vorm 1 — Z'i die niet onder de bovenge-
noemde voorkomen, zijn eenheden.
Bewijs: Volgens Bilbert *) gelden de in het theorema genoemde
ontbindingen der prieingetallen 2 en ii. Verder volgt uit (1) dat
ieder getal van de gedaante 1 — óf een eenheid is, óf slechts
deelbaar is door priemidealen die in m opgaan. Volgens Bibbert ’)
2jr?.
geldt in ’t lichaam y de ontbinding:
waarbij 1„ een priem-hoofdideaal is. Biernit volgt de eerste der in
’t theorema opgegeven ontbindingen voor ’t geval n = l.
2jri
.TVIIT'
M > ’
Verder is in ’t lichaam k \e
waarbij 1, een hoofd-priernideaal is. Biernit volgt de tweede ontbin-
ding die in ’t theorema genoemd is, voor ’t geval n = l.
Om nu het bewijs te leveren voor de andere waarden van ?i,
/ 2jri \
merken we op, dat in ’t lichaain k ^ e J de ontbindingsgroep
van ’t priemideaal 1, uit alle substituties van dat lichaam bestaat.
m
Deze substituties zijn die, waardoor het voortbrengend getal
1) ,H”. Satz 125.
S) ,H”. Satz 122.
‘297
vervangen wordt door de machten daarvan, met exponenten die
2**—**' zijn en die niet deelbaar zijn door 2. Hieruit volgt de in
’t tlieorema genoemde ontbijiding voor de verschillende waarden
van n. Op dezelfde wijze vindt men de andere ontbindingen.
Om nu ’t laatste gedeelte van ’t theorema te bewijzen, merken
we op dat ‘t product van alle getallen van den vorm 1 — Z^! waarvan
de ontbinding reeds is gevonden, deelbaar is door een macht van ’t
product
l'oi • . . . l^Oeo
waarvan de exponent gelijk is aan
(p (2^ f 2y + + 2^'*-! (f (2) = (f^
en ook deelbaar door een macht van ’t product
.... ^2e-
I
die tot exponent heeft
’P (//'Ó + k <P “ ') + ....+ //''■■■' u (^0 = h, <p {k ^•)
Men vindt gemakkelijk dat m ook juist door dezelfde machten
der genoemde producten deelbaar is. Uit (1) volgt daarom dat alle
getallen 1 — Z'^ waarvan de ontbinding nog niet gevonden is, een-
heden zijn.
Theorema 4. De traagheidsgroep van een in /, opgaand priem-
ideaal 2 bestaat nit de <f'i substituties die ^ vervangen dooi’ de
machten van Z waarvan de exponenten zijn
m — h ■'
1 -|- n — — — , Al = 0, 1, ... . Aj- — i , n '
‘2 I
en niet deelbaar door 4, voor zoover deze getallen relatief priem
zijn met m. Hierbij kan 4 ook het in m opgaand priemgetal 2 voor-
stellen, wanneer men verder den index i vervangt door *.
Bewijs: Een substitutie S is dan en slechts dan een substitutie
van de traagheidsgroep als voor alle geheele getallen Si van 't lichaam
S S2 = Si {mod 8) ')
Door dit toe te passen op ’t geheele getal
^ = Z
vindt men gemakkelijk het bewijs als men van ’t vorige theorema
gebruik maakt.
Theorema 5. De ontbindingsgroep van een in 4 opgaand priem-
ideaal 2 wordt verkregen door de substituties van de traagheidsgroep
van te vermenigvuldigen met de /’j eerste machten van de substitutie
>) ,H.” 251.
298
li -|- n
m
ir
m
ala dit getal datgene van G is dat congruent is.
fi is de graad van
Hetzelfde geldt ook vooi' 4 =r 2 als men i door * vervang!.
Bewijs: Het lichaam k = k ) behoort in K=h{Z) tot de
ondergroep
-^i » • • • •
De (f
(?)
substituties
-^0“” ^,“2 .... {mod nt)
— h,l, . , . . ^ 1 f itj — Ofl, . . . . (p^ 1 ï . . . .
leveren ( mod
m
hl
evenveel substituties van de groep van ’t lichaam
k op. Er is dus onder de getallen van G slechts één getal dat
( moe/ ) met / cojigrwent is. Dit zij het in ’t theorema genoemde.
V /;* /
We toonen verder aan dat de eerste machten van dit getal juist
de groep opleveren waarmede de Iraagheidsgroep moet vermenig-
vuldigd worden om de onibindingsgroep te krijgen. In k geldt de
ontbinding :
4 = cp >)
waarbij ''Pj verschillende priemidealen zijn.
Volgens theorema 2 is de onibindingsgroep van
/ /■’
‘’l t • . . . ''i
in K komen deze getallen overeen met de in ’t theorema ge-
noemde. Uit de ontbinding van /, i» /tT, volgens theorema 3, volgt
nu, dat in K:
'P, = g.V'
De substituties die 'P, onveranderd laten, laten dus ook onver-
anderd. De in ’t theorema genoemde getallen belmoren dus tot de
ontbindingsgroep. In verband met Satz 69 van Hii.bert, volgt hieruit
het te bewijzen theorema.
II. De deeltichamen van het cirkellickaam .
\ 3. Bepaling en eigenschappen van alle ondergroepen van G.
Het cii’kellichaam zelf stellen we verder voor door K. Bij iedere
M ,H.” Satz 125.
299
ondergroep van G behoort een deeüichaam ^). We beschouwen alleen
primaire deeliichamen hetgeen geen beperking is. Iedere onder-
groep van 6r wordt op de volgende wijze bepaald ’). Gegeven zijn
de getalstelsels
bon ) ^*n 1 . • • • 1
. . (1)
^ I
0 2 o bgfji ^ (pi/. ; 0 6i}j \ , I
Om zulke stelsels te krijgen, kan men er eerst eenige verschil-
lende opschrijven. Zonder dat dit invloed lieeft op de te bepalen
ondei'groep '’)> han men er dan andere stelsels bij voegen totdat ze
een groep vormen, d.w.z. zoodat de sommen der overeenkomstige
getallen van twee stelsels, weer de getallen van een stelsel vormen ;
men rekent daarbij de getallen resp. volgens de modnli
- 2 , ^ (p^ , f/j j , . . . .
We zullen nu aannemen dat het systeem (1) een groep is. De
orde is dan -.
r
Zij nu
Ziti 2ni
g ® =: ei?* ; f = e fi ; . . . .
We beschouwen alle stellen van geheele getallen
• • • •
0 ^ «o < 2 ; o ^ a* < i ; 0 ^ < // , ;
waarvoor
%% .
60 6^ £1 ....=1.
fp
a = 1, 2. . . . . -
r
De getallen
.4 = .... (modm) ...... (2)
vormen dan en slechts dan een primaire ondergroep als niet ieder
getal bon door 2 deelbaar is; niet ieder getal b^n door 2 deelbaar is ;
niet ieder getal bi„ door /, deelbaar is als j> 1 en niet ieder
getal b\„ door /, — 1 deelbaar is als h^=l; enz. De orde van de
ondergroep die door de getallen A gevormd wordt, is r. De voor-
b ,H.” § 38
3) ,W.” bl. 77.
S) ,W.” § 14.
,W.” bl 56;
20
Verslagen der Afdeeüng Natuurk. Dl. XXVtli. A". 1919/20.
800
waarden, waaraan de getalstelsels a„ a^, . . . . moeten voldoen,
kunnen blijkbaar geschreven worden in den vorm
/ m \ f m \
i r/ (m) ao bon + 2 (f ( — J a* b:^,, + <P Ja, bu, -f {mod cp) (3)
ff
1,2,
r
leder stelsel a„, voldoet dus aan alle congruenties (3).
De hier gedefinieerde ondergroep (der getallen A) van de groep
G, zal verder worden aangeduid door g. Het daarbij behoorende
deellichaam door k.
Omdat de ondergroep g primair wordt ondersteld, komen er niet
in voor de getallen, die
of
zijn en ook niet de getallen die een macht hebben die {mod m) con-
gruent is met een getal dat aan een of' meer der congruenties
1 1, ....
voldoet ’)
Wanneer ’t getal oi slechts eenmaal den factor 2 bevat, heeft ’t
cirkellichaam geen primaire deellichamen. We behoeven dns slechts
te beschouwen de gevallen A* = 0, 2 of ^ 3. Bij de verschillende
bewijzen zullen we telkens ’t laatste geval nemen, omdat het ’t meest
ingewikkelde is ; ’i is dan gemakkelijk na (e gaan hoe ’t bewijs moet
veranderd woi'den voor de beide andere gevallen.
We maken nu nog de volgende belangrijke opmerking. De karak-
ters van een ondergroep S van G, vormen zelf een groep, die iso-
morph is met S‘'). Het karakter van een eletnent yl is echter bepaald
door het stel waarden
^1' • . • •
Deze stellen getallen vormen dus eveneens een groep die isomorpli
is met S. Beschouwen we nu de getallen
. . . {mod m)
zoodat de stelsels
^0^ öjjj, (x^ , . • . cn
b^.yj, b\Y^, ....
h ,W.” § 20 en 21.
'I „W.” § 13.
301
voldoen aan de congruenties (3). Die getallen Bu vormen de reei-
proke groep van S. ') De stelsels
^Oni .
vormen dus zelf ook weer een groep die isomorph is met de reci-
proke groep van We kunnen daarom zeggen: de stelsels
^0’ ^1» • • • •
vormen een groep, waarvan de stelsels
■ '
de reciproke vormen, als ze verbonden zijn door de congruenties (3).
Het product van de graden van beide groepen is dan gelijk aan <p * *).
^ 4. Hulptheorema’s.
1. In een primaire ondergroep g komen, behalve de eenheid,
geen getallen voor van een der volgende vormen :
m
1 4" waarbij A* ^ ^ 1 of waarbij — 0 is en n on-
even of als h:^ = 2, die waarbij A';^ = i
1 + ” — r — rv waarbij In h'i ^ 1 , n niet deelbaar dooi'
7 *
Li
Bewijs :
Ten eerste merken we op dat, in ’t geval A*' = 0 de getallen
van den eersten vorm niet in g voorkomen omdat ze even zijn en
dus onderling deelbaar met ni (als hi^ ^ 0). Is A* = 2 en A*' = 1
dan komen die getallen niet voor volgens ^ 1.
Als verder een der overige getallen van den eersten vorm in g
voorkwam, zou er een stel exponenten
Öj • . . .
bestaan, die voldoen aan f3) en zoodat
A/* . . . . = 1 + n ("iocf m)
Hieruit zou een congruentie [niod 2^*7,^'. . .) volgen, en dus vol-
gens de definitie der basisgetallen ;
A, 1 {modl^j
zoodal ai = a,
of
. . . . = 0. Er zou dan overblijven
1 (mod^!'*')
en hieruit volgt a^ = 2 aj en a„ = 0 omdat A,^' )> 1 is.
b ,W.’' bl. 56, 8.
*) .W.” bl. 55, 7.
20*
30-2
Door dit in de congruenties (3) te substitueeren, vindt men
2V-1 b^n = O {mod
Omdat g primair is, zijn niet alle getallen h^n door 2 deelbaar,
üit de congruentie volgt daarom dat deelbaar moet zijn door
2h*—h*\ Dat kan niet want dan zou deelbaar zijn door 2^*“% ter-
wijl a* juist kleiner is dan dat getal.
Op gelijke wijze wordt de rest van ’t theorema aangetoond.
2. Zij /, een der oneven priemgetallen die in m 0[igaan. een ,
priemideaal dat in /, opgaat. De graad van de grootste gemeen- *
schappelijke ondergroep van g en de traagheidsgroep van 8 is gelijk *
aan d^, zijnde de grootste gemeene deeler van de getallen b^n- '■
Is h.j^ ^ 3 en 2 een in 2 opgaand priemideaal, dan is de gemeen-
schappelijke ondergroep van g en de traagheidsgroep van 2 van den
graad 1 of 2 ai naardat l\n h^n niet voor alle waarden van weven
is of wel.
Is = 2 dan is de graad van de zooeven genoemde gemeen- -
schappelijke ondergroep gelijk aan 1.
Bewijs: Volgens theorema 4 en ’t vorige hulptheorema kunnen
de substituties van de gemeenschappelijke ondergroep slechts zijn
de getallen van den vorm 1 -1- waarbij n niet door /, deelbaar
I **
is. Als zoo’n getal tot g behoort, bestaat er een stel exponenten
(Hy «1, • • • • zoodat
. . . . = 1 f n — - {mod m)
en die voldoen aan de congruenties (3). Evenals bij ’t vorige bewijs
leidt men hieruit af dat alle exponenten = 0 zijn, behalve n,. üit
de congruenties (3) volgt dan dat
m
Al
ö I ” b {mod <p)
of
(f
ai bin = 0 {mod y,) n = 1, 2, . . . . — .
r
Omdat niet alle getallen b[,^ door deelbaar zijn volgt hieruit
(f
dat a, deelbaar moet zijn door — .
Men toont gemakkelijk aan dat deze voorwaarde ook voldoende
is, want zij
' A,* . . . . = .r {mod m) . ... (4)
303
dan volgt hieruit
en dus ic = '] 4- n — r--
A '
dit wel zoo was, zou
1 = a? ( mod
m
V 1,"'
Hierbij -is n niet door /, deelbaar want als
iv = 1 {mod /j)
zijn. Dus 4, ' =l{modl^) volgens (4). Dit kan niet omdat = r,
{mod ld en r.^ een primitieve wortel van /, is. Er zou nl. uit volgen
dat — n\ deelbaai' is door /, — 1, dus u, zou deelbaar zijn door <f ^
d,
terwijl a, <
Beschouwen we nu ’t tweede geval.
Volgens theorema 4 en ’t vorige hulptheorema kunnen de bedoelde
m
getallen slechts zijn van den vorm 1 -|- n waarbij n oneven is.
Als zoo ’n getal tot g behoort, bestaat er een stel exponenten . . .
zoodat
A;’‘A:,'‘*A"\... = \+n~^{modm). ... (5)
2
Hieruit volgt weer dat alle exponenten, behalve de eerste twee,
gelijk aan nul zijn, Na substitutie in (3) vindt men
2^* ^ ao 6o„ -f a* = 0 2) ..... (6)
We onderscheiden twee gevallen: /t# > 3 en h^ = ^.
In ’t eerste geval is b^n = 0 {mod Omdat niet alle getallen
even zijn, moet
(6) gaat dan over in
ao bon f = O {mod 2) ....... (6)
Nu is cl^<C.¥p# dus a'# 2. We behoeven dus slechts na te gaan
welke der volgende combinaties aan deze congruenties voldoen :
a, = O, a*‘ = o
0 1
1 O
1 1
De tweede voldoet niet, omdat niet alle door 2 deelbaar zijn.
Ook de 3'^*' niet. De laatste alleen als bon + b^,, even is voor al de
waarden van n. De eerste voldoet steeds.
Men toont nu, evenals vroegei’, aan, dat deze twee voorwaarden
voldoende zijn.
304
Nu het geval = 3. Uit (6) volgt:
" ao 6o)i 1 a:f. = h {mod 2)
Verder geheel als ’t vorige geval.
3. Zij p een prienngetal dat niet in m opgaat en waarvan de
exponent (modin) gelijk is aan f. Zij d de graad van de grootste
gemeenschappelijke ondergroep van </ en de ontbindingsgroep van
een priemideaal dat in p opgaat. Verder zij
p— Ag A^ V . . . . {mod m)
en tfj de grootste gemeene deeler van de getallen
^ <p (m) iiop 6ü« + (p
^*>1 f'
1, 2,
m
ijr
^1/) ^*n
r
dan is
/
Bewijs: Volgens theorema 2 bestaat de in ’t theorema genoemde
ondergroep uit de d machten van p, waarvan de exponenten zijn
f ol
d'^ d'
dL
d
p^ is dus de kleinste macht van p die tot de ondergroep 9 behoort;
uit de congruenties volgt dus dat ~ het kleinste getal is dat voldoet
d
aan de congruenties
f
i 7) (m) ao,;'- bon
d
2 (p
2^*
Lh
^*p d ”
o (mod (f;)
Hiei’uit volgt het theorema.
4. Zij /j een der in in opgaande priemgetallen (ook 2) eii d^ de
graad van de grootste gemeenschappelijke ondergroep van g en de
cyclische groep van den graad die in theorema 5 bepaald is.
Stel dat voor ’t in theorema 5 bepaalde getal de volgende congru-
entie geldt:
ld
.4,^' . . . . {mod m)
Zij tp de grootste gemeene deeler der getallen
è V (^) «o + 27)
(s)
b:fcn
n = l,2,....^
r
d ' ■ fi v'
dan IS ~ = (Zie voor /, theorema 3).
4/ t/,
305
Bewijs; Geheel als ’t vorige.
^ 5. Ontbinding der priemgetallen in priemidealen van ’t deellichaam k.
Door BachmAnn ’) is de ontbinding behandeld der priemgetallen in
een deellichaam van een lichaam van Galois. Deze beschouwingen
zijn hier dus direct van toepassing. Ze worden iets vereenvoudigd
omdat we hier te doen hebben met een lichaam van Abei., zoodat
de substituties de commutatieve eigenschap hebben.
Theorema 6. Is p een niet in ni opgaand priemgetal en ƒ de
kleinste exponent, waarvoor pf=l {mod m). Dan is p in k gelijk
ed
aan ’t product van — verschillende priemidealen van den graad
r
./
d
Daarbij is ef=ip.
Bewijs: De door Bachmann op bl. 489 bepaalde groep, die g en
gemeen hebben, wordt hier de groep die g en g^ gemeen
hebben. Deze is bepaald in ^ 2, 3. In ’t complex (42) van B. komen
rf
dus, voor iedere substitutie s, d gelijke voor. Dus — verschillende.
Daar G uit ef substituties beslaat, moet men — complexen (42) nemen.
‘ r
êd
Het getal e van B. is dus hier — en de getalleri A, zijn hier alle
gelijk aan d. Verder is op bladz. 494 SigtSi~‘^ hier gelijk aan gt,
zoodat we nog de gemeenschappelijke ondergroep moeten bepalen
van de traagheidsgroepen g. Volgens theorema 1 zijn dus alle getallen
t^ van B. hier —1. Ook rt=l, zoodat de getallen t/, van B. hier
ook = 1 zijn. Uit ’t theorema dat B. op bl. 495 geeft, volgt nu
hetgeen te bewijzen was.
Theorema 7.
Zij een oneven priemgetal dat in m opgaat en /, de kleinste
exponent, waarvoor //“= l( mod —j— J en y ( -y- 1= . Dati is /, in k
m
m
r
jh,
j_ i., U-.I. 1 j, ,
d\
verschillende
gelijk aan de — de macht van het product van
r
priemidealen van den graad — . leder zoo’n priemideaal is gelijk aan de
r/,-de macht van ’t product van — p verschillende priemidealen van K.
d^d j
Is A» ^ 3 dan is het priemgetal 2 in k gelijk aan de qp^i^-de macht,
b Allgemeine Arithmetik der Zahlkörper, bl, 495
806
of, als bon -f- b^n voor al de waarden van n even is, gelijk aan de
^r/’^-de macht van ’t product van resp. — ^ verschillende
priemidealen van den graad
Ieder zoo’n priemideaal is gelijk aan de resp. 2'^'= macht van
r
2 (hl!
r T
een product van — , resp.— — verschillende priemidealen van K.
en
Hierbij is ƒ* de kleinste exponent waarvoor 2./* = j^mo£/
Is = 2 dan geldt hetzelfde als boven gezegd is voor ’t geval
dat èo„ 4 b^n tdet voor alle waarden van n even is.
Het bewijs ligt weer opgesloten in de door Bachmann gegeven
be.schouwingen.
^ 6. Bejialing vun het grondgetal van ’t deellichaam k.
llieorema 8. Voor het grondgetal van ’t deellichaam k geldt de
volgende uitdrukking
± 2
nu
,h.
U *
iti \liJu-hi-l)-di -i- 1
als t = 0 wanneer bg,, + niet voor alle getallen n even is of
ook als /i* =2 is ; en t—\ als bon^b^n voor alle waarden van n
even is.
Bewijs: Zij D het grondgetal van K, de relatieve discriminant,
Sfc het relatieve grondideaal, dan gelden de volgende betrekkingen ‘) :
=
;■ = 2, 3, . . . . , r
als Aj de getallen zijn die de groep g vormen. (Het zijn dus niet
de basisgetallen van g) en A■^ =1.
Daar D slechts door priemfactoren deelbaar is, die in m opgaan,
zal volgens bovenstaande betrekkingen het element ook slechts
deelbaar zijn door een of meer der priemidealen die in 2 of l, op-
gaan. Verder blijkt uit de gedaante van het ideaal dat alle
getallen ervan, slechts deelbaar zijn door het hoofdideaal {Z-—Z J) =
‘) ,H”. Satz 38, 39, bl. 205. De relatieve discriminant wordt door Hilbert
voorgesteld door Dk O.k noemt Hilbert Relativdifferente.
307
het ijoofdideaal (1 — Z'^j '). Als dit laatste getal een eenheid is, zal
het element ^ ' dus identiek zijn met het ideaal © van alle geheele
getallen van K. Dus alleen als Aj een getal is van de traagheids-
groep van een der priemidealen die in 2 of 4 opgaan, zal niet
met @ identiek zijn, volgens theorema 3. Door toepassing van ^ 2.
2 en ’t geen in ’t bewijs daarvan, gevonden is over den vorm der
substituties, en door theorema 3 vindt men ;
Sfe = (i^oi .... r .... 1',
I
Het product loopt over alle oneven priemgetallen li die in m
opgaan. Verder is volgens theorema 7
= en iVi = b/'
als \oj een der in 2 opgaande priemidealen van k voorstelt en 1,^
een der in /,• opgaande priemidealen van k.
Maakt men nu gebruik van de in ’t begin van ’t bewijs opgegeven
betrekkingen dan vindt men de verlangde uitkomst, als men D
bepaalt volgens Satz 88 en Satz 121 van ,,H” . Daarbij bedenkt
men dat D qx\ d reëele getallen zijn.
III. Voornaamste kiilptheorema’ s voor de bèrekeinng van
het aantal klassen der idealen k.
$ 7. Theorema 9.
als in 'teerste product v alle priemidealen vari k doorloopt, die in
p opgaan; in ’t tweede product heeft het symbool ] — — ] de
beteekenis die in ^116 van ,,H” , wordt uiteengezet. Als = 2 is,
moet in ’t symbool weggelaten worden en als h^=0 dan moet
ook Aoh weggelaten worden.
Bewijs: We zullen van het rechterlid der vergelijking aantonnen :
f
1®. dat het daarin voorkomend symbool een — -de-machts-wortel uit de
d
eenheid is en 2°. dat iedere
/
-de-rn ach ts- wortel
uit de eenheid
ed
d r
malen in het product voorkomt. Hiei'mede zal dan ’t bewijs van de
gelijkheid gegeven zijn, want ei‘ volgt uit dat ’t rechterlid gelijk is
aan
308
ed
eii volgens theorema 6 is deze uitdrukking gelijk aan ’t eei’Ste lid
van de te bewijzen gelijkheid.
1°. Zij ƒ» = ± 5^"’* (mod 2^*)
p = {modl^')
waarbij 't\, i\, . . . , de reeds in ’t begin gebruikte primitieve wortels
voorstellen. Verder zij
P-
1
de grootste gemeene deeler van en 2; öj/’,, = 2 *)
2
>> '» )) j> )> p* è J * — - 2
.. ,, „ ,, Px en (p, ; e, f,= (f\
Zooals direct uit de definitie der symbolen volgt, is dan
pi.
— = een /„-de-rnachts-wortel uit de eenheid en geen lagere,
Zij nu = grootste gemeene deeler van ƒ, en
!> ,, n f* 61^
9x ^ M „ ,, M /i en d„
Dan is ’t duidelijk dat
P
''Oh
/o
2’
—
een —
9»
P~
2**
9*
P ~
'>ln
A
9x
de-machts-wortel
uit de eenheid is
> j yy yj > »
yy yy > >
Als nu kleinste gemeene veelvoud van
9o 9* 9"
. dan is
h De letters e^), fo. e*, f^, ei, enz. hebben bij dit bewijs dus een andere be-
teekenis dan in theorema 7.
309
_6onï b\fi.
= een ?’-de-tnachts-wortel uit de eenheid.
ƒ
We hebben nu nog aan te toojien dat — deelbaar is door v. Uit
d
de definitie der getallen volgt dat
p — 1
= aoy, ; />! = <hi„ . . . . , zie hulptheorenia 3.
2
Uit de daar gegeven bepaling van volgt dat dit getal de giootste
gemeene deeler is van de getallen
è (p* U’dPt • • • • ^0/> + 2 f/’j ... . a^p b^n + • • • • ‘‘V + • • • •
n = 1, 2, . . . . — .
r
Omdat de G.G.D. van en dip = en alle teiunen van boven-
genoemde getallen door deelbaar zijn, is tp door deelbaar en
dus tp = (?, X G G.D. van alle getallen
aip
i V*/ ^ (Pt ■ • • ■ ®0/» f>0), rp, . . . . a^p b^,t~\-(p^ .... bin ■ . . .
En omdat alle getallen 6i„ deelbaar zijn door c/, , is tp = X G.G.D.
van alle getallen
2 ~ 'Pi • • • • ~ V 2
ffi 9i
dip biu
V + 'p* 'Pi- ■ ■ i
^1 9i
/ 'P
Bovendien is — = — :
d t.,
'P* <P'-.
^9i A
9i
De factor kan dus uit teller en noemer van de eerste breuk
achter het = teeken worden weggedeeld. In den noemer blijft dan
alleen de laatstgenoemde G.G.D. over. Als deze noemer nu nog een
factor met — gemeen heeft dan moet die factor deelbaar zijn op
9^
— • •
volgens de bepaling der G.G.D. Want — is relatief
. d \ b \ii
priem met <f\ dus ook met - en niet alle getallen — hebben nog
9i 9i
een factor met gemeen. Maar daaruit volgt datiederefactor,die bedoelde
noemer nog met gemeen heeft, ook in den teller van de eerste
9i
breuk achter het = teeken voorkomt. Men kan die factor er dus
uit deelen, waarna de noemer relatief priem is met ‘4.
9i
Nu is — geheel en ook — , waaruit volgt dat ook de eerste breuk
d
310
acliter het = teeken geheel is, m. a. w. — is deelbaar door — . Analoog
d 9,
bewijs voor — enz.
ff*
2“. Onderstellen we dat voor twe.e verschillende stellen waarden
en
^01. ^*11 .
bo2. ^*2) ^12) ....
P
J>oi, b^i, bn,
bo2, b^i, 6i2,
Na invoering van de waarden der symbolen, blijkt dat voldaan
is aan de congruentie
/ m\ _
i <p (m) (boi—bo2) ao,, + j (^*1 -^*2) + . . . = 0 (rnod rp).
Daar echter de stelsels der getallen hji een groep vormen, zullen
de in deze congruentie optredende verschillen ook weer een stelsel
vormen dat tot de groep der gegeven stelsels hji behooi-t. We moe-
ten dus aantoonen dat aan de congruentie
h 'P ("d aop I j a^i, -t (p «*/.+ • . . . = 0 {mod(p) (7)
ed
voldaan wordt door - der gegeven stelsels van getallen hji. Want
r
ed
als dit bewezen is, is ook aangetoond dat telkens — stelsels van ge-
tallen bji aan het symbool
/
bom b^n • . .
dezelfde waardegeven, m.a. w.
een — de-machts-wortel nit de eenheid komt onder de symbolen van
d
het recliterlid der te bewijzen gelijkheid - malen voor en niet
r
meermalen.
Alle stelsels der b’s die aan de congruentie (7) voldoen, voldoen
ook aan alle congruenties, die men nit (7) afleidt door voor aop,
a^tj, .... in de plaats te stellen, de stelsels a„, a^., .... die de onder-
groep y opleveren; juist volgens de bepaling dier laatste stelsels
in ^ 3.
Dat zijn r stelsels. De getallen
/
p,p\ ... .p<i
behooren, volgens liet bewijs van liulptheorenia 3, niet tot de onder-
groep g. Bovendien is ’t duidelijk dat alle stelsels der è’s die aan
(7) voldoen, ook voldoen aan de congruenties die men uit (7) kan
afleiden door voor ao^, achtereenvolgens in de plaats te stellen
de stelsels
2<ï0/j, ‘2iü\p, ....
/
j ^*1»
Dat zijn — stelsels. Door de groep der eerstgenoemde r stelsels
d
te vermenigvuldigen met de gi'oep der laatste ^ stelsels, krijgt men
d
nu — stelsels der getallen d, die evenveel congruenties (7) geven,
d
waaraan de gezochte stellen 6’s moeten voldoen. Volgens de opmer-
king aan ’t eind van ^ 3 is nu het aantal der gezochte stelsels der
rf c(7 , ...
o’s gelijk aan </-: — , hetgeen te bewijzen was.
d r
In ’t product van ’t rechterlid der te bewijzen gelijkheid, komen
(f) f ed
— factoren voor. Een ^-de-machts-wortel komt — malen voor, zooals
r d r
juist is aangetoond. Daar nu — . — ==— is, zal ook iedere — -de-
r d r d
machts- wortel in ’t product voorkomen.
Theorema 10.
1 \ _ ^ 1 j r 1 1
^ (0^/ >1 ( _^0hi ^2h) _
Hierbij is een oneven priemgetal dat in m opgaat. In ’t eerste
product doorloopt I alle priemidealen van k, die in opgaan,
’t Tweede product loopt over alle stelsels der getallen h waarin
=0. Als — 1 dan moet in ’t symbool 6.„ worden weggelaten;
en als = 0 moet ook worden weggelaten.
Natuurkunde. — De Heer Julius biedt eene mededeeling aan van
den Heer H. Groot: ,,Over de EJfectieve Zonnetemperatuur.”
(2de Mededeeling).
(Mede aangeboden door den Heer Haga).
In een vorig artikel, van Maart J919, werd aangetoond dat de
bepaling van de effectieve zonnetemperatuur door toepassing van de
stralingsformule van Planck op gegevens van Abbot niet leidt tot
eenzelfde temperatuur, onafhankelijk van de beschouwde lichtsoort,
zooals A. Defant meende, maar dat daarentegen de aldus bepaalde
T op stelselmatige wijze met / verandert.
In dit artikel zal worden nagegaan wat de beteekenis der toen
gevonden uitkomsten zou kunnen zijn.
Het is noodig vooraf zoo scherp mogelijk te omschrijven wat wij
' met den term „effectieve temperatuur” bedoelen, aangezien men aan
deze uitdrukking niet algemeen dezelfde beteekenis toekent.
Dat wij niet van zonnetemperatuur zonder meer kunnen spreken,
vindt zijn oorzaak eenendeels hierin, dat de zon niet op alle diepten
dezelfde temperatuur heeft, (immers de thermodynamica leert, dat
bij een uitgebreide gasmassa — als hoedanig wij de zon moeten
beschouwen — de temperatuur van laag tot laag een andere is) en
anderendeels daarin, dat wij ook niet de temperatuur van een bepaalde
laag kunnen aangeven, noch bekend zijn met de manier waarop de
temperatuur afhangt van den afstand tot het middelpunt van de zon.
Wèl kunnen wij echter aangeven welke temperatuur wij aan de
zon zouden moeten toeschrijven, opdat zij zich, indien zij een abso-
luut zwart lichaam ware, in een bepaald opzicht juist zoo zou
gedragen als wij in werkelijkheid waarnemen.
Men kan bijv. vragen welke temperatuur een „absoluut zwarte
zon” zou moeten hebben, opdat de plaats van maximum intensiteit
in haar spectrum dezelfde zou zijn als in het ware spectrum; of
opdat de zonneconstante dezelfde waarde zou hebben als de experi-
menteel bepaalde. Op de 1®'*^ vraag kunnen wij een antwoord vinden
met behulp van de verschuivingswet van Wien; op de 2^® door toe-
passing van de formule van Stefan-Bolzmann.
De aldus gevonden temperatuur noemt men ,, effectieve” tempe-'
ratuur.
3J3
Aangezien de zon nu eenmaal geen absoluut zwart lichaam is,
behoeft het niet te verwonderen dat de effectieve zonnetemperaturen,
die men op deze verschillende wijzen vindt, niet onderling gelijk
zijn. Daarom is het noodzakelijk bij het aangeven van de effectieve
temperatuur van de zon duidelijk voorop te stellen uit welke voor-
waarde, opgelegd aan de temperatuur van het absoluut zwarte
lichaam, dat wij voor de zon in de plaats gesteld denken, zij
bepaald is.
In het volgende is nu gekozen de voorwaarde dat de energie-
verdeeling in het spectrum van het zwart lichaam, berekend volgens
de wet van Planck, zoo goed mogelijk zal overeenkomen met die in
het zonnespectrum, zooais dit door Abbot uit bologrammen is op-
gemaakt.
De temperatuur dus, die wij aan zulk een „zwaarte zon’' moeten
toeschrijven, opdat deze voorwaarde vervuld zij, is de effectieve
temperatuur waarover in dit artikel sprake zal zijn en waarvan wij
gevonden hebben dat zij afhankelijk van de gekozen k blijkt te zijn.
Het verband tusschen 7’ en X is hieronder in tabel I nogmaals
afgedriikt :
TABEL I.
A,
A2
T
0.4 m
0.5
(6400)
0.5
0.6
9000
0.6
0.7
10.000
0.7
0.8
9600
0.8
1.0
8000
1.0
1.2
5500
1.2
1.5
3800
1.5
1.8
(5400)
1.8
2.0
—
De manier waarop de waarden van T berekend zijn is in ’t
kort deze ;
Uit de formule van Planck :
^ ^ _ 7,211 . 10*
2,1562X2890 ^
10 ^ — 1 )
volgt voor elke waarde van 7’ en keuze van de eenheden factor/)
314
een bepaalde kromme /> = (p (i), die de intensiteitsverdeeling in het
spectrum van het absoluut zwarte lichaam voorstelt.
Omgekeerd zullen f en T te vinden zijn als /;, voor twee waarden
van X bekend is.
Het waargenomen energiespectrum van de zon komt echter niet
met het energiespectrum van het zwarte lichaam overeen, zoodat
indien wij nu toch de formule van Planck gaan toepassen tei' be-
rekening van f en T uit de experimenteel bepaalde 7;, de waarde
van T zal afhangen van de plaats waar wij /> kiezen.
In de tabel I geven en kolom de waarden van X nit
wier bijbehoorende ƒ> de 7' der 3'’'^ kolom is berekend. De toe-
passing van de formule van Planck op het experimenteel bepaalde
energiespectrum der zonnestraling heeft m.i. weinig zin, tenzij men
dit werkelijk als nagenoeg overeenkomend met het spectrum van
een absoluut zwart lichaam zou kunnen be.schouwen — het kriterium
waarvan zou bestaan in het vinden van dezelfde T uit willekeurig
gekozen combinaties van />.
Reeds iji mijn vorig artikel schreef ik ;
,,De onderstelling, dat alle lichtsoorten tot ons komen van uit één
fotosfeeroppervlak m. a. w. dat licht vari alle golflengten uit één-
zelfde diepte van de zon afkomstig zou zijn, blijkt . . . hoe langei'
hoe meer onhoudbaar.
Indien echter in werkelijkheid licht van verschillende golflengte
afkomstig is uit verschillende diepten vau de zon, dan wordt het
zéér de vraag of wij nog wel de formule van Planck mogen toe-
passen zooals wij dit Defant zagen doen”.
Inplaats van te denken aan één fotosfeeroppervlak, zooals Defant,
zouden wij nog kunnen probeeren waartoe de onderstelling leidt,
dat de zon opgebouwd is uit een aantal concentrische ,,partiaal-
fotosfeeren”, die ieder stralen als een absoluut zwart lichaam, zoodat
de totale waargenomen straling opgebouwd wordt gedacht uit een
aantal partiaalstralingen afkomstig uit verschillende lagen. In mijn
vorig artikel sprak ik de verwachting uit, dat bij deze onderstelling,
gezien het feit dat uit het werk van Spukeuboeh en van Cittert
schijnt te volgen dat men over ’t algemeen voor rood licht dieper
in de zon kan zien dan voor violet, de effectieve temperatuur met
de golflengte zou aangroeien.
Deze verwachting is onjuist gebleken. En bij nader inzien was
zij ook ongegrond. Immers de effectieve temperatuur eener laag kan
slechts afgeleid worden uit de energieverdeeling in haar spectrum —
en daaromtrent leert ons het genoemde resultaat van Spijkerboer
en van Cittert niets. Intusschen is het de moeite waard de gevolgen
315
der hypothese van de ,,partiaalfotosfeeren” na te gaan, omdat het
hierdoor wellicht duidelijk zal worden, hoe de volgens Planck
bepaalde effectieve temperaturen niets anders dan rekengrootheden
zijn, waaraan men nauwelijks fysischen zin kan hechten en die
zeker geeti inzicht geven in de werkelijke temperatuien op de zon.
Volgens onze veronderstelling dan, zou iedere fotosfeer, indien
wij slechts een middel bezaten om uitsluitend licht te beschouwen,
dat ons van uit deze fotosfeerschaal bereikt, haar eigen energie-
spectrum bezitten, dat van fotosfeer op fotosfeer verschillend zou
zijn en wel om twee redenen :
ten omdat de werkelijke temperatuur in dieper gelegen lagen
anders is dan in de buitenste;
ten 2*^^® omdat de straling, die uit de diepere lagen tot ons komt,
een grooter verlies door absorptie en verstiooiing heeft ondergaan
(en wel, wat de laatste oorzaak betreft, in veel sterker mate voor
de kleinere golflengten, dan voor de grootere) tengevolge waarvan,
zelfs als de werkelijke temperatuur der verschillende lagen overal
dezelfde was, het waargenomen energiespectrurn van laag lot laag
toch anders zou zijn.
Wat wij evenwel waarnemen, is niet het door verstrooiing enz.
gewijzigde spectrum van iedere laag afzonderlijk, maar de combinatie
van al die spectra te samen.
Uit dit, allesbehalve ,, zwarte” spectrum op de besproken manier
een effectieve temperatuur te willen afleiden, schijnt niij absoluut
ongeoorloofd toe, daar juist niet voldaan is aan den fundamenteelen
eisch, dat het gebruikte energiespectrurn in hoofdtrekken gelijken
zou op dat van een absoluut zwart lichaam.
Indien wij het procedee echter toch toepassen, behoeft het geen
verwondering te baren dat de gevonden 7”s in hooge mate afhan-
kelijk blijken van 7..
Dit laatste moge nog aan een sterk geschematiseerde voorstelling
verduidelijkt worden.
Denken wij ons een energiespectrurn, ontstaan door de super-
positie van slechts twee spectra, afkomstig van twee werkelijk
,, zwarte” lichamen, die ongeveer evenveel tot de totale straling
bijdragen doch wier temperaturen sterk uiteenloopen. Zulk een
geval is voorgesteld in figuur 1.
Laaf de kromme I beantwoordeii aan de absolute temperatuur
3000°, de kromme II aan 1500'". De maxima liggen dan respectie-
velijk by 7 = 1^ en 7 = 2(j. Sommatie van deze geeft de kromme
III, doch daaruit is door halveering der ordinaten afgeleid IV wier
inhoud w’ederom gelijk is aan den inhoiid van elk der componee-
21
Verslagen der Afdeeling Naluurk. Dl. XXVIII. A**. 1919/20.
316
rende krommen, d. w. z. wij reduceeren alle gevallen op gelijke
totaalstraling .
Men ziet nu gemakkelijk in, dat, wanneer men de temperatuur
gaat afleiden uit den vorm van een klein deel {ah of cd) der sum-
317
matiekromme, dil deel daarbij telkens bescliouwende als te behooren
tot een energiekromme van een zwart lichaam, men vooi: kleine
waarden van A een tempei'atniir zou vinden, gelegen tusschen 3000° en
'1500°, maar dichter bij 3000°^ terwijl daarentegen voor groote waarden
van A een tusschenliggende temperatuur meer naar den kant van
1500° zou zijn gevonden.
(De twee gefingeerde tusschenliggende sti’alingskrommen van zwarte
lichanten zijn gestippeld geteekend, zóó, dat elk wederom ongeveer
denzelfden inhoud omsluit).
Nog sterker uiteenloopend zouden de temperaturen zijn, berekend
voor verschillende waarden van A, indien I niet de oorspron lijke
energiekrorame van een zwart lichaam ware geweest, doch wegens
moleculaire verstrooing een veel sterker verloop aan den violelten
kant had vertoond.
Terwijl voor de zon alles natuurlijk veel gecompliceerder is dan
in deze voorbeelden, blijft de gevolgtrekking geldig, dat T afhanke-
lijk van X moet worden gevonden, indien onze onderstelling gewettigd
mocht zijn, dat elke laag straalt als een zwart lichaam. Maar hoewel
deze hypothese dus tot op zekere hoogte rekenschap geeft van de
veranderlijkheid der gevonden waarden van T met A, en in zooverre
te verkiezen is boven de stellig onhoudbare onderstelling van Dkfant
en anderen, dat de zonnestraling zou uitgaan van één enkele absoluut
zwarte fotosfeeroppervlakte — bevredigend kan de hypothese der
„partiaalfotosfeeren” toch ook niet worden genoemd.
Zoolang men niet langs andere wegen eenig inzicht verkregen
heeft in het emissievermogen van de opeenvolgende lagen der zonne-
massa en van do mate, waarin deze de verschillende lichtsoorten
verstrooien en absorbeeren, is uit de energieverdeeling in het zonne-
spectrura zoo goed als niets af te leiden aangaande temperaturen
op de zon.
Het begrip ,, effectieve zonnetemperatuur” heeft weinig waarde.
Die temperatuur toch valt zeer verschillend uit, al naar gelang van
de wijze, waarop men haar definieert, en geene der definities levert
eenigen waarborg, dat men daarbij een benadering vindt van tempe-
raturen, die werkelijk op de zon heerschen.
21*
Physiologie. — De Heer Hamburger biedt een mededeeling aan,
getiteld : ,, Voortgezette onderzoekingen over de Permeabiliteit
der Glomendusmemhraan voor Stereoisomere Suikers."
Vroeger*) werd aangetoond, dat wanneer de vloeistof, die door
bet vaatstelsel der nieren gevoerd wordt, een doelmatige samen-
stelling bezit, de in die vloeistof opgeloste druivejisuiker door de
glomerulusmembraan wordt tegengeliouden. Daarbij speelt het ge-
halte der vloeistof aan Ca-ionen en H-ionen de hoofdrol. Deze
retentie van glucose is zeer merkwaardig, daar andere krystalloiden
zooals keukenzout, sulfaten en phosphaten, door de glomerulus-
membraan niet worden tegengehouden. De vraag werd nu geopperd,
wat de oorzaak wel zijn kon van dit doelmatige gedrag van glu-
cose: lag het aan de grootte van het molecuul? Deze onderstelling
moest vervallen, toen het bleek, dat lactose (CuH^^Ou), dat een
bijna dubbel zoo groot moleculair gewicht bezit, er volkomen door-
heen ging, wat eveneens het geval was zelfs met raffinose (C^gHj^O,,).
Er bleef toen niets anders over dan aan te nemen, dat het ver-
schijrtsel aan een bijzondere configuratie van het glucosemolecuul
toe te schrijven was").
Om deze gevolgtrekking aan het experiment te toetsen, werden
nog andere met glucose isomere hexosen (CjHjjOj onderzocht. Het
bleek daarbij, dat in tegenstelling met glucose, de fructose en man-
nose volkomen werden doorgelaten. De kikvorschnieren zijn dus in
staat, glucose te onderscheiden van fructose en mannose.
De oorzaak was dus inderdaad gelegen in verschillen in de che-
mische structuur. Het lag voor de hand om te denken aan het
bekende beeld van sleutel en slot: de sleutel glucose zou dan niet
passen op de glomerulusmembraan, terwijl de sleutels fructose en
mannose dit wel zouden doen.
Wij stelden ons thans de vraag, zou een atoom groep in het glucose-
molecmd zijn aan te wijzen, die voor de retentie verantwoordelijk kan
gesteld worden. De poging om deze vraag te beantwoorden vormt
den inhoud van het onderhavige artikel.
*) Hamburger en Brinkman, Verst. Koninkl. Akad. v. Wetensch., Zittingsverslag
van 27 Januari en 29 September 1917.
2) Hamburger en Brinkman, Verst. Koninkl. Akad. v. Wetensch., Zittingsverslag
van 28 September 1918.
319
Het spreekt vanzelf, dat het daarvoor noodig was, een aantal
isomere en stereoisoniere suikersoorten op hun gedrag tegenover de
nieren te onderzoeken en wel. niet alleen hexosen, maar ook penfosen.
De heeren Jhr. Alberda van Ekenstein, Prof. Backeh, Prof. Böeseken
en Prof. Neuberg waren zoo vriendelijk mij hierbij zooveel mogelijk
tegemoet te komen. Ik breng hun hierbij nogmaals mijn oprechten dank.
Nochtans was de verscheidenheid van materiaal zeer beperkt.
De gevolgde methodiek week van de vroegere niet af. * *) Zij berustte
op de vergelijking van het reduceerend vermogen der afgescjieiden
kunstmatige urine met dat van de doorstroomingsvloeistof. Deze
doorstroomingsvloeistof, waarin de suikers opgelost werden, had weder
de volgende samenstelling; NaCl 0,5 7o> ï^Cl 0,02 "/o. CaClj.ö aq
0,04 7o) NaHCO, 0,285 7o' De suikerbepaling geschiedde, zooals
vroeger, volgens Bang (1916); in den laatsten tijd werd ecliler de
nieuwste metliode van dezen schrijver gebruikt. ’) Zij berust wederom
op de bepaling van de reductie. Hierbij wordt de fout, die teweeg-
gebracht kan worden door verschillen in de intensiteit van het koken,
geëlimineerd en wel doordien in de kokende vloeistof heete water-
damp geleid wordt, waardoor het koperoxydule door middel van
joodzuur oogenblikkelijk in koperoxjde wordt omgezet. Verder wordt
ook de oxydatie door de lucht vermeden; de eindtitratie geschiedt
door 0,01 n thiosulfaat en amylumoplossing.
Gebruikt men a cc thiosulfaat, dan laat zich de reductie, in glucose
uitgedrukt, berekenen volgens de formule (1,97— a) : 2,8. Is geen
suiker of reduceerende substantie voorhanden, dan moet dus a = 1,97
gevonden worden, wat inderdaad het geval is, indien de gebruikte
stoffen zuiver zijn.’) Deze nieuwe methode bleek, evenals de oude,
zeer goede resultaten op te leveren. De uitkomsten zijn zelfs scherp.
In het algemeen zijn de cijfers, die men voor de reductie veikrijgt,
bij de nieuwe methode wat hooger dan bij de oude, doch aangezien
het hier geldt vergelijkende onderzoekingen, is dit meestal niet van
essen tieele beteekenis.
Ten einde een leiddraad voor onze onderzoekingen te hebben,
1) Vergelijk ook Hamburger en Brinkman, Biochemische Zeitschrift 88, 97, (1918).
*) Bang, Biochemische Zeitschrift, 92, 344, (1918).
®) Wij wenschen daarop in het bijzonder de aandacht te vestigen, omdat na
lang zoeken gebleken is, dat het KOI „pro Analyse” van Kahlbaum reduceerende
stoffen bevatte. Hetzelfde was het geval met het door de British Drug Houses in
Londen als chemisch zuiver geleverde KCl. Na herhaald omkrystalliseeren was hét
KGl van reduceerende stoffen bevrijd en kregen wij, evenals Bang, voor a een
waarde van 1,97.
320
aoH
werd de willekeurige hypothese opgesteld, dat de groep |
- H-C-OH
in het ghicoseiooleciml de retentie veroorzaakt.
Was deze hypothese juist, dan moesten naast de d-glucose eveneens
de 1-gulose, l-talose, 1-mannose en d-galactose tegengehouden worden.
(1) d-glucose
(2) 1-gulose
(3) l-talose
(4) 1-mannose (5) d-galactose
C-OH
1
C-OH
1
C-OH
C-OH
1
C—OH
1
1
H— C— OH
1
1
H— C— OH
j
H— C— OH
1
1
H— COH
1
H-C-OH
1
1
OH-C-H
1
j
H— C— OH
1
H-C-OH
1
H— COH
1
OH— C— H
1
1
H-C-OH
1
OH— CH
1
j
H— C— OH
j
1
OH-C— H
1
OH— C— H
1
H- c—on
1
H— C— OH
1
1
OH— C— H
1
OH-C-H
1
H— C— OH
1
CH,OH
CE.on
1
CH,OH
1
CH,OH
j
CH,OH
Hiervan stonden echter slechts de d-glucose, de 1-mannose en de
d-galactose te onzer beschikking.
Het experiment leerde echter, dat de 1-mannose volkomen door-
ging: in 4 proeven bleek, dat bij doorstrooming met een 0,09 “/o
oplossing, die een reductie gaf, overeenkomende met een glucose-
oplossing van 0,06 de kunstmatige urine eveneens een reductie
van 0,06 bezat, dus geen retentie. Terloops zij echter erop gewezen,
dat na vervaardiging van de 1-mannoseoplossing de draaiing -f- 10, So
bedroeg, 16 uren daarna — 13,5°. In het volgende opstel komen
wij hierop terug.
Wat de d-galactose aangaat, deze werd niet geheel, doch voor
een gedeelte tegengehouden. Ook daarop zullen wij in het volgende
artikel terugkomen.
Verder vorderde onze hypothese, dat de volgende reeks de glome-
rulusmembraan zou passeeren.
(6) 1-glucose
C-OH
I
OH-CH
H-C-OH
OH-C-H
I
OH-C-H
I
CHjOH
(7) d-gulose
C-OH
I
OH-CH
I
OH— CH
I
H-C-OH
OH— C— H
1
CHjOH
(8) d-talose
C-OH
I .
OH-C-H
1
OH-C-H
1
OH-C-H
I
H-C-OH
(O) d-mannose
C-OH
I
OH-C-H
1
OH— C-H
I
H-C-OH
H-C-OH
I
CH^OH
(10) 1-galactose.
C-OH
I
OH-C-H
I
H-C-OH
I
H-C-OH
1
OH-CH
I
CHjOH
CH2OH
321
Wij beschikten slechts over 1-glucose en d-matineso.
Inderdaad bleek, dat de I-glucose, in tegenstelling met de d-glucose,
geheel doorgelaten wordt. Opgelost in de gebruikelijke Ringervloei-
stof vertoonde de 0,1 “/o l-gbicoseoplossiiig een reductie van 0,075 “/o ;
in de 4 proeven bezat de urine dezelfde reductie.
Ook van de d-mannose werd, overeenkomstig de hypothese, geen
spoor tegengehouden *).
De andere hiergenoemde suikers stonden ons niet ter beschikking,
wel echter nog de d-glukosamine :
C-OH
I
H— C-NHj
I
OH-C-H
I
h_c~oh
I
H-C-OH
I
CH20H
Zoowel de oplossing van 0,1 7o van 0,08 "/« d-glukosamine in
Ringer passeerde de glomerulusmernbraan volkomen.
Voorts werden eenige pentosen onderzocht. De hypothese verlangde,
dat de volgende reeks zou tegengehouden worden ;
(1) 1-arabinose
C-OH
I
h-c~oh
I
OH-C-H
I
OH-C-H
1
CH2OH
(2) 1-xylose
C-OH
I
H-C-OH
I
OH-C-H
I
H-C-OH
i
CH20H
(3) d-ribose
C-OH
I
H-C-OH
I
H-C-OH
I
H-C-OH
I
CH20H
Wat de 1-arabinose betreft, werd een oplossing van 0,07 7, door-
gevoerd; zij bezat een reductie van 0,0714 7o glucose, wat ook het
geval was met de kunstmatige urine; er was dus, in tegenspi'aak
met de hypothese, niets tegengehouden.
De 1-xylose daarentegen vertoonde wel retentie, maar deze bedroeg
slechts ongeveer Vs gedeelte, terwijl van de d-ribose niet meer dan
V4 deel werd tegengehouden.
b Vergelijk Hamburger en Brinkman, Versl. Koninkl. Akad. t. Wetensch., Zittings-
verslag van 28 September 1918.
322
Op die partieele retentie van 1-xylose en d-ribose komen wij in
het volgende opstel terug.
Ten slotte volge hier een reeks van pentosen, waarvan de hypo-
these een volkomen doorgaan deed verwachten.
(4) d-arabinose (5) d-xylose (6) d-lykose (7) 1-ribose
C_OH C-OH
C-OH C-OH
1 1
OH— C-H OH-C-H
1 1
OH-C-H OH— C-H
1 1
H-C-OH H-C-OH
1 1
OH-CH OH-C-H
1 1
H-C-OH OH-C-H
1 1
H-C-OH OH-C-H
1 1
CH2OH CH2OH
1 1
CH2OH CH2OH
Van deze 4 pentosen hebben wij slechts de eerste twee kunnen
onderzoeken. Geheel in overeenstemming met hetgeen verwacht
moest worden, was bij de d-arabinose van retentie geen sprake. Anders
was het bij d-xylose, waarvan wederom een gedeelte werd tegengehouden.
Voegen we hieraan nog toe, dat van de d-l-arabinose evenmin
iets tegengehouden werd als van de d- en van de 1-arabinose.
De tetrosen konden niet onderzocht worden; men had anders
moeten verwachten, dat
d-erythrose en d-threose
C-OH
C-OH
1
H-C-OH
1
H-C-OH
j
H-C-OH
1
OH-C-H
1
CH2OH
geretineerd werden, en
1
CH2OH
1-erythrose en 1-threose
C-OH
C-OH
j
OH-C-H
1
OH-C-H
1
OH-C-H
1
H-C-OH
j
CH2OH
doorgelaten.
1
CH2OH
Om het overzicht te vergemakkelijken, laten wij thans een tabel
volgen, waarin de resultaten der onderzoekingen zijn samengevat.
Hierbij zij echter opgemerkt, dat over d-galactose en 1-xylose een
veel grooter aantal proeven verricht zijn. Deze zullen in het vol-
gende artikel een plaats vinden.
323
Permeabiliteit der nieren voor stereoisomere suikers.
Datum
der
proeven.
De doorstroomingsvloei-
stof bevat:
Reductie der
doorstroo-
mingsvloei-
stof, uitge-
drukt in pro-
cent glucose.
De urine
heeft een
reductie
van:
Retentie
(II-III).
Procent
der
retentie
(berekend
uit
I en IV).
15 Nov. 1918
0.09 o/o l-mannose
0.06 %
0.06 %
0
0
12 Juni 1919
0.05 „ d-galactose
0.0964 „
0.0535 „
0.0429
44 o/g
1 Juli 1919
0.25 „ „
0.193 „
0.125 „
0.0680
35 „
19 Nov. 1918
0.1 „ d-glucosamine
0.1125 „
0.1125 „
0
0
11 Aug. 1919 0.08 „ HCl-glucosamine
0.0964 „
0.0964 „
0
0
12 Aug. 1919
0.07 „ „
0.075 „
0.075 „
0
0
14 Nov. 1918
0.1 „ l- glucose
0.075 „
0.075 „
0
0
20 Aug. 1918 0.1 „ d-mannose
0.0825 „
0.0825 „
0
(
1 0
21 Aug. 1918
0.1 „
—
—
—
—
13 Aug. 1919
0.07 „ l-arabinose
0.0714 „
0.0714 „
0
0
13 Nov. 1918
0.1 „ l-xylose
0.0725 „
0.05 „
0.0225
31 %
5 Nov. 1918
0.05 » d-ribose
0.06
0.0468 „
0.0132
22 „
26 Oct. 1918
0.09 „ d-arabinose
0.075 „
0.075 „
0
0
26 Oct. 1918
0.09 ,
0.08 „
0.0745 „
0
0
14 Aug. 1919
0.07 „
0.0535 „
0.0535 ,
0
0
23 Oct. 1918
0.1 „ d-xylose
0.125 „
0.1
0.025
20 o/„
30 Oct. 1918
0.04 „
0.0525 „
0.026 „
0.026
50 „
10 Juli 1919
0.2 „
0.2
0.1783 „
0.0217
10.5*
Vatten wij de uitkomsten van de hierboven beschreven proeven
samen, dan moeten wij concludeeren, dat de hypothese als zou de
C— OH
groep j in het d-glucosemolecuul de oorzaak zijn van de
H— C— OH
retentie, een hypothese die, gelijk wij reeds opmerkten, van geheel
willekeurigen aard was, niet juist kan zijn. Immers, dan zouden
324
1-mannose en 1-arabinose geheel moeten tegengehouden worden, ter-
wijl zij in wei’kelijkheid doorgaan. Aan den anderen kant echter
worden, in overeenstemming met de hjpothese, d-galactose, l-xylose
en d-ribose tegengehouden, maar dit geschiedt slechts met een deel
van ieder der doorgevoerde suikers. En wat nu de suikers aangaat,
waarvan de hypothese een volkomen doorgaan verlangde, zij allen
passeerden inderdaad de glomerulusmembraan, behalve de d-xylose,
die voor een gedeelte werd tegengehouden. Op dit gedeeltelijk tegen-
houden zullen wij, gelijk gezegd, nog in het volgende artikel terug-
komen. Nemen wij voorloopig aan, dat waar een geheele retentie
moest plaats hebben, ook de partieele de hypothese bevestigt; dan
blijven in ieder gevat nog over de 1-mannose en de 1-arabinose,
waarvan, in strijd met de hypothese, niets wordt tegengehouden.
Men zal dus geneigd zijn om een grootere atoomgroep van het
glucose-molecuul aansprakelijk te stellen voor de retentie, zoo bijv.
C— OH
H— C — OH . Maar ook in dat geval moest 1-arabinose geheel wor-
OH— O— H
den tegengehouden.
C-OH
H— C— OH
Wanneer men de atoomgroep nog grooter neemt, nl. OH — C — H
H -C- OH
dan zou deze voor de retentie van glucose aansprakelijk kunnen
gesteld worden, maar dan blijft men toch nog moeilijkheden met de
partieele retentie houden. Voorloopig is het dus gewaagd de retentie
te verklaren met het beeld van sleutel en slot, tenzij men niet een
deel \ an het molecuul neemt, maar de groepeering van het geheel.
Tot een nagenoeg soortgelijk besluit kwam de Graaff bij zijn
uitvoerige onderzoekingen over het gedrag van typhus en para-typhus-
bacillen tegenover stereoisomere suikers.
Bij dezen stand van zaken zal men geneigd zijn een aanknoopings-
punt te zoeken met specifieke physische eigenschappen van de glucose,
en dan denkt men aan oppervlaktespanning, viscositeit en adsorptie.
Wat nu de oppervlaktespanning betreft, werden vergelijkende proeven
verricht met d-glucose en d-fructose ’), van welke laatste suiker,
zooals men zich heiinneren zal, geen spoor door de nier geretineerd
1) W. G. DE Graaff: De biochemische eigenschappen der paratyphusbacillen.
Leiden, S. G. van Doesburgh, 1918.
*) Wij nemen juist deze, omdat wij over een voldoende hoeveelheid van deze
doorgaande suiker beschikken.
325
wordt. Maar het bleek door stalagmometrische experimenten (J. Traube)
en door proeven met behulp van de kapillaire stijghoogte, dat geen
verschil in oppervlaktespanning tusschen de beide suikers bestond.
Evenmin bleek de viscositeit van de beide suikei's een verschil te vertoonen.
Toen wendden wij ons tot 'de adsorptie. Zou liet glomerulusepithe-
lium wellicht glucose adsorbeeren, fructose daarentegen niet ? Eigenlijk
zouden wij ons met proeven in deze richting niet hebben bezigge-
houden, indien O. Cohnheim niet soortgelijke proeven had verricht.
Immers stel eens, dat het glomerulus-epitheliurn d-glncose adsorbeerde,
doch laevulose niet, dan zou het toch uiterst moeilijk zijn om daar-
mede het verschillende gedrag der levende nieren tegenover de beide
suikers te verklaren. Maar in ieder geval zou dit dan toch een
aanwijzing zijn voor de richting, waarin men een verklaring der
feiten zou moeten zoeken. Daarbij komt, dat Cohnheim inderdaad
verschillen kon waarnemen in het adsorptievermogen van fijnge-
maakte niersubstantie van warmbloedige dieren tegenover glucose
en laevulose. Echter zijn er verschillende gronden om de juistheid
van deze conclusie van Cohnheim te betwijfelen. Ik zal daarover op
een andere plaats mededeelingen doen en aan de hand van proeven
met kikvorschnieren aantoonen, dat de door dezen onderzoeker ge-
volgde methode om met fijn-gehakte niersubstantie proeven te ver-
richten over het adsorptievermogen van de nier voor suikers, tot
geheel onbetrouwbare uitkomsten moet leiden.
Samenvatting en Besluit.
Om na te gaan of voor de retentie van glucose door de nier een
bepaalde atoomgroep kan aansprakelijk gesteld worden, werden een
aantal stereoisomere hexosen en pentosen op hun gedrag tegenover
de nieren onderzocht.
C— OH
De hypothese, dat de groep H — C — OH de retentie zou bewerken,
kan niet juist zijn, aangezien de 1 rnannose en de 1-arabinose, die
deze groep bezitten, de nier volkomen passeeren ; terwijl de d-galactose,
de 1-xylose en de d-ribose, waarin deze groep eveneens voorhanden
is, weliswaar voor een deel worden tegengehouden, maar toch ook
voor een ander deel worden doorgelaten (partieele retentie dus).
In overeenstemming met de hypothese werden de suikers, wier
C— OH
eerste atoomgroep niet
H— C— OH
, doch
C— OH
OH-C-H
was, (I-glu-
b Gohnheim: Zeitschr. f. Physiol. Chemie, 84, p. 451.
326
cose, d-niannose, d-arabinose) doorgelaten; alleen de d-xylose, die dit
ook moest vertoonen, werd voor een deel tegengehouden.
De proeven hebben dus twee resultaten opgeleverd :
1'. Va?i alle onderzochte suikers {hexosen en pentosen) wordt alleen
de glucose volkomen tegengehouden.
2°. Deze exceptioneele eigenschap kan niet aan de atoomgroep
C-OH
H — C — OH toegeschreven worden, evenmin aan een grootere atoom-
groep in het molecuul-, zij schijnt aan de geheele atoomgroepeering
van het glucosemolecuul gebonden.
Toch zal in het volgende opstel, in het licht van de partieele re-
tentie blijken, welk een belangrijke beteekenis de groep
H— C— OH
hier bezit.
De boven beschreven onderzoekingen werden voor een deel ver-
richt door den Heer C. L. Alons, Med. Cand, assistent aan het
laboratorium.
Groningen, September 1919.
Physiologisch Laboratorium.
Physiologie. — De Heer Hamburgkr biedt eeiie mededeeling aan,
getiteld : „De partieele Permeabiliteit der Glomerulusmembraan
voor d-galactose en eenige andere multiroteerende Suikers”.
Reeds door vroegere ondeizoekingen was gebleken, dat c^-galactose
slechts gedeeltelijk door de glomernlns-membraan wordt tegenge-
houden *). Bij nader inzien schijnt dit echter met het begrip permea-
biliteit weinig in overeenstemming te zijn, want een filter houdt öf
een stof terug, óf laat deze zonder meer passeeren ; een middenweg
laat zich nauwelijks denken, wanneer men namelijk met een enkel-
voudige stof en niet met een mengsel te doen heeft. Wij zijn dan
ook geneigd geweest om het begrip permeabiliteit te laten vallen,
maar, zooals uit het vorige opstel blijkt, hebben wij tevergeefs
getracht, aansluiting te zoeken met oppervlaktespanning, viscositeit en
adsorptie. Daarom keerden wij weder naar het perrneabiliteitsbegrip
terug.
Bij nadere beschouwing schenen ons twee verklaringen mogelijk.
1*. De concentraties, waarin de galactoseoplossing tot dusverre
was aangewend (0,1 Vo en 0,15 ®/o). waien te hoog, rn.a.w. ze lagen
boven de tolerantie der nier voor d-galactose. Wij dachten hierbij
aan onze ervaringen omtrent de glucose; wij vonden toch indertijd *),
dat wanneer het glucosegehalte van de doorstroomingsvloeistof de
physiologische waarde slechts met 0,02 overschreden heeft, reeds
een weinig van de glucose wordt doorgelaten en dat deze hoeveel-
heid toeneemt, naarmate het suikergehalte der doorstroomingsvloeistof
hooger wordt, zoodat, wanneer het glucosegehalte der doorstroomings-
vloeistof 0,2 °/(, is geworden, nagenoeg niets meer wordt tegenge-
houden. Het was dus niet uitgesloten, dat ook de galactose-concentratie
te hoog was geweest en dat het daaraan moest worden toegeschreven,
dat een deel geretineerd werd, een ander deel niet. Daarom was
het gewenscht, tolerantiebepalingen der nieren voor d-galactose te
verrichten. Zou het dan blijken, dat de galactose ook in zwakke
concentraties niet evenals glucose, geheel kon tegengehouden worden,
dan kon het verschijnsel der partieele retentie niet door het tolerantie-
1) Hamburger en Brinkman, Versl. Koninkl. Akad. v. Wetensch., Zittingsverslag
van 28 Sept. 1918.
®) Hamburger en Brinkman, Biochem. Zeitschr., 88, 97, (1918).
328
begrip verklaard worden en dan zon per exclnsionem een tweede
verklaring de juiste moeten zijn.
2*, Deze tweede verklaring kon gezocht worden in het feit, dat
de d-galactose in twee modificaties voorkomt, een a- en /3-vorm. In
waterige oplossing verkeeren deze beide vormen met elkander in
evenwicht. Aangenomen moest dan worden, dat een der beide modi-
ficaties door de glomernlnsmembraan geretineerd wordt, de andere
daarentegen niet.
1. Tolerantie der nieren voor d-galactose.
Om de tolerantie te bepalen, werd de doorstrooraings-vloeistof
bedeeld met verschillende hoeveelheden d-galactose, liggende tusschen
0,05 •/„ en 0,25 "/o- volgende tabel geeft een overzicht van de
verkregen resultaten. Zij zal zonder nadere toelichting duidelijk zijn.
Slechts zij opgemerkt, dat voor de bepaling der reductie de nieuwste
methode van Bang (1918) werd gebruikt '). Telkens werden de
beide nieren van 2 kikvorschen tegelijk doorstroornd. (Zie tabel I).
Wat leeren deze proeven?
1*. Dat geen van de gebruikte galactoseoplossingen, wier concen-
traties zich, gelijk gezegd, bewegen tusschen 0,05 */o ©r' 0>25 "/o. geheel
door de nieren worden teruggehouden.
2“. Dat in alle gevallen de retentie gemiddeld de helft bedraagt,
onveischillig of doorstroornd is met een zwakkere dan wel met een
sterkere galactoseoplossing.
Op beide punten wijkt de galactose van de glucose af; immers
werd bij de glucose een volkomen retentie gevonden, wanneer
de oplossing beneden 0,05 “/o — t),087o (individueele verschillen) lag,
bij de galactose daarentegen is van een volkomen retentie geen
sprake. Eu wat het tweede punt betreft, blijft bij de galactose, niet-
tegenstaande de stijging van de suikerconcentratie, de tolerantie
onveranderd. Eerst wanneer de concentratie 0,25 "/e bedraagt, begint
de tolerantie af te nemen. Proeven met hoogere concentraties waren
niet uitvoerbaar, daar dan de afscheiding van kunstmatige urine te
gering wordt.
Wij beschikken nog over eenige oudere proeven, waarbij de
reductie bepaald werd volgens de vroegere methode van Bang (1916),
en die reeds gedeeltelijk gepubliceerd werden. Men vindt ze te zamen
in tabel II. Gelijk men zal opmerken, veiloonen de uitkomsten niet
dezelfde gelijkmatigheid als die van Tab. I, maar zij liggen toch in
dezelfde richting.
1) Men vergelijke hiervoor ons vorige opstel in deze Verslagen, p. 319.
TABEL L
De tolerantie van de glomerulusmembraan voor rf-ga1actose.
329
C V
ro
> 5 5 -g
OJ aj ^ ^
"O -rl
£.■2 0)
^ p -o oiO
fl; ir. ^ ^
•5 «u ge"
(/)(/)
11? r
cj i2 h u
sai's
o- 5
X
O iTf
Cvj l'O
Tt* Oï
O |0
sO fO
ir\ m
sO fO
IA ro
IA IA
Al r"
ii-\ IA
fvl fA
ro
f<) ro
o
D::
o>
O)
lO
lO
Oï
co
co
r-
cvi
CN
h-
OÜ
kO
Aa
a>
iO
AJ
A-
AJ
ro
r-
O
co
a;
TT
co
iO
kO
a)
CO
r-
co
4»
O
O
o
O
o
CN
o
o
o
o
o
O
o
O
c
d
d
d
d
d
d
d
d
d
d
d
o
d
o
J
co
Ok
co
00
lO
r-
r'
CN
GO
kO
kO
CN
Al
o
r*
Al
co
co
co
CO
co
co
CO
co
kO
co
co
o
O
o
O
O
o
o
o
o
o
O
o
d
d
d
d
d
d
d
d
d
d
o
o
o
O)
D::
c
^ ‘IJ
S •
4^ ® !ü
c
OJ 0^ S
4^ > -2
-o
4> C o
.£ ïo-'
— <U
4J •-
*o ^
kO
kA
■w^
lA
r-
CO
co
co
p'
OÜ
CN
o
p'
Oi
kO
kA
kA
kO
»A
CN
CO
kA
co
kA
00
Al
o
o
O
o
o
o
O
o
O
o
<3
O
o
o
d
d
d
d
d
d
d
d
d
d
d
3 oJ
o; ^
Q -o
4^
I
sz
^ u
a> S
u
o; =
•O u
^ <y
kA
h'
co
co
o
kO
kA
lA
p-
a>
kA
kA
kO
co
ro
CO
CO
kA
kA
o
co
Al
CO
O
O
o
O
o
O
o
CO
O
o
o
O
d
d
d
d
d
d
d
d
o
d
d
d
o
I
g 'f S aJ
^ ^ O
I- s -o o
JU tuO?^ 3
^ c ^ öiO
” E 3 o
o o, -o'
O
O
o
m
00
l>-
o
o
o
iD
O
O c
.3
(/)
O o
? te 3 aJ
2 ifi
|1|«
^ ÖiO 4» CÖ
<ü.E-Q
Q E
iO lO
o o ^
oo oo oo oo
lO kO
d d
C4
d d
iC kA
CN AJ
t -C
o
>
<CQ <03 < ca < ca < ca < ca < ca
u
o>
4k •
•O n
Oi
4>
E
• wm
C OJ
c
C
C
p o
3
3
3
3
3
3
3
5 a
•->
Q
Al
CO
O
CO
TABEL II.
Het gedrag der nieren tegenover galactose.
330
G ^
^ ^ ’a
o; ^ 3
^ «Q
g.'2 <u c
^ C’O o
Aj C
O)
<uO
•c .
U CJ
C 5 01
o WO
is
p “ “
/P M >
.iÉ >
U
o 5 c
o X) m
O'
ro
T- T- O vO 9^
o vO
ro ro
9'
C>4
u
<D
*3
in
m
in
iO
»o
kA
kO
in
lO
CM
CM
CM
in
p*
CM
co
CM
CM
CO
(>•
CM
CM
CM
CM
<U
O
o
o
O
O
o
o
C-5
O
O
o
o
c
O
o
o
O
o
o
o
o
O
O
O
o
d
u
o;
c
in
in
CM
kO
kO
o
in
m
in
CM
CM
co
co
O
CM
r-
iO
r*
kA
Um
CN
CM
CM
CM
co
CO
CM
CM
CM
CM
a>
o
O
O
o
O
o
o
o
O
o
o
o
O
j;:
o
d
O
o
O
o
d
d
O
o
d
o
o
0)
Di
: u
* ^
in
lO
ïO
in
kO
CM
CM
o
CM
CM
00
kO
) c
CM
CO
CO
CO
kO
00
o
lO
kO
j
O
o
o
o
o
o
o
o
o
o
O
o
o
< CU
o
o
<D
o
o
d
d
d
d
d
O
d
o
ic
[ o;
co
lO
in
in
CM
in
CM
O)
00
CO
co
kA
rr
. c
<N
CO
CO
r-
«o
»f>
kO
>
o
O
o
o
o
o
o
o
o
O
o
o
o
* u
CU
o
o
o
o
d
d
d
d
d
o
d
d
o
o
i:
t:
M
R
•
in
kO
kO
in
lO
iO
CM
CM
r-
in
in
00
Oi
o
o
o
o
O
o
O
o
o
d
o
d
d
d
c
01
c tuo
S o =ü
^ p U)
it: £ S
flj > *^
•=•0 M
0.) C O
•E Si^
^ ^ M
cj co
<D 3 >
^ a>
•o
-C
o
<u
CJ
u * ^
0 o 3 5^
^ •c l- o
01 SJ, "S 3
=-£^-5)
:S E ^ o
E o
•o u ^ c
o o
g-So C 43
g’i-o
§ ^ > .5
"O bi} Qj a
oj .E ^
o E
in
o
TG ^
^ O
>
< CQ
<CQU <CQU <CQ
o
•o
5
3
CO
Q
oo
5>
CJ
O
b/i
b/i
b/)
3
3
3
<
<
<
CO
00
a
OI
C/)
M
3
<
eo — —
331
Ook uit deze tabel blijkt, dat, in tegenstelling met hetgeen steeds
voor glucose werd gevonden, in geen der proeven de galactose geheel
wordt tegengehouden en verder, 'dat het geretineerde deel ongeveer de
helft, hier de kleinste helft, bedraagt.
Daarmede is dus de op pag. 328 genoemde eerste verklaring ver-
vallen en zijn we wel genoodzaakt per exclusionem de tweede
verklaring aan te nemen, n.1. die, welke berust op de overweging,
dat in waterige oplossing de galactose in twee modificaties voorkomt.
2. De galactoseoplossing bevat twee vormen van galactose, die
zich tegenover de nieren verschillend gedragen.
Zooals bekend is, vertonnen een groot aantal suikers multirotatie
(Dcbrunfaut), d.w.z. eenigen tijd na de bereiding der waterige
oplossing bezitten zij een andere, meestal een geringere specifieke
draaiing dan onmiddellijk nadat de oplossing is vervaai'digd. Men
heeft daarvoor verschillende verklaringen gegeven, waarop wij hier
niet behoeven in te gaan. Men is het er echter over eens geworden,
dat onder den invloed van het oplosmiddel een deel van de suiker
in een anderen vorm overgaat van een geringer draaiings vermogen.
De twee vormen zijn met elkander in evenwicht.
Deze gedachte is in de eerste plaats gegrondvest op de onder-
zoekingen van Tanret ^), die uit een oplossing eerst van glucose,
weldra ook van d-galactose en andere suikers, drie vormen kon
afscheiden met verschillend draaiingsvermogen en verschillende andere
physische eigenschappen en die hij met a, en y betitelde: de
«-moditicatie van d-galactose met een specifiek draaiingsvermogen
van -{- 135°, een ^-modificatie met [«]d — 81°, en een y-modi-
catie van [«jo = + 53°.
Nadere onderzoekingen, vooral van E. Roux ’) en verder van
Bourqüeeot '), hebben echter geleerd, dat de /J-vorm van Tanret
geen zelfstandige suiker is, maar bestaat uit een mengsel van a en y,
die met elkander evenwicht maken.
Het schijnt mij nuttig hier te wijzen op een verwarring in de
literatuur, die mijzelf veel last heeft veroorzaakt en, naar ik vernam,
ook anderen. In verschillende wetenscha[)|)elijke verhandelingen en
leerboeken wordt erkend, al of niet stilzwijgend, dat er slechts 2
h Tanret, Bulletin de la Société Ghimique, [3], 13, (1895), p. 728 [3], 16,
(1896), 195.
•) E. Roux, Ann. Chim. et de Phys., VII Série, 30, p. 422.
*) Bourquelot, Journal de Pharm. et de Chem. [7], 14, (1916) 225.
22
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
332
modificaties bestaan, en men noemt deze dan de «- en de /?-modi-
ficatie. Men zal begrijpen, dat de liierbedoelde /?-modificalie eigenlijk
is de y-modificalie van Taniiet. Maar vooi' zoover ik gezien heb,
voegt niemand dit er aan toe. Tot welke foutieve opgaien deze
verwisseling kan leiden, blijkt o.a. uit de bekende tabellen van
Landolt-Bohnstein, 4e Aufl., 1912. Daar leest men bij d-galactose:
,,Anfangsdrehung nach 7 Minuten als o-Modifikation
Enddreliung nach 7 Stunden als /1-Modifikation -j- 80°. 27. Nu is
indei'daad de einddraaiing, die een gewone d-galacloseoplossing ver-
toont, 80°. 27, of eenvoudig 81°, maar dit is niet de draaiing van
de tweede modificatie; die draaiing is -1-53°. Een draaiing van 81°
ontstaat, wanneer de twee modificaties van 117°. 5 en -1-53° met
elkander evenwicht maken. En dit evenwicht ontslaat zoowel wan-
neer men van a als van y uitgaat. In beide gevallen ontstaat een
mengsel met een rotatievermog’en van 81°.
Het is wellicht nuttig om hetgeen hier voor d-galactose in het midden gebracht
werd. ook voor de zooveel meer gebruikte d glucose onder het oog te zien.
Tanret onderscheidt .3 vormen van d-glucose, een a-vorm met [a]i) = 106°,
een /?-vorm met [a]j) = 53°, en een y-vorm met [a]^ = 19°. Zoowel de a als de
y-vorm vertoonen na oplossing in water ten slotte een rotatie van 53°. Tanret’s
/? vorm moet, zooals de onderzoekingen van Roux e. a. geleerd hebben en thans
wel algemeen aangenomen wordt, als een evenwicht van « en y worden aange-
zien; /? is dus geen zelfstandige modificatie, doch slechts een mengsel Maar nu
leest men het volgende: er bestaan 2 modificaties van glucose, de a- en de /J-vorm,
en dan voegt men er niet zelden aan toe: de a vorm gaat in den /?-voim over.
Hoe kunnen zij, die zeggen, dat hier een evcnwichtsreaclie aanwezig is, dun spreken
van een evemvkht tusschen <x en /3? Zeide men, de a gaat gedeeltelijk in den
/?-vorm over, dan zou men duidelijk zijn.
Bij Holleman vindt men in zijn bekend leer boek over Organische Chemie, 5e dr.,
1912, p. 3ü0, de zaak al weder anders voorgesteld. Deze spreekt ook van een
a-vorm van 106°, een /?-vorm van 19° en een y-vorm van 53°. Deze y-vorm is
volgens hem een mengsel van « en /?. Wat bij Tanret y is, noemt Holleman dus /?.
Men vraagt zich af, wat de oorzaak is, dat men zich aan de nomenclatuur van
Tanret niet gehouden heeft. Nadat Emil Kischer geleerd had kunstmatige glm osiden
te bereiden, *) toonde hij aan, dat van ieder gliicosied stereoisomere modificaties
beslaan : de eene werd aangetast door biergist (invertine) en de andere door
emulsine. Ter onderscheiding noemde hij de eerste het a glucosied en het tweede
het /?-glucosied, en de daaraan beantwoordende glucose-vormen ex.- en /?*d glucose *)
Het is aan die nomenclatuur, dat de latere schrijvers schijnen te hehben
vastgetiouden. Daartoe bestond in zooverre aanleiding, dat wanneer er slechts twee
vormen beslaan, het minder rationeel schijnt, de tweede y te noemen. Toevalliger-
wijze komt hetgeen E. Eischer /? noemt, overeen met hetgeen Tanret tezelfder
tijd met y betitelde.
') Emil Eischer, Ber. d. D Chem. Ges. 26, 2400 (1893).
!) Dezelfde, Ber. 27, 2985, (1894); 28, 1145, (1895).
3) Vergel. ook E. Eischer, Z. f. physiol. Chemie 26, 60, (1898).
333
Om nu de parfieele retentie van de door de nieren gevoerde
galactoseoplossing te verklaren, nemen wij aan, dat slechts een van
de heide modijicaties door de ylomeridusmembrnan moordt tegengehouden,
de andere doorgelaten.
Zooals uit tabel I en II blijkt, woi'dt van iiiel te groote concen-
traties ongeveer de helft geretineerd.
Nu is het, bij nadere beschouwing van hetgeen boven werd aan-
gevoerd, mogelijk, op eenvoudige wijze de relatieve hoeveelheden «-
en /?-galactose te berekenen.
Noemt men in de d-galactoseoplossing, waarin evenwicht bereikt
is, tusschen (t en i?, x de hoeveelheid van den u-vorm (draaiing -|- 135°),
dan is (1 — x) de hoeveelheid van den /1-vorm (draaiing -j- 53°), en
dan moet, daar de draaiing van het mengsel -f- 81° bedi-aagt, de
volgende vergelijking gelden :
135x + 53(l— x) — 81.
X = 0,34.
1— X = 0,66.
Dus is de verhouding tusschen de hoeveelheden van den a- en
den |?-vorm 34 : 66.
Deze getallen nu maken geen aanspraak op groote nauwkeurigheid,
want in de eerste plaats vindt men bij andere schrijvers voor de
specifieke draaiing der ö-moditicalie niet 135°, maar 117°. Is dit
getal het juiste, dan zou men voor de verhouding tusschen de beide
modificaties krijgen 44 : 56. Verder heeft men te bedenken, dat de
concentratie en de temperatuur der galactoseoplossing niet zonder
invloed op het evenwicht zijn. In het algemeen kan men echter
wel zeggen, dat de grootere helft de /l-vorm is (y-vorm volgens Tanret).
Een dergelijke verhouditig laat zich ook uit de onderzoekingen
van E. Roux over de omzettingssnelheden van den «- en y-voi‘m
afleiden.
Het is nu zeer merkwaardig, dat ook in onze doorstroomings-
proeven ongeveer de helft der galactose woidt teruggehonden. Dit
parallelisme is als een steun voor onze hypothese te beschouwen.
Of het de «- dan wel de y-vorm is, die geretineerd wordt, durven
wij op het oogenblik niet met zekei-heid zeggen. Dat zou het geval
kunnen zijn, ten eerste indien de rotatiewaarden, waarvan wij boven
gebruik maakten, bij de afleiding van de relatieve hoeveelheden van
den a- en y-vorm bij zoo zwakke concentraties waren gemeten als die
phj'siologische concentraties, welke wij bij de doorstroomingspioeven
hebben aangewend (0,057o — 0,15“/j)- In de tweede plaats laten ook
de rotatiewaarden, van chemische zijde verricht bij concentraties van
6“/, — 18V*> wenschen over. En dan verder mag men niet
22*
334
vergeten, dat de nanwkeurigheidsgrens van de reduotiebepalingen
bij onze doorstrooinings|)roeven nit den aard der zaak beperkt is.
Orn dit in te zien moet men bedenken, dat de hoeveelheid kunst-
matige urine bij de kikvorschproeven slechts 0,1 co. bedroeg. Nemen
wij nu een willekeurig voorbeeld, om te zien, welken invloed een
geringe fout bij de titi'atie heeft.
In tab. 1 werd bij doorsti'oorning met 0,15 "/o galactose voor het
verkrijgen van de eindreaetie gebruikt :
1 rechter nier J,83 cc. thiosulfaat
voor urine van kikvorsch A
I linker nier 1,81 ,, „
rechter nier 1,83 ,, ,,
voor urine van kikvorsch B
linker nier 1,80 ,,
Uit deze getallen laat zich een galactose-retentie berekenen voor
kikvorsch A van 55 7o en 49 7o. ''Oor kikvorsch B van 55 7o ««
46 7»- Een fout dus van 0,0'2 cc. thiosulfaat heeft een fout in het
retentievermogen gegeven van 55 — 49=6 7o-
Om de nauwkeui igheid hooger op te voeren, zou men met groo-
tere dieren moeten werken, die dus meer urine leveren, met nieren
derhalve van warmbloedige dieren. Daartoe heeft men echter een
kamer noodig, die op lichaamstemperatuur moet gebracht worden,
wat onder de tegenwoordige tijdsomstandigheden nog niet mogelijk is.
Hoe dit ook zij, indien de verschillen tusschen het geretineerde
en het niet-geietineerde veel grooter waren geweest — wij vonden
immers ongeveer de helft wel en de helft niet geretineerd — en
daarmede in overeenstemming het verschil tusschen de hoeveelheid
der a- en ^/-modificatie der galactose-oplossing aanzienlijker, dan
zoude nu reeds dadelijk in het oog zijn gesprongen, welke vorm
geretineerd wordt en welke vorm niet. Wij komen bij de xylose
daarop terug.
Alvorens tot het gedrag van xjlose over te gaan, willen wij nog
een tegenwerping onder het oog zien, die bij oppervlakkige beschou-
wing tegen onze voorstelling zou kunnen gemaakt worden. Men zou
kunnen opmerken, dat wanneer één van beide modificaties door de
nier verwijderd is, uit de andere in de circulatie achtergebleven
modificatie zich weer de eerste zou kunnen vormen, en dat op die
wijze ten slotte alle galactose de nier zou moeten verlaten. Men
bedenke echter in de eerste plaats, dat zich in onze doorslroomings-
proeven uit de doorstroomingsvloeistof slechts een geringe hoeveel-
heid urine vormt en dus slechts weinig van de eene soort galactose
verwijderd wordt. Verder bedenke men, dat niet, zooals in het nor-
335
male lichaam, dezelfde doorstroomingsvloeistof blijft circuleeren ; in
onze proeven keert de uit de vena renalis vloeiende oplossing niet
meer in de arteria renalis terug.
Maar wat zou dan wel de oorzaak zijn, dat in het normale orga-
nisme de urine niet altijd galactose bevat, d.w.z. die moditicatie,
waarvoor, naar onze voorstelling, de nier permeabel is? Is het
misschien juist deze vorm, die voor den opbouw van de cerebrosiden
gebruikt wordt? Dit zal nog door verdere onderzoekingen moeten
uitgemaakt worden.
Ten slotte schijnt het, alvorens de galactose te verlaten, interes-
sant, nog met een enkel woord de aandacht er op te vestigen, hoe
gering het verschil in structuur van den «- en y-vorm is, waaraan
het al of niet geretineerd worden gebonden is. Dank zij vooral de
onderzoekingen van Emil Fischer (l.c.), Alberda van Ekenstein,
Bökseken^), waarmede ook die van Bourquelot’) overeenstemmen,
moet men, eenigszins in afwijking van de gebruikelijke opvatting wet
aannemen, dat de structuurformules van de beide galactosevormen
zich op de volgende wijze laten uitdrukken.
; H-C-OH
H-C—OH
OH-
C— H
H-C-OH
I
CH2OH
«-d-galactose.
Uit deze formules blijkt, dat hier mutatis mutandis de retentie
uitsluitend afhangt van de onderlinge plaais van de OH en H aan
het eerste asymmetrische C-atoom.
De yartieele retentie van l-xylose.
De gedachte aan de in de vorige paragraaf gegeven verklaring
van de partieele retentie der galactose-oplossing was bij ons opge-
h Böeseken, Verst. Koninkl. Akad. v. Wetensch., Zittingsversl. van 29 Juni
1912; 25 Maart 1916.
*) Bourquelot, l.c.
336
komen, toen waargenomen werd, dat ook xylose-oplossingen een
partieele retentie ondergingen. Want in overeenstemming hiermede
staat het feit, dat evenals uit galactose-oplossingen, ook uit xylose-
oplossingen door Tanuet twee modificaties konden afgescheiden
worden. Ook van xylosen heeft Emil Fischer twee glucosiden, of
beter gezegd, twee xylosiden kunnen afscheiden, een «- en een
iï-vorm, bijv. :
CH2OH CH2OH
«-melhyl-l-xyloside ^-methyl-l-xyloside,
waarvan de eerste alleen door invertine wordt omgezet en de tweede
alleen door emulsine en die door Fischer met « en werden aan-
geduid. Deukt men zich de CH, vervangen door H, dan ontstaat
weer n- en fi-xylose.
Gelijksoortige proeven als voor galactose werden dan ook voor
1-xylose verricht. AVij laten een tabel volgen, die bedoelde experi-
menten bevat. (Zie tabel 111).
Uit deze tabel blijkt, dat de 1-xylose evenmin als de d-galactose,
volkomen tegengehouden wordt. Steeds gaat het grootste gedeelte
door de glornerulusmembraan heen, een procentisch grootere hoeveel-
heid echter, dan bij de galactose het geval was. Gemiddeld woi’dt
van de 1-xylose, aangewend in concentraties, waarbij de afscheiding
van kunstmatige urine niet lijdt, tusschen 7» V4 tegenge-
houden.
Nu vindt men bij von Ltppmann 7 voor de rotaties der 1-xylosen :
Begiiidraaiing -|~ "^8°. einddraaiing -j- J9^. De «-vorm draait dus
-|- 78°, de i^-vorm is evenwel nog niet geisoleerd, en dus is niet uit
te maken, in hoeverre deze mede de einddraaiing -j- J 9° beinvloedt.
Ook voor xylose is dus hieruit niet af te leiden, Avelke modificatie
door de nieren wordt tegengehouden en welke doorgelaten.
Dat de glomei-ulusmembraan het vermogen bezit een doorgaande
en niet doorgaande suiker als het ware gelijk een zeef quantitatief
7 Von Lipuann, Chemie der Zuckerarten.
TABEL III.
Tolerantie der nieren voor /-xylose.
337
C
>
*0 •— 3
• — 1.» o ^
c c
43T3 U
"• S ^ 2;
5 -O *1^
5?) =
•IC c« flJ c ^
o *0 4>
C3 ^
^ ^ « c
o ^ > c
O' ro.
fO co
ro ro
ïf\
T-
ir\ 00
sO 00 ^
^ C^l <N
CO
co c> lO co
CN ^ CO CO
O O o o
co 00
rf (^J
O o
ro \o
<M — .
O O
O S ^00
CVJ o CO CM
O O o o
C^'
o o
oo oo oo oo
u
3
*0
a>
c o
(L U
biO
tuO®
OJ S
c co
.5 >
0)
Q
<i>
c
0)
(U .3
•o CS
co
m cn co lO
co co to r*
o o o o
O)
ïfi iO —
CM ^ l>
m
o o
GO
o
o o o o
o o o o
u
o
t- co
lO
ro CO
O o
m CM
r-
o o
in CM
CM CO
O O o o o o
"I — 1“
CM CM
lO
^ <yi
— o
iiO iO
r- r-
o o
o o
§ li
^ C 3 (ƒ)
T’ Q
o; -E .-= M
i =
^£=.S
, ^
O)
kO
o
00
o
CM
O
O
O O
p cn c .
i: X
cfl o ^
^ ^ o
C > "^ —
•3 CX 53
c= ^ •
<SJ *3
O E
m
o
CM
O
A CJ
^ (/)
bc; o
>
<CQ <CQ <CQ < ca <CQ <0Q
u
4^
Oï
o>
o»
o»
00
00
^ S
O)
s
S
o»
5
5
E S
3 O
>
”3 u
*3
*3
*3
3
CJ
o
ca Q_
_ Wi.
o
2:
«•M
r-
00
O
o
CM
1) In deze reeks bedroeg de hoeveelheid urine, uit elke nier afzonderlijk afgescheiden, minder dan 0.1 cc. Daarom werden
de vloeistoffen uit de linker en rechter nier niet bij elkaar gevoegd. In net algemeen kon men bij hoogeie xyloseconcentraties
steeds een langzamere urmeafscheiding waarnemen.
2) De beide laatste met * aangeduide reeksen zijn met behulp van de vroegere BANo’sche methode (1916) uitgevoerd.
338
te scheiden, konden wij vroegei- aantonnen aan mengsels van glucose
en frnctose, en van glncose en lactose ^).
Merken wij nog op, dat de onderzoekers, die zich bezighouden
met de onderscheiding van suikers door middel van microben ’), er
rekening mede hebben te honden, dat de beide modificaties, waarin
tal van die suikers voorkomen, zich niet op gelijke wijze tegenover
die organismen behoeven te gedragen. Overigens zijn bij zulke proeven
de verhoudingen wel eenigszins anders dan bij de onze; immers
men heeft bij de vergislingsproeven te doen met evenwichtsverstoringen,
verooi'zaakt door het eventueel verbruik van een der modificaties,
een verstoring, die evenwel hersteld wordt. (Vergl. blz. 334).
Het gedrag der nieren tegenover andere suikers, dan galactose
en xylose.
Uit de tot dusverre beschreven onderzoekingen is gebleken, dat
men 3 gevallen onderscheiden kan:
1'. De suiker wordt, wanneer de concentratie de phj'siologische
grens niet meer dan een weinig overtreft '), volkomen geretineerd.
Dit geldt uitsluitend voor de glucose.
V. Er heeft een partieele retentie plaats. Dit was het geval bij
oplossingen van d-galactose, van d- en 1-xylose, van d-ribose en van
maltose.
3“. Er wordt niets tegengehouden. Wij vonden dit voor 1-glucose,
1- en d-arabinose, 1- en d-mannose en lactose.
Maar alle onder 1", 2“ en 3° genoemde suikers vertoonen multi-
rotatie en komen dns in 2 modificaties voor. De vraag ligt dns voor
de hand: waarom gedragen zich niet ook de sub 1“ en 3° genoemde
suikers als de galactose, m.a.w. waarom \ertoonen zij niet alle par-
tieele retentie? Ik meen, dat de verklaring daarin moet gezocht
worden, dat van glncose de beide modificaties tegengehouden worden,
van galactose en van de andere sub 2“ genoemde suikers slechts
één rnodificalie, en van arabinose en de andere onder 3" genoemde
geen van de beide vormen.
Het zal onze taak zijn, deze zienswijze aan het experiment te
toetsen. Wij houden ons daarmede bezig; wij hebben voorloopig
reeds bevredigende resultaten bereikt.
1) Hamburger en Brinkman, Koninkl. Akad v. W., Ziltingsverslag v. 28 Sept. 1918.
*) Vergel o.a. A. J. Kluyver, Biochemische Suikerbepalingen. Diss. Delft 1914.
W. C. de Graaff, De biochemische eigenschappen van paratyphusbacillen,
Leiden, S. G. van Doesburgh, 1919.
®) Hamburger en Brinkman, Die Toleranz der Nieren für Glukose, Bioch. Zeitschr,
94, 131, 1919,
339
Samenvatting en Besluit.
De boven beschreven onderzoekingen honden zich bezig rnet de
vraag, wat de oorzaak kan zijn, dat uit een 0.1 ° oplossing van
d-galactose slechts een deel van de suiker wordt tegengehouden, het
andere deel niet. Twee verklaringen waren mogelijk : De eerste
bestond daarin, dat de vroeger door ons gebruikte oplossing van
gaiactose, namelijk 0,1 “/o. wellicht te hoog genomen was. Er werd
namelijk gedacht aan onze vroegere onderzoekingen over glucose,
waarbij o. a. bleek, dat wanneer door het bloedvaatstelsel van de
nier een glucoseoplossing geleid wordt, die de physiologische waarde
(± 0,07 7e) slechts ongeveer 0,03 7o overtreft, reeds een weinig
suiker wordt doorgelaten en dat deze hoeveelheid stijgt, naarmate
het glucosegehalte grooter wordt, en wel in dien zin, dat bij gi'ootere
glucose-concentraties steeds minder glucose wordt tegengehouden. De
nier kan grootere glucose-concentraties niet verdragen, m.a.w. de
glomerulusmembraan wordt ziek. Tegenover de gaiactose echter
gedroeg zich de nier geheel anders. Onverschillig of kleinere dan wel
grootere concentraties werden doorgevoerd, steeds werd een gedeelte
doorgelaten, en, wat merkwaardig is, steeds ongeveer de helft (zie
tabel I en 11). De eerste verklaring kon dus niet de juiste zijn.
Per exclusionem moest dus de tweede wel aangenomen worden,
nl. deze, dat van de beide modificaties, waarin de d-galactose in
waterige oplossing aanwezig is, de «- en de i3- modificatie, de eene
geretineerd wordt, de andere doorgelaten. Deze voorstelling is in
overeenstemming met het vroeger door ons waargenomen feit, dat
de giomeralusmernbraan in staat is, doorgaande en niet doorgaande
suikers quantitatief van elkander te scheiden, wat aangetoond werd
bij mengsels van glucose en fructose en van glucose en lactose.
Verder vindt de voorstelling nu een kraclitigen steun in het feit, dat
volgens onze berekening in een oplossing van d-galactose nagenoeg
evenveel van de a- als van de /?-modificatie voorhanden is ; dezelfde
verhouding dus ongeveer, waarin zij geretineerd en niet-geretineerd
wordt. Welke vorm wordt tegengehouden, de «- of de /S-vorm is
op het oogenblik juist met het oog daarop niet met zekerheid te
zeggen. Evenmin kan inen dit doen ten aanzien van de 1-xylose, die
evenals de d-galactose, een partieele retentie vertoont. Het is namelijk
uit onze doorstroorningsproeven gebleken, dat gemiddeld 74 lol V«
deel der i-xjlose wordt tegengehouden.
Uit hetzelfde gezichtspunt mag men nu bezien de partieele retentie,
welke werd waargenomen bij d-xjlose, bij d-ribose en bij maltose.
Ook deze reduceerende suikers komen in overeenstemming met hun
340
inultirotatie in twee modificaties voor ; ook deze suikers vertoonen
partieele retentie.
Intusschen is gebleken, dat niet alle suikers, die in oplossing in
twee modificaties voorhanden zijn, partieele retentie vertoonen.
Vooreerst niet de d-gincose, die in phjsiologische concentratie aan-
wezig, geheel door dc glornerulnsmembraan wordt tegengehouden en
als zoodanig een geheel bijzondere plaats inneemt ; en toch, ook de
glucose komt in 2 modificaties voor. Het laatste geldt ook voor de
1-glncose, de d-mannose, de 1- en d-arabinose. Van deze suikers
wordt niets tegengehouden.
Resumeereude, kan men de multiroteerende suikers in drie groepen
verdeelen :
1“. de groep, en daarvan kennen wij slechts één vertegen woordiger
n.1. de d-glncose, waarvan de beide moditicaties worden tegengehouden;
2°. de groep (d-galactose, d- en 1-xjlose, d-ribose), waarvan slechts
één modificatie wordt tegengehouden ;
3“. de groep (l-glucose, d-mannose, d- en 1- arabinose), waarvan
geen van de beide modificaties wordt geretineerd.
Bij de meer uitvoerig onderzochte leden van de 2e groep, nl.
d-galactose en 1-xjlose, wordt het al of niet geretineerd worden
geheel beheerscht door de plaats, die de aan het asymmetrische
C-atoom gebonden H en OH ten opzichte van elkander innemen.
Opmerking verdient nog, in de eerste plaats, dat de hier voor-
gedragen voorstelling, die door tal van proeven behoort te worden
gecontroleerd, een physiologischo illustratie geeft van het bestaan
van de langs chemischen weg gevonden modificaties. In de tweede
plaats stellen zij in het licht, dat wanneer men het gedrag van
slereoisomei-e suikers tegenover lagere organismen wil onderzoeken,
zooals dit reeds door verschillende onderzoekers gedaan is, men er
vüortaan rekening mede heeft te houden, dat de suiker, welke men
onderzoekt, niet is een enkelvoudige verbinding, maar een mengsel,
waarvan de beide componenten zich tegenover een organisme niet
op dezelfde wijze behoeven te gedragen.
Bij dit onderzoek verleende de Heer R. Roelink zijn bekwame
hulp.
Groningen September 1919.
Pkysiologisch Laboratorium.
Wiskunde. — De Heer Buouvvkr biedt een mededeeling aan van
den Heer J. Wolff: „Eenige toepassingen van de quasi-
unifornie convergentie op reeksen van reëele en van holoniorfe
functies" .
(Mede aangeboden door den Heer J. G. Kluyvee).
Wij beschouwen een gebied G van het complexe vlak, en een
rij van functies die alle analytisch in G zijn. Con-
vergeert de rij gelijkmatig in ieder afgesloten gebied binnen G, dan
is de grensfnnctie ƒ analy tisch in G. Deze stelling van Wkikrstuass
is echter in den laatsten tijd aanmerkelijk nitgebreid. Weet men dat
de rij convergeert in een punt verzameling met een inwendig punt
van G tot verdichtingspunt, en tevens dat zij in ieder afgesloten
gebied binnen G gelijkmatig begrensd is, reeds dan kan men besluiten
tot de gelijkniatige convergentie in ieder afgesloten gebied binnen G,
dus tot het analytisch zijn van de grensfnnctie ƒ* *). Zelfs kan men
hetzelfde besluiten als G een cirkel is en men slechts onderstelt de
gelijkmatige begrensdheid van de fnnctierij in (r en haar convergentie
00
in de punten z^, z„ . . met 77 (zk— z^) — 0, waarin z^ liet rniddel-
1
punt van G is en ZkT^z^*)-, eveneens als men slechts aanneemt dat
er twee vaste getallen a en 6 bestaan, zoodat nergens binnen 6^ een
van die beide waarden door een functie van de rij wordt aangenomen,
en dat de rij convergeert in een puntverzaraeling met een inwendig
punt van G tot verdichtingspunt’). Al deze stellingen voeien tot geen
andere functierijen, dan die welke reeds door Weierstkass’ stelling
omvat worden. Men zou zich dus de vraag kunnen stellen of een rij
van functies, die alle analytisch zijn in een gebied G, convergeeren
kan tot een in G analytische functie, zonder dat deze convergentie
gelijkmatig is in ieder afgesloten gebied binnen G. Dat er zulke rijen
bestaan bewijst een door Montel gegeven voorbeeld, dat ten doel
had, de meening van Pompi<;ju te weerleggen, als zou voor het
h G. ViTALi. Arrnali di Matematica, Serie 3a-, tomo 10 (1904), bl. 65.
Voor een eenvoudig bewijs zie b.v. Verh. der Kon. Ak. v. W., deel 27 (1918),
bl. 319.
*) W. Blaschke. Leipz. Berichte, Band 67 (1915), bl. 194.
*) C. Carathéodory en E. Landau. Sitz. Ber. Ak. v. W. Berlin, Band 32
(1911), bl. 587.
342
analytisch zijn van de grensfunctie ƒ van een convergente reeks van
analytische functies in G noodig zijn dat de reeks termsgewijze mag
worden geintegreerd langs lederen integratieweg binnen G^). Inderdaad
convergeert de reeks van Montel in het geheele vlak tot nul, terwijl
termsgewijze integratie latigs de reëele as van 0 lot 1 niet het bedrag
nul, maar het bedrag 1 oplevert. Van gelijkmatige convergentie in
ieder begrensd gebied kan hier dus geen sprake zijn. Merken we nog
op dat Montel’s reeks voor ^ = 0evenmin terrasgewijze gedifferenti-
eerd mag worden, daar men -1- oo in plaats van nul tot uitkomst
zou ki'ijgen. Het voorbeeld van Montel wordt door geen enkele van
bovengenoemde stellingen omvat. De vraag doet zich voor naar een
noodige en voldoende voorwaarde waaronder een in G convergente
rij van analytische functies een analytische grensfunctie / heeft.
Noodig is dat de convei'gentie van de rij quasi-uniform is in ieder
afgesloten gebied binnen G, wegens de continuïteit van en ƒ. Geeft
men omgekeerd deze quasi-uniforme convergentie, dan volgt hieruit
wel de continuïteit van / binnen G, niet echter het analytisch
zijn van ƒ, hetgeen een voorbeeld van Montej, ’) aantoont. In het
volgende zal o.a. een noodige en voldoende voorwaarde worden afgeleid.
I.
Wij beschouwen een rij van functies . . . alle continu
in de rij convei-geert in 0 .r ^ a. Zij ƒ (a;) de grensfunctie.
1. De functie = f^pc) — f^y) is bepaald op den rechthoek
0 ^ .V ^ a, 0 P y ^ a en is daar continu. De functierij ^P,(x,y), * *PJx,y),...
convergeert in ieder punt van den rechthoek waar niet tegelijkertijd
.r ^ 0 en y = 0 of .i’ = 0 en y^O plaats heeft. De grensfunctie is
fl*{x,y) = f{x) — ƒ(?/), in ieder punt, waar j> 0 en y ^ 0, en nul
in X = 0, y = 0, omdat daar iedere <P,; = 0 is. Zij gegeven dat f{x)
tot een eindige grenswaarde convergeert voor a* —>• 0. Wij beschouwen
een puntverzameling PiG\,y^), Ptiy\,y^), . . . metO<^.r^^a,
IimXj^ = 0, l/my^ = 0, en geven twee willekeurige positieve getallen
k—m
f en iSF. Zij N„ een willekeurig natuurlijk getal j> N,
Men heeft </> y^(0,0) = 0. Wegens de continuïteit van kan men
een getal d, bepalen zoodanig dat in ieder punt P^ waar x^
en t/jfc dl de ongelijkheid plaats heeft.
Daar J-{x) voor .r-ȟ tot een eindige limiet nadert, heeft men
b P- Montel. Bul. des Sc. math., série 2, tome 30, dl. 1 (vol. 41, 1906, bl. 191).
*) P. Montel, 1. c. bl. 190.
, These bl. 98.
343
een getal tf,, zoodat voor rf, en d, ook de ongelijkheid
plaats heeft.
Is d dj en tevens d,, dan heeft men
Er bestaat nu slechts een eindig aantal indices, waarvoor x, > d,
y^>d. In ieder van de daarmee overeenkomende punten kan
men een index > N vinden, zoodat
I ^ te' yi) ~ I <
Op de beschouwde puntverzameling convergeert derhalve de fnnetie-
rij fpn qnasi-uniform.
2. Laat omgekeerd gegeven zijn, dat op iedere puntverzameling
A(^i. yi). yJ. • • • ™et 0 < ^ a, 0 < ^ a, Hm x — 0,
k—<io *
Um y = 0 deze functierij quasi-uniform convergeert.
fc=oo
Zij M het maximum van f{x) in 0, m het minimum. Men kan
een puntverzameling x^,x^, . . . construeeren, met j;^^0en Hm x =0,
zoodat Hm /(^,) = M-, evenzoo een puntverzameling y^, y„ . . . , met
en limy^ = 0, zoodat Hmf(yj^ = m. Beschouwen we nu de
puntverzameling
A(^h.yi). -f". ’ dan is Um <P {x , y = M ~ m , (!)
Jc='X>
tenzij m = -j- 00 of iif = — co. Nu kan men volgens onderstelling
in ieder der punten uit een vast aantal indices 1,2,.. . n{e) een
keuze doen om te zorgen dat
<1 (2)
als s een willekeurig gegeven positief getal is. Wegens de continuïteit
van alle 4>n^{x,y) en de eindigheid van het hier beschouwde aantal
bestaat er nu een getal d, zoodat voor ieder punt met x^^c^ d
en y^<^ d voldaan is aan
dus weg
‘*'”«(00)= o is j . ... (3)
Uit (2) en (3) volgt: y^")! <^6 voorir^<^d, y^ d, en hieruit
wegens Hm Xj^ = 0 en IHn y = 0
t=00 k=<X>
344
Ihn 0 (x, y ) = O
IC ‘ k
k=.a>
(4)
Uit (1) en (4) volgt dat M—m, dus lim f{x) bestaat en is eindig,
:r— ^0
als niet jn = -f" of M = — co is.
Had men m = -)- dan was A oor iedere puntverzarneling ....
met X ^ 0 en lini x = 0 de ïim /(.r ) = -1- oo.
K » /v i fC
k~ 00 4:= 00
Bij iedere x^^ van zulk een verzameling kan men een
vinden zoodat /{Hj) ^ /(‘^V “t~ ^ on zoodat =0. Dan is
1{=<XI
Urn *I> = — 00, hetgeen in strijd is met de formule (4). Evenzoo
k=. ®
blijkt dat onmogelijk M = — oo kan zijn. Samenvattende hebben
we de volgende stelling :
Heeft men een rij van functies (a*), die continu zijn voor
0<x^a en heeft men Urn f (x) = f{x) voor 0<jx^a, ddn is een
??=Q0
noodige en voldoende voorwaarde waaronder f{x) in O tot een eindige
limiet nadert-, de quasi-uniforme convergentie van de functierij
dy, {x, y) = f^^ (a) — f^^ (y) op iedere puntverzaïnelmg {x^, yj, (a,, y,) , . . .
met O <f X < a, O <j y, a en Hm x = O, Hm y = 0.
K * tC j rC j * rC
II.
3. Laten /i(a), ƒ, (a), . . . continu zijn voor O^a^a en in O met
eindige afgeleiden /(O) voorzien. Laat de rij convergent zijn voor
ƒ (^.)_/ (0)
O < .r < a. De functies f*{.v)=— — voor a '> O en = /'(O)
— — ^ ^ ^ n '
voor a = 0 zijn uit hoofde van de gemaakte onderstellingen continu
in 0<a<rt en de functierij /*(.r) convergeert voor üc^a^a tot
de grensfunctio f*{x) = '^^ — waarin f{x) = Hm f{x).
X n= 00 "
Heeft f{x) in O een eindige afgeleide, dan nadert /*(a) vcor a-»0
tot een eindige limiet, en omgekeerd.
Door toepassing van de in I behandelde stelling vinden we der-
halve, als we bedenken dat
f: (•") iy) =
yf„ — '¥Sy) + (o)
xy
Heeft men een rij van functies ffx), die continu zijn voor O "^x "^a
en in O met eindige afgeleiden f'fO) voorzien, terwijl voor O ^ a ^ a
Hm f (.c) = /(a), dan is een noodige en voldoende voorwaarde waar-
« = 00
onder f{x) in O een eindige afgeleide heeft-, de quasi-uniforme con-
345
.v4 W — Cv) + (■« — .v)/„(0) ^
vergentie van ae funciierij ify (x,y) =
xy
iedere puntverzameling yj, yj, . . . met O xjc a, O y^ ^ a,
en Hm x = O, Um y = 0..
&=» * k=:oo'
4. Merken we op, dat in deze stelling omtrent de convergentie
of divei-gentie van de rij /^[(O) niets verondersteld wordt. Laat deze
rij convergeeren. Dan convergeert de rij van continue functies f* (x)
in 0 ^x -^a, tot ƒ *(^0 voor x j> 0, tot X = Hm y | (0) voor x = 0.
fj= 00
Is ƒ '(0) = /wj /yO), dan is
n= 00
Ivn f* (x) =z X ........ (5)
x=0
Beschouwen we een puntverzameling x^,x^,..., met Um x =0
lc=0 ^
en geven we weer twee positieve getallen 6, N. Er is een index
iVo j> N, zoodat
• w
•^*0
Daar (0) = continu is en wegens (5) heeft
men een zeker getal zoodat voor iedei’e k'^ k,,
Daar men in ieder van het eindige aantal punten x^ waarvoor
k^k^ een index Nk^-N vinden kan zoodat
blijkt dat de funciierij /* (.r) op de beschouwde puntverzameling
qnasi-iiniform convergeert.
Convergeert deze funciierij qnasi-uniform op iedere pnntverzame-
ling van de boven beschouwde soort, dan blijkt door een redeneering
als in ^ 2 gehouden, dat
/'(0) = /m/;(0).
n— 00
We hebben dus de volgende stelling;
Heeft men een rij van functies ff*'), die continu zijn voor 0^x<a
en in 0 met eindige a fgeleiden voorzien, terwijl f fe) tot j{x)
convergeert voor 0 ‘^x ^a en de rij (0) convergeert, dan is voor
„het termsgewijs diferentieeren in 0”, d. lo. z. voor Hm f'f^) — /’(0)
noodig en voldoende, dat de functierij
f* (x) = dl
346
quasi-uniform convergeert op iedere puniverzarneUng . . . met
Hm X. — 0.
7 «
De functie f{x) =
- convergeert overal tot nul, dus/'(0)=0
f* (^) = (0) = 1 . (-^.2/)
« 1 -|- n X "
1
1
1 + rdx‘‘ 1 -4- ny
y)convei'geert overal tot een continue functie, dus quasi-uniform
in ieder eindig gebied, zoodat aan het in ^ 3 gegeven kenmerk
voldaan is. /'(O) is dan ook eindig. Maar als we e Yj kiezen en
hebben we een eindig aantal indices, dan is voor iedere voldoend
kleine x voor ieder van die indices ƒ* {x) Y> Vi> terwijl voor x ^ 0
Hm f* (x) = 0. Aan het in deze § gegeven kenmerk is derhalve niet
n=oo
voldaan. Men heeft dan ook
/m/J (b) = 1 7^/' (0).
n= 00
De behandelde stellingen zijn onmiddellijk uit te breiden tot het
complexe vlak en worden op analoge wijze bewezen.
III.
5. Zij gegeven een rij van functies • • • > analjdisch
in den cirkel j2| <Y n, en convergent in dat gebied. We zullen de
volgende stelling bewijzen:
Een noodige en voldoende voorwaarde ivaaronder de gremfunctie f
analytisch is in |2|<jn bestaat in de quasi-uniforme convergentie
van de functierij
iy—^)fn (^’) + {^-y)fn (^) + iy)
{x—z) (y—z)
(1)
op iedere gesloten verzameling V {x, y, z), die met de verzamelingen
{x = z, y zfz z) en {x z:jzz, y — z) geen punt gemeen heeft.
Voor if? {x, y, z) kan men schrijven Y — vvaarin
fn {u)—fn {U)
v) ='
U V
(2)
Daar de analytisch zijn voor \z\ <C is xpfx,y,z) een analy-
tische functie van x, y en 2 in het gebied Y’| a, \y\<fa, |2|<Yö!,
mits men voor u = v stelt v) = ’t geen boven stilzwijgend
ondersteld is.
6. Laat gegeven zijn dat ƒ analytisch is. Zij [x^, y,, zj een punt
van F, en x^ ^ z^, dan is y^^ z^.
Dan is
347
hm tfj {x^, y,. z,)— ^ = M’(^oi.Vo.«o)-
In een voldoend kleine omgeving Si' van {x^ y, z,i heeft men
insgelijks
, (?/— ^)/('^) 4-(-v-y)/(2) + (^— .r)/(y)
hm {x, y, z) — — =r tp (o;, y, z).
«=« "
Uit het analytisch zijn van ƒ volgt dat van xf («, y, 2) in Si', in ’t
bizonder de continuiteit van ip(.v, y, 2). Geven we e en N, dan is er
een index JSl N waarvoor
Uit de continuiteit van en tp in Si' volgt dat er in 52' een
omgeving Si ligt waar overal
1 ^ I < e • • • . . . . (3)
Heeft men ir„ = y, = 2,, dan is tp y^, 25) = 0 voor iedere n.
Ook is tp^ continu in een omgeving Si' van {x„, y^, 2,) en als (a’, y, 2)
de verzameling V doorloopt, is Ihn y, 2) =:= 0, zoodat ook hier
a:=V
y=''9
Z=Zo
in een omgeving Si van y^, 2,) de ongelijkheid (3) plaats heeft.
Ieder punt van V ligt dus in een omgeving 52, zoodat in 52 F\ oor
één en denzelfden index JSf„ aan (3) voldaan is. Daar V begrensd
en gesloten is, kan men F met een eindig aantal van die omge-
vingen overdekken *), waaruit volgt, dat ip^^ quasi-uniform op F
convergeert.
7. Laat omgekeerd de quasi-uniforme convergentie van op
iedere F gegeven zijn. Zij 2„ een willekeurig punt, waarvoor |2o| a.
Voor F kiezen we nu een willekeurige pnntveizameling y„, 2,),
Vi» '^•)> y i> •^o)> • • • aiet ^ 2j, y z^, lim x^^ — x^,
k=<n
Km y^ = y..
Jt=O0
Gegeven is dat men in ieder punt van F een keuze kan
doen, zoodat
I ^0) - lp ^.) l< ^ • • • • (4)
Wegens de continuiteit van tp^ en de eindigheid van het aantal
indices bestaat er een positief getal ö, zoodat 'voor |a';t — ^
en |y^ — y,| <^ö men heeft
E. Borel. Legons sur les Fonclions monogènes, bl. 11.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A'’. 1919/20.
23
348
Daar (a;„ y„, 2j = O, volgt uit (4) en (5):
I ^ ï/jfc. «.)!<« voor I |< (f en i 3/^— y, 1 < tf,
(5)
d.w.z.
/(^J— /(^.) f{y^—f{^,)
x-z.
Vk — ^^
<€.
Hieruit volgt, dat
/(■^J — /(2o)
tot een eindige limiet nadert als
X zifz een willekeurige puniverzaraeling doorloopt met tot eenig
verdichtingspunt, en hieruit weer dat er een eindige /zm
/W— AO
X — >zo «r —
bestaat, zoodat f {z) in z^ een eindige afgeleide heeft. Daar dit voor
iedere \ z \ <^a geldt, volgt uit een stelling van Goürsat, dat f{z)
anal^ytisch is in | ^ | <^ a.
üpgemerkt kan worden, dat we hier slechts een gedeelte van de
onderstelling gebruikt hebben.
8. Als de rij van functies ƒ, (2), /, (2), . . ., die alle analytisch
zijn voor | ^ | n, convergeert in een punt 2„ binnen dat gebied,
f {x) — A(y)
terwijl de functie f* {x,y)='— — quasi-uniform convergeert
" ' X — y
op elke afgesloten puntverzameling binnen \ x \ <ja,\y \ <fa, dan
convergeert f^^ (2) voor iedere j 2 | <^ a, de grensfunctie f is analytisch
en men heeft overal
f (2) z= limfj (2).
fï = 00
Dat ƒ (2) overal convergeert volgt uit de convergentie van
fn ~~ fn T7
-• Voor x = y=z valt f*{x,y) samen met f'{z). Dus
Z — z.
ffz) convergeert eveneens. Is C een binnen | 2 | gelegen cirkel
met 2j als middelpunt, dan convergeert fn{.z„,z) quasi-uniform in
C. Deze functie is continu in C en valt voor z = z„ met f'^fz)
samen. Wegens de quasi-uniforme convei-gentie is de grensfunctie
ook continu in C. Deze grensfunctie is"^- — - voor zzfz,,.
*=^0 ^ '®o >1=00 ”
Derhalve is
349
waaruit volgt, dat f'(z^) bestaat en ƒ ' (2„) = /i'm ƒ ' (2,). Daar
7ï= 00
willekeurig binnen \z\ a gekozen mag worden, is hiermee de
stelling bewezen.
9. Als de rij van functies fjz), ƒ, {z), .... die alle analytisch zijn
voor 1^1 a, daar overal convergeert tot een analytische functie f{z),
terwijl men voor iedere z heeft:
f' (^) = /».
dan convergeert de functie ƒ* (.r, y) =
/„(^)— /„(.V)
X — y
guasi-uniforni op
elke afgesloten puntverzameling binnen |j;[ a, \y\ <f a.
f i-r) — ƒ(?/)
Wegens de convergentie van ƒ convergeert ƒ * (j;, y) tot
X y
voor x^y on tot f\z) voor x = y — z, omdat daar f* {x,y)=ffz).
De overal continue functie ƒ* {x, y) convergeert derhalve tot een
functie, die wegens het analjlisch zijn van ƒ eveneens overal continu
is. Daaruit volgt de quasi-uniforme convergentie van ƒ* {x, y) op
elke afgesloten verzameling binnen j.r| a, |j!/| <C *•
10. Men kan de stellingen van ^ 8 en 9 als volgt kort samenvatten ;
Voor het termsgewijs differentieeren van een convergente reeks van
analytische functies is noodig en voldoende de guasi-uniforme con-
vergentie der reeks 2 f* (x, y).
11. Als men binnen \z\ <ifa een convergente reeks van analytische
functies ffz) heeft, zoodanig dat de grensfunctie f{z) in 0 ee7i
eindige afgeleide heeft, terwijl de reeks ff (0, z) -f- ff (0, 2) -f- . .
guasi-uniform convergeert op 0 | ^ | ^ 6 a, dan kan men de
termen der reeks 2 [z) zoodanig in groepen vereenigen, dat de
nieuwe reeks termsgewijs gedifferentieerd mag icorden in 0.
Noemt men 2f (z) = S„(z) en 2 f* {0, z) = S* (0, .2) dan is
S* (0, z) continu in 0 ^ ^ | ^ en S* (0,0) = Sj (0).
Verder is voor ] ^ | > 0
lim S* (0, z) =
/(^)-/(0)
=f*iO,z).
Deze functie nadert volgens onderstelling tot een eindige limiet
/'(O) voor z 0.
Wij geven een willekeurig getal ^ 0 en construeeren een punt-
verzameling Zi, 2,, . . . met lim z = 0. Uit een beperkt aantal indices
kan men in ieder van die punten er een kiezen zoodat
350
is. Er zijn derhalve oneindig veel punten waar men één en
denzelfden index gebruiken kan, dezen noemen we n^. Nadert
tot nul, dan nadert aS,* (0, 2^) tot (0) en ƒ *(0, 2^) tot /'(O).
Hieruit volgt dat | *S'„^(0) — ^^/‘'(0)| ^ fi- Zij fj, e, . . . een afneraende
rij van positieve getallen met nul tot limiet. Boven ?2, kan men
weer uit een beperkt aantal indices voor iedere 2^ een keuze doen
waarbij |*S',*^(0, 2^ — ƒ * (0, 2^)| e,, waaruit even als boven het
bestaan van een index ^ n, volgt, zoodat | aS'„.j(0) — /"'(O)]^?,.
Zoo voortgaande zien we dat er een partieele functieiij is : *S'„,(0),
aS' (0), . . . , zoodat lini S' (0) — /'(O), waarmee de stelling bewezen is *).
pz=zco ”p
12. De stelling der vorige ^ laat zich als volgt omkeeren:
Als men binnen |2|<jrt een convergente rij van annhjtische functies
heeft (2), zoodanig dat de grensfunctie f (2) continu is voor 2 7^ 0
en in 0 ee7i eindige a fgeleide ƒ ' (0) hee ft, en als men een partieele rij
f (^)> • • • vinden kan waarvoor //m ƒ' (0) = /'(Oj, dan convei'-
”■ p='X>
geert de functieidj fj [0, z) quasi-imifoimi op 0 |2| ^ 6, tvaarin b
een willekeurig getal <f a, is.
Wij geven twee positieve getallen f en N. Men kan een getal
Up 'f> iV bepalen, zoodat
I /'(0)-/'(0)|<e.
P
getal 6 bepalen, zoodat
I ƒ* (0, 2) —fn^ (0. I < f voor 1 « I < (f.
Daar ƒ * (0, 2) op den ring tot de continue functie
/*(0, 2) convergeert, is die convergentie daar quasi-uniform, d. w. z.
men kan uit een beperkt aantal boven N gelegen indices in ieder
punt 2 van den ring een keuze n^ doen, waarbij
|/*(0, e)— /,* (0, 2)|<6 is.
In ieder punt van 0 |2| ^ 6 kan men dus uit een beperkt aantal
boven jV gelegen indices zulk een keuze doen, waarmee de stelling
bewezen is.
13. Eenige van de boven afgeleide resultaten zullen we toepassen
op het blz. 342 geciteerde voorbeeld van Montel, dat we hier even
reproduceeren :
De funtie c/ (2) = nadert voor n =co tot nul voor iedere
1) Verg. Verk. der Kon. Ak. v. W., deel 27 (1919), bl. 1102.
351
rëeele z. Beschouw de 3 rechthoekeu /„ ( — n< x<n,
n.
1n
2n
n<x< n,
n
^ ^ n ) en 77/,, [ — n ^x^ n, — ^ y ^
Er bestaat een polynoiniuin P„ (2:), dat in /„ minder dan — afwijkt
4n
1
van (pn{z), in /ƒ„ en //7„ minder dan — van nul. De functie P (z)
n ”
nadert voor 71 = cc blijkbaar tot nul in het heele vlak. Volgens de
stelling van ^5 moet de functie xpn(-v,7/,z) quasi-uniform convei-geeren
op iedere puntverzameling V: 7/^, 0), P, («5, .Vj,0), . . . met
ƒ/& 7^ 0, Uinx^ = 0 en lim 7/^ = 0. Dat dit het geval is blijkt
k— 00 k= co
als volgt: Kies een willekeurig getallenpaar t, iV. Zij ^ ^ en
1
tevens • Van af een zekeren index liggen en y beide
in zoodat
^1 ^6
Er is dus een getal d , zoodat voor | | ^ ^ en | | ^ ^
Dit gebeurt dus van af zekeren index
Verder is er een getal ^ N te vinden, zoodat TV, ^
4.M
waarin M = het maximum van | | en | | » 'ni het minim.um
1 1
voor k =z 1 , 2, . . . ^, — 1, en zoodat tevens — <^ | | <^ TV, en
y.V 1 1\ I
<C I ?4 |<C -^1 '^oor k = 1, 2,... 7', — 1, zoodat depunten P,, P„ . . .P*-j_i
binnen 77jV, +7/7iv, liggen, en
4:M
’l’jv, h'
<r f
N.m^
Daar nu in ieder punt van het vlak P/n if’n = 0, voldoet in ieder
punt van V één der beide indices xV, en TV, aan |ip„ — Urn | e,
n= co
waarmee de quasi-uniforme convergentie is aangetoond. Verder heeft
de grensfunctie in 0 nul tot afgeleide, terwijl Iwi F (0) = + Q® ')■
i) Immers voor iedere n is
(Pfi P) (fn (0!
t'
^ 4n’ + 2 ^ 2n*-t-l
^ 2jr 3~
Daar qp' (0) = n*, heeft men |P' (0) | ^
n* — 1
3
352
Volgens $ 8 kan de functie P* (x, y) niet quasi-uniform convergent
zijn op iedere V. Voor V kiezen we; x = {), 0<y^a. Daar
de continue functie P*{x,y) voor y^O convergeert tot nul en voor
y = 0 tot -f- 00, is de convergentie niet quasi-uniform.
J4. Als in een gebied G een reeks van analytische functies cojiver-
geert tot een analytische functie, terwijl de reeks der afgeleiden op
iedere gesloten puntverzameling van G quasi-uniform convergeert,
dan mag de reeks overal in G termsgewijs gedifferentieerd voorden.
Vooreerst merken we op, dat ieder gebied van ö' een ander gebied
bevat, waar de convergentie gelijkmatig is'), zoodat in bet laatste
gebied de termsgewijze differentiatie mag worden toegepast.
Daar f’fz) tot een in G continue functie convergeert die op een
overal dichte puntververzameling met f\z) samenvalt, heet men overal
f\z) = limf'ffz).
') P. Montel. These, bl. 83.
353
Natuurkundo. — De Heer Cardinaal biedt eene mededeeling aan
van de Heeren J. A. Schouten en D. J. Struik : „Over n-voudig
orthogonale sielseh van n — 1 dimensionale uitgebreidheden in
een algemeene uitgebreidheid van n-af metingen” .
(Deze mededeeltng zal in een 'volgend Zittingsverslag worden
opgenomen).
De Heer J. Böeseken biedt voor de boekerij der Akademie ten
geschenke aan :
1. Namens den Heer G. E. Hoefeelman een exemplaar van diens
dissertatie: „De acetj-leering van nitrophenolen onder den invloed
van eenige katalysatoren”-
2. Namens den Heer Chr. van Loon een exemplaar van diens
dissertatie: „Stereochernie der cyclopentaan en der hydrindeen
1,2— diolen”.
De vergadering wordt gesloten.
18 December 1919.
KONINKLIJKE AKADEMIE VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM.
VERSLAG VAN DE GEWONE VERGADERING
DER WIS- EN NATUURKUNDIGE AFDEELING
VAN ZATERDAG 25 OCTOBER 1919.
Deel XXVIII.
N°. 4.
Voorzitter: de Heer H. A. Lorentz.
Secretaris: de Heer P. Zeeman.
INHOUD.
Ingekomen stukken, p. 356.
De Heeren A. EiNSTEiN, hoogleeraar te Berlijn en L. Rutten, de nieuw benoemde correspondent
der Afdeeling, worden door den Voorzitter verwelkomd, p. 356.
De Heer H. A. LORENTZ doet eene mededeeling naar aanleiding van de jongste onderzoekingen
van Prof. EiNSTEIN, p. 356.
Prae-advies van de Heeren M. W. Beijerinck en j. F. VAN Bemmelen over een request aan Z.E.
den Minister van O., K. en W. om eene Rijkssubsidie ten behoeve van de Publicatie-Commissie
van het Qeologisch-Mijnbouwkundig Genootschap voor Nederland en Koloniën, p. 357.
P. E. VERKADE en N. L. SÖHNOEN: „De aantasting van cis-transisomere onverzadigde zuren door
schimmels”. (Aangeboden door de Heeren J. Böeseken en A. F. HollemaN), p. 359.
H. ZWAARDEMAKER ; „Poloniumbestraling en functieherstel”, p. 370.
L. E. J. BROUWER: „Over de structuur der perfekte puntverzamelingen”. (Derde mededeeling). p. 373.
B. P. HaalmeijeR: „Opmerking over lineaire homogene puntverzamelingen”. (Aangeboden door de
Heeren L. E. J. Brouwer en Hendrik de Vries), p. 376.
B. VON KERéKjéRTó: „Ueber Transformationen ebener Bereiche”. (Aangeboden door de Heeren
L. E. J. Brouwer en Hendrik de Vries), p. 379.
J. F. VAN Bemmelen : „De vleugelteekening der Chaerocampinen”, p. 380.
P. Ehrenfest: „Over de capillariteitstheorie van den kristalvorm”. (Aangeboden door de Heeren
H. A. Lorentz en J. P. Kuenen), p. 390.
D. COSTER: „Over ringen van bindingselectroiien in BRAGO’s kristalmodel van diamant”. (Aange-
boden door de Heeren H. A. Lorentz en H. Kamerlinoh Onnes), p. 391.
H. ZWAARDEMAKER en F. HoOEWiND: „Verstuivingselectriciteit en Watervaleleetriciteit '. p. 398.
L. Rutten : „Foraminiferenhoudende gesteenten uit het stroomgebied der Lorentzrivier (Zuidwest
Nieuw-Quinea)”, p. 408.
R, Brinkman en Mej. E. van DaM: „Een methode voor de bepaling van ionenconcentraties in
ultrafiltraten en andere eiwitvrije oplossingen”.( Aangeboden door de Heeren H. J. HAMBURGER
en F. M. JAEGER), p. 417.
N. Q. W. H. BEEGER: „Bepaling van het aantal klassen der idealen van alle deellichamen van het
cirkellichaam der m-de machtswortels uit de eenheid, waarbij het getal m door meer dan één
priemgetal deelbaar is” (2e gedeelte). (Aangeboden door de Heeren W. Kapteyn en Jan de
Vries), p. 427.
H. W. BERINSOHN: „De invloed van licht op de vermenigvuldiging der wortelcellen van Allium
Cepa”. (Aangeboden door de Heeren F. A. F. C. Went en Q. VAN Rijnberk), p. 447.
J. A. Schouten en D. J. Struik; „Over n-voudig orthogonale stelsels van n— .l-dimensionale uit-
gebreidheden in een algemeene uitgebreidheid van n afmetingen”. (11). (Aangeboden door de
Heeren J. CARDINAAL en H. A. LORENTZ), p. 452.
Fernand MeunieR: „Quelques insectes de 1’Aquitanien de Rott, Sept Monts (Prusse rhénane)”.
(Aangeboden door de Heeren K. Martin en J. F. VAN Bemmelen), p. 464.
J. WOLFF: „Over reeksen van analytische functies”, p. 464.
24
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
356
Het Proces-verbaal der vorige vergadering wordt gelezen en goed-
gekeurd.
Ingekomen zijn :
1°. Bericht van de Heeren I. K. A. Wertheim Salomonson en Max
Wkber dat zij verhinderd zijn de vergadering bij te wonen.
2°. Eene missive van Zijne Exc. <Ien Minister van Onderwijs,
Kunsten en Wet&nschappen dd. 27 September 1919, berichtende dat
bij Zijner Exc.’s beschikking van dien datum, n", 2942\ Afd. K. W.
aan den Heer H. Boschma, overeenkomstig hel voorstel der Afdeeling,
ten behoeve van zijne uitzending naar het botanisch Station te
Buitenzoi'g ook eene Rijkssubsidie over 1919 is verleend van ƒ 700
en verzoekende van de Afdeeling te mogen vernemen wanneer de
Heei‘ Boschma naar Buitenzorg denkt te vertrekken.
De inbond dezer missive is aan den Heer Boschma medegedeeld
met verzoek om den vermoedelijken datum van zijn vertrek aan de
Afdeeling op te geven.
3*. Eene missive van denzelfden Minister dd, 14 October 1919
met bericht dat de voorgestelde wijzigingen \'an § § 8, 13 en 20
van het Reglement van Orde der Afdeeling door Zijne Exc. zijn
goedgekeuid.
Aangenomen voor kennisgeving.
4°. Bericht van den Heer H. Boschma dd. 6 October 1919, daj;
hij voornemens is in Juli 1920 zijne studiereis naar Buitenzorg, voor
rekening van het Buitenzorg-fonds met steun der Rijkssubsidie, te
aanvaarden.
Aan den Minister van Onderwijs, Kunsten en Wetenschappen is
hiervan kennis gegeven.
5'. Bericht van den Heer L. Rutten dd. 14 October 1919, dat hij
zijne benoeming tot Correspondent der Afdeeling aanneemt, onder
dankzegging voor de benoeming.
Aangenomen voor kennisgeving.
De Voorzitter verwelkomt den Heer A. Einstein, hoogleeraar te
Berlijn, die thans in Nederland vertoevend, de vergadering bijwoont.
Ook richt hij een woord van welkom tot den Heer L. Rutten,
onlangs benoemd tot Correspondent der Afdeeling en tijdelijk in
Nederland verblijvend, die voor de eerste maal bij eene vergadering
der Afdeeling tegenwoordig is.
De Heer H. A. Lorentz doet eene mededeeling naar aanleiding
van de jongste bevestiging van de algemeene relativiteitstheorie van
Prof. Einstein. (Deze mededeeling wordt niet afgedrukt in dit Verslag).
Aan de thans volgende gedachtenwisseling wordt deelgenomen
dooi- de Heeren W. H. Jui.ius, M. W. Beijerinck, W. Einthoven,
J. P. Kuenen, P. Ehreneest en Prof. Einstein zelf.
Geologie. — Praeadvies Betreffende een missive van Zijn Excel-
lentie den Minister van Onderwijs, Kunsten en Wetenschappen, dd.
22 Augustus 1919, N“. 2931, Afd. K. W. en een als vervolg daarop
ontvangen schrijven van denzelfden Minister dd. 27 September 1919,
N°. 3439, Afd. K. W., beide vergezeld van een request van gelijke
strekking, in welke missiven het advies der Afdeeling gevraagd
wordt over het in die requesten uitgedrukte verlangen om een Rijks-
subsidie ad ƒ 2000 te mogen ontvangen ten behoeve van de Publi-
catie-Commissie van het Geologisch Mijnbouwkundig Genootschap
voor Nederland en Koloniën.
Het Geologisch-Mijnbouwkundig Genootschap voor Nederland en
Koloniën, waarvan alle hoogleeraren voor de Geologie, de Minera-
logie, de Geografie en cte Technische vakken der Mijningenieurs in
Nederland lid zijn, is een lichaam analoog aan het Nederlandsch
Aardrijkskundig Genootschap en van een geheel wetenschappelijk
karakter, zooals blijkt uit alle stukken, die in bare ,, Verhandelingen”
verschijnen.
Een onderdeel van het Genootschap, speciaal belast met het ver-
zamelen harer werken is de Publicatie-Commissie. Op dit oogenblik
is voor den druk onder bewerking een Geologische Nomenclatuur
in Hollandsch, Fransch, Duitsch en Engelsch, ten doel hebbende
uniformiteit te bréngen in de benoeming van de geologische begrippen.
Dat dit reuzenwerk in Nederland begonnen wordt is daarom van
zooveel belang, omdat daardoor in ons land een centrum zal kunnen
ontstaan voor de codificeering der geologische nomenclatuur.
De toenemende belangstelling, die de Werken van het Genootschap
tot zich trekken, verhoogt uit den aard der zaak de kosten, welke
aan de publicatie der Verhandelingen verbonden zijn. Maar dit is
in niet mindere mate het geval tengevolge der tegenwoordige prijs-
stijgingen. Daai’ deze kosten thans zoozeer zijn toegenomen, dat zij
zelfs met den steun van verschillende Maatschappijen, de contributie-
vermeerdering der leden en de bijdragen der particuliere lichamen,
die bij het Genootschap belang hebben, niet meer kunnen bestreden
worden, heeft het Bestuur zich tot Zijn Excellentie den Minister van
Onderwijs, Kunsten en Wetenschappen gewend met verzoek om een
subsidie van ƒ 2000.
Op grond van de groote wetenschappelijke beteekenis die aan de
24*
358
bovengenoemde omvangrijke onderneming moet worden toegekend,
zoowel voor de verdere ontwikkeling der Geologie in het algemeen
als die van Nederland in het bijzonder, geven ondergeteekenden de
Akademie in overweging het verzoek van het Genootschap wel te
willen ondersteunen.
(,get.) M. W. Beijerinck.
,, J. F. VAN Bemmelen.
De vergadering neemt dit prae-advies ongewijzigd over, dat nu als
het advies der Afdeeling aan den Minister zal worden medegedeeld.
#
Scheikunde. — De Heer Böeseken biedt een mededeeling aan van
de Heeren P. E. Verkade en N. L. Söhngen over: „De aan-
tasting van cis-tvansisomere' onverzadigde zuren door schimmels” .
(Mede aangeboden door den Heer A. F. Holleman).
De voor eenigen tijd in deze Verslagen verschenen mededeeling
van Böeseken en van Loon over cis-transisomerie geeft ons aan-
leiding tot publikatie der voorloopige resultaten van een reeds voor
een paar jaar opgezet onderzoek, hetwelk ten doel heeft het gedrag
van isomere organische zuren (in het bizonder van cis-transisoraeren)
tegenover versciiillende schimmels na te gaan. Het zal nl. in het
onderstaande blijken, dat het door ons op dit gebied verzamelde
feitenmateriaal in overeenstemming is met de door genoemde auteurs
gegeven theoretische beschouwingen, in zooverre als ook hier weer
geen algerneene zekerheid betreffende de konfiguratie dezer onver-
zadigde zuren kon worden verki-egen.
Directe aanleiding tot dit onderzoek was het algemeen bekende
feit, dat fumaarzuur uiterst gemakkelijk, maléinezuur daarentegen in
het geheel niet door aspergillus niger of penicillium glaucuni wordt
geassimileerd. O.a. is dit geval uitvoerig bestudeerd door Buchner’),
welke voor het onderzoek gebruik maakte zoowel van de zure als
van de neutrale ammoniumzouten dezer beide zuren in oplossingen
van diverse koncentraties. Hij konkludeerde :
,,dass den Mjcelpilzen die F'ahigkeit mangelt, Maleïnsaure in
Fumarsaure überzuführen, eine Urawandlung, die ftir den Chemiker
zu den leichtesten Operationen gehort”.
Ook bij andere biologische processen openbaart zich een dergelijk
frappant vei'schil tusschen fumaar- en maleïnezuur. Zoo vond Jshizuka*)
bv. dat, aangewend in gekoncentreerde oplossing ne\\{ra\e
zouten, de remmende invloed op de ontwikkeling van chlorophjd-
houdende planten (bladei-en, takken, zaden enz.) en van lagere water-
dieren (rotatoriën, infusoriën, capepoden) bij maleïnezuur aanmer-
kelijk grooter was dan bij fumaarzuur. In zeer verdunde oplossing
was er daarentegen tusschen de werking van beide zouten geen
1) Deze Verslagen 27. 5 (1918).
2) Ber. 25. 1161 (1892).
») Buil. Coll. Agr. Tokyo 2. 484; C. 1897 (1) 934.
360
verschil waarneembaar; misschien werd hier het maleïnezuur in
fumaarzuur omgezet, alvorens het nog remmend kon werken.
Dezelfde onderzoeker konstateerde een dergelijk verschil tusschen
beide zuren wat betreft hun invloed op het dierlijk (honden-') lichaam.
Kuim 1 gr. maleïnezuur per K.G. lichaamsgewicht was reeds doodelijk,
terwijl een gelijke dosis fumaarzuur geen noemenswaardige gevolgen
had.
Volgens Shibata had een neutraal zout van fnmaarzuur wel,
van maleïnezuur daarentegen geen chemotactische werking op de
spermatozoïden van Isoëtes japonica. Juist wat betreft de chemotaxis
wordt echter gewoonlijk een omgekeerd resultaat verkregen ; dit
bleek bv. bij de onderzoekingen van Lidforss’) over Equisetum-
spermatozoïden (maleïnezuur wel chemotaktische werking, fumaarzuur
niet), van Pfefpfr®) over die van de varens (maleïnezuur iets beter
dan fumaarzuur) en van Shibata^) over die van Salvinia.
Hisciioff ‘) vermeldt daarentegen, dat penicillium glaucum. in waterige
oplossingen van zoowel citrakon- als mesakonzuur ook na 163 dagen
staan bij kamertemperatuur geen groei vertoonde.
Natuurlijk zijn in de literatuur nog wel verspreide mededeelingen
te vinden over de aantastbaarheid van verschillende onverzadigde
zuren door schimmels; vergelijkende proeven met dergelijke stereoiso-
mere zuren hebben wij echter verder niet kunnen vinden. Waar
dus blijkbaar onze kennis op dit gebied nog zeer gering is, kwam
het ons wenschelijk voor te trachten hierin eenige verbetering te
brengen.
Bij een dergelijk onderzoek speelt de zuiverheid der te onderzoeken
preparaten een uiterst belangrijke rol ; het is daarom zeker niet
overbodig hier een en ander over herkomst en zuivering der zuren
(en dan tegelijkertijd iets over hun konstitutie) mede Ie deelen.
1. maleïnezuur-. preparaat van Kahlbaüm, gezuiverd via het anhy-
dried. Smpt. 13.5°.
2. fumaarzuur-. do., omgekrist, uit water.
3. citrakonzuur -. verzameling-preparaat T. H., omgekrist, uit aether-
petroleumaether. Smpt 91°.
4. mesakonzuur -. do., tevens zelf uit citrakonzuur bereid * *), omgekrist,
uit water.
1) Ber. d. deutsch. botan. Ges. 22. 478 (1904).
») ibid. 23. 314 (1905).
*) Untei's. a. d. botan. Inst. Tübingen 1. 382.
The botanical Magazine 19. 219 (1905).
6) Ber. 24. 1072 (1891).
®) Fittig: Ann. 304. 117 (1898).
361
De konstitutie dezei- vier zuren staat volkomen vast:
H-C-COOH H-C-COOH H3C-C-COOH H3C-C COOH
H-C-COOH HOOC-C-H H-C-COOH
maleïnezLiur fumaarzuur citrakonzuur
HOOC-C-H
mesakonzuiir
5. itakonzuuy. verzameling-preparaat T. H., omgekrist, uit water.
6. pkenylitakonzuur \ bereid volgens Stobbe C door kondensatie
van barnsteenzure ester met benzaldehjde en Na-aethylaat. Omge-
krist. uit water, daarna uit aelher-petroleumaether.
Deze beide zuren bezitten onderstaande structuur;
H— C— H
C.H.— C— H
HOOC— CH,— C— COOH HOOC— CH,— C— COOH
itakonzuur phenjlitakonzuur
Die van het laatste zuur is o. a. door Stobbe en Horn ’) bewezen;
met gekoncentreerd zwavelzuur ging het nl. in zijn anhydried en niet
in het a-indon-^- azijnzuur over, in tegenstelling met het uit phenyl-
itakonzuur door koken met natronloog verkregen stereoisomere
phenylatikonzuur,
7. allokaneelzuur ■. verkregen door partieele katalytische reductie
volgens Paal van phenylpropiolzuur ; het zuur werd via zijn aniline-
zout gezuiverd en tenslotte uit petroleumaether omgekristalliseerd.
Smpt. 68°.
8. kaneelzuuv. verzameling-preparaat T. H. (synthetisch), meermalen
omgekrist, uit water. Smpt. 133°.
Ook van deze beide zuren staat op tal van gronden de konstitutie
met zekerheid vast :
H-C-C.H^ C3H3-C-H
II II
H— C— COOH H— C— COOH
allokaneelzuur kaneelzuur
9. glutakonzuur ■. eigen preparaten, bereid volgens verschillende
methoden ’). Omgekrist, uit aethylacetaat en uit aether-benzol.
Smpt. 136 — 138°.
10. akoniet zuur •. verkregen door inwerking van 70 Vo*'g z,wavel-
zuur op citroenzuur C- Omgekrist, uit water, daarna uit aether-benzol.
In deze beide zuren zijn — zooals o. a. uit de onderzoekingen
1) Ber. 41. 4350 (1908).
2) ibid. 41. 3983 (1908).
®) Verkade: Deze Verslagen 24. 955 (1916).
0 Hentschel: J. pr. (2) 35. 205 (1887).
362
van Thorpe c.s. ‘) gebleken is — de «- en y-positie identiek. Men
schrijft hen tegenwoordig een „normale” structuur toe, waarin een
waterstofatoom gelijktijdig onder invloed van het «- en het y-koolstof-
atooni staat en dus in zekeren zin een vierring gevormd wordt; de
dubbele binding is ,, zwevend”. De stand der karboxylgroepen ten
opzichte van elkaar in de ruimte is dan vooralsnog onbekend.
we* *. — t- — c. — t. o w
akonietzuur
>Coo ^ co o V'-
glutakonzuur
11. isocrotonzuur ^).
12. crotonzuur-, bereid door kondensatie van paraceetaldehyde met
malonzuur in tegenwoordigheid van ijsazijn ’). Omgekrist, uit water.
Smpt. 72°.
13. dimethylakrylzuur ■ bereid uit aceton, malonzuur en azijn-
zuuranhjdride "). Omgekrist, uit water. Smpt. 70°.
14. angelicazuur ’).
15. tiglinezuur*).
16. undekyleenzimr •. zeer zuiver preparaat, verkregen door vakuüm-
distillatie van ricinusolie. Kpt = 165°. Smpt. 24°. 5.
17. oliezuuv. preparaat van Kahi.baum.
18. eldidinezuur do., tevens zelf uit oliezuur bereid; omgekrist,
uit alkohol. Smpt. 51°.
19. erucazuur-, do., omgekrist, uit alkohol. Smpt. 33—34°.
20. hrassidinezimr ■. bereid uit erucazuur met behulp van salpeterig-
zuur®); omgekrist, uit alkohol. Smpt. 66°.
De zuren 13 en 16 hebben resp. de struktuur:
H— C— H
II
H— C— (CHJ,-COOH
undekjleenzuur
Die der zuren 11, 12, 14, 15, 1
CH,— C— CH,
II
H— C— COOH
/l|l-dimethy]akrylzuur.
, 18, 19 en 20 staat echter nog
1) Thorpe en Rogerson: Soc. 87. 1669 (1905); Thole en Thorpe; ibid. 99.
2187 (1911) (glutakonzuur) ; Rogerson en Thorpe : ibid. 89. 631 (1906) (akonietzuur).
®) Dr. Montagne te Leiden was zoo vriendelijk ons een kleine hoeveelheid van
dit zuur te zenden. Het werd niet verder gezuiverd.
*) Komnenos : Ann. 218. 147 (1883).
‘‘) Massot: Ber. 27. 1574 (1894).
0 Reimer en Wiel: Ber. 19. 3321 (1886).
363
geenszins vast; op grond hunner chemische en physische eigenschap-
pen worden hun meestal de volgende formules toegekend :
H— C-CH, H,C— C— H
II II
H— C— COOH H— C— COOH
crotonzuur isocrotonzuur
H— C— CH,
H,C— C— H
H.C— C— COOH
tiglinezuur
H,C— C-COOH
angelikazuur
H— C~(CH,) — CH, H.C— (CH,),— C— H
H-C— (CH,),— COOH
elaïdinezuur
H— C— (CH,),— COOH
oliezuur
H— C— (CH,),— CH, H.C— (CH,),-C-H
H—C— (CH,). - COOH
brassidinezuur
H-C— (CH,)..— COOH
erucazuur
Van al deze zuren was de zuiverheid door zoi'gvuldige titraties
met barietoplossing en eventueel door bepaling der dissociatiekonstante
gekontroleerd.
De kultuurvloeistof bestond steeds uit leidingwater, waarin was
opgelost ijVVo KH,PO., aVVo MgSO„ Tw’/o FeCl, en rèo Vo MnSO,.
Als stikstof bron werd toegevoegd hetzij Vo Am,SO<, hetzij -2VV0
KNO,; op de resultaten maakte dit geen verschil, gelijk uit de des-
betreffende proeven bleek.
Aan deze vloeistof werd nu toegevoegd \ "/o van het te onderzoeken
zuur, benevens een overmaat CaCO. ; vervolgens werd gedurende
10 min. bij 110° gesteriliseerd *). Van alle zuren werd dus het
Ca-zout onderzocht; dat deze zouten vaak weinig in water oplos-
baar zijn doet hier niets ter zake; immers de aantasting door de
schimmels gaat zeer langzaam en de oplossing blijft dus altijd wel
met het Ca-zout verzadigd. Een overmaat CaCO, werd aangewend
met het doel eventueel bij de assimilatie door afbraak ontstane
nieuwe zuren te binden en zoodoende de vloeistof steeds zooveel
mogelijk neutraal te houden.
’) Bij deze hooge temperatuur is een gedeeltelijke omlegging van sommige dezer
zuren in hun stabiele stereoisomeren niet ondenkbaar. Proeven werden daarom ge-
nomen, waarbij het zuur ten slotte aan de van te voren gesteriliseerde kultuur-
vloeistof + krijt werd toegevoegd, waarna nog een oogenblik werd opgekookt. De
dus verkregen resultaten kwamen met de langs den bovenbeschreven weg verkre-
gene overeen.
364
De proeven met aspergillus niger werden verricht bij 30° C., die
met penicillium glaucum bij 22° C. De resultaten van verschillende
onderling- met elkaar kloppende series zijn vervat in onderstaande
tabel'; zij zijn volmaakt betrouwbaar, daar steeds in twijfelachtige
gevallen de proeven met een nieuw preparaat van het zuur werden
herhaald.
Ca-sout van
Aspergillus niger.
Penicillium glaucum.
1. maleïnezuur
—
2. fumaarzuur
goed
goed
3. citrakonzuur
—
—
4. mesakonzuur
—
—
5. itakonzuur
—
—
6. phenylitakonzuur
1. allokaneelzuur
—
—
8. kaneelzuur
goed
goed
9. glutakonzuur
zwak
zwak
10. akonietzuur
goed
goed
11. isocrotonzuur
—
—
12. crotonzuur
—
—
13. /?/?-dimethylakrylzuur
—
—
14. angelikazuur
—
—
15. tiglinezuur
—
—
16. undekyleenzuur
—
n. oliezuur
goed
goed
18. elaïdinezuur
—
19. erucazuur
goed
goed
20. brassidinezuur
—
Het eerste springt hier wel in het oog het volmaakt gelijke gedrag
van beide schimmels. Wij zullen misschien later gelegenheid hebben
op dit punt uitvoerig terug te komen.
Van eenige regelmatigheid der resultaten in verband met de atoom-
kontiguratie der zuren valt intusschen niets te bespeuren. Op de
volgende punten zij nog terloops de aandacht gevestigd :
a. Typisch is wel het verschillend gedrag van olie- en elaïdine-
365
ziuir, resp. van eruca- en brassidineznur ; ]uist het in de natuur voor-
komende labiele') isomeer wordt geassimileerd.
b. Bij de lagere termen der reeks van oletinemonokarbonzuren treedt
een dergelijk markant onderscheid tusschen de stereoisomeren absoluut
niet op (vgl. 11 met 12, 14 met 15); het is bijgevolg uitgesloten ovi
— zooals lüij hoopten — de al of niet aantasting door schimmels te
gebruiken als biochemische onderscheiding smeiJiode tusschen dergelijke
paren van cis-transisomeren.
c. Ditzelfde blijkt ook bij andere homologe reeksen ; zoo is bv.
het scherpe verschil tusschen fumaar- en maleïnezuur bij hun mono-
methyl-derivaten (3 en 4) geheel weggevallen ’). Omgekeerd worden
zoowel het gewone als het allokaneelzuur (7 en 8) gemakkelijk
aangetast.
d. Beide zuren met een „zwevende” dubbele binding (9 en 10)
worden door de schimmels als voedsel gebruikt.
Ook ten opzichte der sporevorming werden zeer uiteenloopende
resultaten verkregen. Soms bleef sporevorming geheel achterwege
(bv. bij kaneelzuur); bij andere zuren (bv. mesakonzuur) trad bij
een uiterst geringe hoeveelheid mycelium een goede sporevorming
op enz. Wij achten het echter van geen belang hierop thans nader
in te gaan.
Geheel overeenkomstige resultaten werden met beide schimmels
verkregen, wanneer in plaats van de calcium-zouten de vrije zuren
— indien mogelijk tot een koncentratie van '/< “/o ; anders tot ver-
zadiging — aan dezelfde kultuurvloeistof als boven werden toege-
voegd. Alleen trad nu met kaneelzuur in het geheel geen groei op.
Wij hebben getracht het gedrag der vrijeonverzadigde zuren tegenover
de schimmels aan de hand van enkele in de literatuur vermelde
feiten op eenvoudige wijze te verklaren, echter zonder veel succes,
zoodat wij voorloopig de al of niet aan tastbaarheid der zuren in
hoofdzaak wel op hun verschillende chemische konstitutie moeten terug-
voeren ; over den aard van het verband tusschen chemische kon-
stitutie en physiologische werking valt intusschen niets met zekerheid
te zeggen.
Van de opgeworpen verklaringswijzen noemen wij de volgende:
1) Vgl. betreffende de stabiliteit o.a. de door Stohmann en Lanqbein bepaalde
verbrandingswarmten dezer zuren : J. pr. (2) 42 361 (1890); Ph. Gh. 10. 412(1892)^.
De remmende werking van de methylgroep is voor andere gevallen (methyl-
barnsteenzuren) reeds door Wateeman gekonstateerd (Proefschrift Delft 1913,
pag. 115—116).
366
1. Door Waterman'; zou — o.a. door proeven met kleine hoeveel-
heden zwavelzuur — aangetoond zijn, dat de aanwezigheid van
0.6 ragr. waterstofionen in 50 cc. vloeistof reeds een duidelijk
remmenden invloed op den groei van penicillium glaucum uitoefent,
terwijl bij aanwezigheid van ± 1 mgr. dezer ionen in die vloeistof
de groei geheel zou uitblijven; aan de werking der waterstofionen
schreef hij ook toe, dat in eenigszins meer gekoncentreerde oplos-
singen van oxaalzuur, malonzuur, wijnsteenzuur enz. geen groei
optreedt. Aspevgillus niger zou aanmerkelijk minder gevoelig voor
waterstofionen zijn; hier trad nl. eerst remming van den groei op bij een
ongeveer 4.5 X zoo groote kóncentratie dezer ioneiX).
Het sterkste der door ons onderzochte zuren is het maleïnezuur
(K = 1.2 X10“2); in 50 cc. eener '/X/o-ige oplossing hiervan be-
vinden zich volgens berekening 0.56 mgr. waterstofionen, zoodat wij
hier juist de kóncentratie, waarbij remming optreedt, zouden bereiken.
Bij alle andere zuren is deze hoeveelheid nog aanmerkelijk kleiner
(bij akonietzuur bv. 0,2 mgr., bij crotonzuur slechts 0.04 mgr. per
50 cc. enz.). Het niet aangetast worden van de meeste der zuren
door de schimmels is dus langs dezen weg niet te verklaren ; trouwens
de in tegenwoordigheid van een overmaat CaCO, verkregen resultaten
zouden dan ook nog op een interpretatie wachten.
2. Geleid door de gewichtige op breeden grondslag verrichte
onderzoekingen van Overton en ook van Hans Meyer over het
verband tusschen de snelheid van indringen van vele verbindingen
in de cel en hun verdeeling tusschen olie en water kon bv. Waterman * *)
de wei’king, welke allerlei stoffen op de groei van penicillium glaucum
uitoefenen uit hun oplosbaarheid resp. in water en in olijfolie ver-
klaren.
Van een aantal der door ons bestudeerde onverzadigde zuren
hebben wij nu deze zelfde oplosbaarheden bij 25°. 0 bepaald, teneinde
na te gaan of ook in ons geval het — vaak frappante — gedrag
der zuren uit deze gegevens te verklaren zou zijn.
De gebruikte olijfolie was ,,01io finissimo d’oli\ a di Lucca”, merk
,,lja Gama”, welwillend door de Fransch-Hollandsche Oliefabriek
Calvé-Delft voor dit doel ter beschikking gesteld; zij reageerde zeer
zwak zuur, zoodat bij de oplosbaarheidsbepalingen steeds een kleine
correctie werd aangebracht. Een overmaat van het te onderzoeken
zuur werd met de olijfolie in gesloten stopfleschjes in een thermo-
staat bij 25°. 0 geschud tot zich het evenwicht had ingesteld, wat
1) Proefschrift pag. 106 e.v. ; Zentralbl. f. Bakteriologie 42. 639 (1915).
*) Böeseken en Waterman; Deze Verslagen 20. 1246 (1910—11).
*) Proefschrift pag 72 e.v.
367
steeds binnen enkele uren het geval was. Een deel der oplossing
werd nu na bezinken nitgepipetteerd, overgebracht in een gewogen
stopflesch, gewogen en na toevoegen van wat koolzuurvrij water
onder voortdurend heftig schudden met barietoplossing getitreerd.
Als indikator diende liierbij fenolftaleïne.
Deze methode is veel eenvoudiger dan de door Waterman gevolgde;
immers deze kookte de uitgepipetteerde olijfolie herhaaldelijk (soms
zelfs 20 maal) met gedistilleerd water uit en titreerde dan telkens
de waterige vloeistof. Uit kontróleproeven met afgewogen hoeveelheden
salicj'lzuur bleek, dat onze methode eveneens zeer goede resultaten gaf.
Bepaald Averden de volgende oplosbaarheden in grammen per
100 gram van het oplosmiddel.
in 100 gram water.
in 100 gr. olijfolie.
EG. 25
1. maleïnezuur
80.8
0.089
0.0011 1
2. fumaarzuur
0.63
practisch onoplosbaar
zeer klein)
3. citrak onzuur
360
0.49
0.0014 1
4. mesakonzuur
0.058
)
7. allokaneelzuur
0.845')
)
8. kaneelzuur
0.0546 ')
1.17
21.4 )
10. akonietzuur
40.0
0.008
0.0002
11. isocrotonzuur
00
00
12. crotonzuur
9.40
9.3
1 )
16. undekyleenzuur
zeer weinig oplosbaar
00
00
n. oliezuur
practisch onoplosbaar
00
OO )
18. elaïdinezuur
» M
7.87 2)
zeer groot^
19. erucazuur
» n
zeer groot
zeer groot^
20. brassidinezuur
» n
0.75
zeer groot!
Het verdeelingsgetal is dan ;
grammen stof in 100 gram olijfolie ’)
V IjT
grammen stof in 100 gram water.
Ij JuL. Meyer; Z. f. El. 17. 978 (1911).
2) Elaïdinezuur, opgelost in olijfolie, kristalliseert bij afkoeling — in tegenstelling
met alle andere zuren — zeer gemakkelijk uit; de groote kristallisatiesnelheid van
dit zuur is trouwens bekend.
S) De dissociatie der zuren in waterige oplossing is oorzaak, dat het aldus
bepaalde verdeelingsgetal afhankelijk is van de koncentratie; hiermee is echter om
368
Deze cijfers geven aanleiding tot de volgende opmerkingen :
a. In de eerste plaats valt op, dat van twee isomeren datgene,
hetioelk het meest in water oplosbaar is, ook het beste in olijfolie
oplost (vgl. 1 met 2, 3 met 4, 7 met 8, 11 met 12).
b. Van een aantal der zuren is nu het gedrag tegenover de schim-
mels inderdaad zeer goed uit de oplosbaarheidsgetallen te verklaren :
1°. fuinaarzuur en akonietzuur hebben zeer kleine vei'deelings-
getallen ; zij dringen dus slechts langzaam in de cel door en zullen
dus gemakkelijk door de schimmels kunnen worden verwerkt.
2“. bij olie- en erucazunr zijn de verdeelingsgetallen zeer groot;
intusschen zal hier van een overlading van het organisme geen sprake
zijn - het zuur zal toch als voedsel kunnen dienen — daar de
absolute oplosbaarheid in water zoo uiterst gering is en het zuur
daardoor toch nog maar langzaam en in kleine hoeveelheden in de
cel doordringt.
3". kaneelzuur, isocrotonzuur en crotonzuiir vertonnen geen groei;
dit is in overeenstemming met hun groot verdeelingsgetal, gepaard
aan hun reeds meer of minder aanzienlijke oplosbaarheid in water.
c. In alle andere door mij onderzochte gevallen loopen wij echter
hopeloos vast ; ook deze mogen hier even in het kort worden besproken :
1°. de oplosbaarheid van elaïdinezuur en brassidinezuur m o\\.iio\\e
is wol aanmerkelijk geringer dan die van hun isomeren olie- en
erucazunr, doch toch altijd zeker nog groot genoeg om flijiken groei
der schimmels te doen verwachten, ook nog, indien zooals uit
konklusie a afgeleid zou kunnen worden, hun oplosbaarheid in water
eveneens geringer is.
2°. het undekyleenznur vertoont dezelfde oplosbaarheidsverhou-
dingen als het oliezuur, is alleen iets meer in water oplosbaar.
Wij zouden dus ook hier groei verwachten; deze blijft intusschen
geheel uit.
3°. in hun oplosbaarheidsverhoudingen vertonnen maleine-, citrakon-
en akonietzuur groote overeenstemming ; niettegenstaande dat worden
de beide eersten niet, het laatste echter wordt zeer gemakkelijk door
de schimmels geassimileerd.
4°. geheel hetzelfde als bij 3" vinden wij bij vergelijking van
rnesakon- en fumaarzuur.
Aannemende dat de assimilatie plaats vindt via een lipoïdlaag en
dat de lipoïdoplosbaarheid der zuren vergelijkbaar is met die in olijf-
olie komen wij dus allerminst tot een verklaring voor de al of niet
voor de hand liggende redenen bij ons onderzoek geen rekening gehouden. Evennain
weten wij iets over een eventueele polymerisatie der zuren in de olijfolie, welke
eyeneens het verdeelingsgetal zou beïnvloeden.
369
aantastbaarheid der zuren door de schimmels. Evenmin — en dit
behoeft niet nader betoogd te worden — komen wij tot een
verklaring indien aangenomen wordt, dat de zuren in het orga-
nisme via een ivaterlaag (protoplasma) doordringen. Bijgevolg
kan ook de onderstelling dat de cel wand uit lipoïd en water is
opgebouwd en de te assimileeren stoffen dan van den eenen
of van den anderen weg of van beide wegen gebruik kunnen maken
om in het organisme te komen, hier niet voldoen. Van dergelijke
uitbreidingen van de OvERTON’sche lipoïdtheorie — welke dus hier
geen klaarheid geven — noemen wij die van Nathansohn, welke de
plasraahuid als een raozaiek van lipoïd en protoplasmatisch materiaal
aanneemt, van Czapf.k, welke deze als een uiterst fijne vet-emulsie
opvat of van Lepenschkin, welke deze uit lecithine-albuminever-
bindingen opgebouwd denkt.
Alleen met de onderstelling, dat de plasmahuid een /yopAze/ i'o//ofc/p
zou zijn — dat ze bv. zou bestaan uit lipoïde, hetwelk een aan-
zienlijke hoeveelheid water heeft opgezogen — zijn onze resultaten
met de vrije zuren niet per sé in tegenspraak. Wij weten nl. niet,
hoe een dergelijke wand zich tegenover de zuren zou gedragen.
Echter blijft dan nog over het gedrag der Ca-zouten te verklaren.
Wij zouden, daar ze zich tegenover de schimmels gelijk gedragen,
moeten aanneraen, dat deze — met uitzondering van Ca-cinnemaat
— overeenkomstige verdeelingsgetaiien voor lipoïd-water bezitten als
de vrije zuren. Dit is mij vrij onwaarschijnlijk.
Het eenige positieve feit, hetwelk uit deze onderzoekingen af te
leiden is, is dat de al of niet assimileerbaarheid der zuren zeker wel
vooral afhangt van de konstitutie, dus van de verschillende rang-
schikking der atomen in het molekuul ; zeer goed blijkt dit ook al
uit het vrijwel geheel parallel loopen der resultaten verkregen resp.
met de calcium-zouten en met de . vrije zuren.
Rotterdam — Wageningen, 29 April 1919.
') Vgl. voN Moellendorff : Kolloïd-Zeitsclir. 23. 158 (1918). Deze neemt een
schuimstruktuur van het protoplasma aan, verwerpt echter de onderstelling eener
semi-permeabele plasraahuid.
Physiologie. — De Heer Zwaardemakbr spreekt over; ,,PoIoniiini-
bestraling en functieherstel” .
Een aantal organen staken hun functies, wanneer men uit hun
omgeving de kaliumionen wegneemt, die steeds in de circulatie-
vloeistoffen worden aangetroffen. Deze functies keeren onmiddellijk
terug, wanneer in plaats van kalium andere radioactieve atomen in
de circulatievloeistoffen worden opgenomen in een hoeveelheid, die
aequi-radioactief' is met het weggelaten kalium.') Het is hierbij
onverschillig of de ^ervanger een «- dan wel een jS-straler is, mits
zijn hoeveelheid slechts zoodanig wordt gekozen, dat de totale radio-
activiteit van het nieuwe bestanddeel ongeveer gelijk kan worden
geacht met die van het oorspronkelijke. Voor de proefneming is
geen orgaan zoo geschikt als het hart van een koudbloedig dier,
met name van den kikvorsch, omdat zijn cellen aan alle zijden
haast onmiddellijk (alleen door een endothelium gescheiden) door
het bloed worden omstroomd.
Het aantal elementen, die op die wijze ter kaliumvervanging kunnen
strekken, is vrij groot. Behalve rubidium, dat reeds als zoodanig
aan S. Ringer bekend was, bevond ik uranium, thorium, radium,
ionium, emanatie en actinium (als bijmengsel tot lanthanium en
ceriurn) werkzaam, terwijl van niet-radioactieve elementen alleen
caesium bruikbaar bleek.
Maar niet alleen dè materieele toevoer van radioactieve elementen
langs de bloedbaan kan de verloren gegane functie lerugroepen, ook
bestraling van buiten af is hiertoe in staat. *) Dit gelukte met in
glas besloten mesothorium, achter mica gehouden radium en vrij
geëxposeerd polonium (galvanoplastisch op koperblik). De hoeveel-
heid is van de orde van die, welke van uit denzelfden afstand de
cultures van bacteriën in haar groei belemmert. Voor de functie^
herstellende bestraling diende mill.gram-uur, voor opwekking van
steriliteit van bacteriën 12 mill.gram-uur.
1) Zittingsverslag, Deel 25, p. 517 en p. 1096, p. 1282. Deel 26, p, 555 en
p. 776. Proceedings vol. 19, p. 633 en p. 1043, p. 1161. Vol. 20, p. 768 en p. 773.
®) H. Zwaardemakbr, C. E. Benjamins en T. P. Feenstra, Radiumbeslraling
en hartswerking. Ned. Tijdschr. v. Geneesk. 1916 II, p. 1923 (10 Nov. 1916).
H. ZwAARDEMAKER en G. Grijns, Arch. néerland. de physiol., t. 2, p. 500, 1918.
371
De oorzaak van het functieherstel, ligt alzoo in de radioactiviteit,
zeker in het geval van de vrije bestralingen.
Het is tot dusverre een open vraag gebleven of deze werking der
bestraling direct of indirect tot stand komt.
Het zou n.1. kunnen zijn, dat de bestralingen eerst voerden tot
vi'ijmaking van kalium uit de kaliumdepots, die in de hartspier
voorhanden zijn en eerst secundair dit losgemaakte kalium, naar de
circulatievloeistof ditfundeerende, de functie doet terugkeeren. Deze
mogelijkheid kon niet a priori worden ter zijde gesteld, daar het
een feit is, dat tijdens bestraling niet onaanzienlijke kaliumhoeveel-
heden de bloedcellen en misschien de hartcellen kunnen verlaten. ’)
Dezer dagen was ik in de gelegenheid een experimentum crucis
in te stellen.
Er bestaat n.1. een antagonisme tusschen «- en ^-stralers. Zij doen,
in gelijke activiteit te zelfder tijd aangebracht, elkanders werking
volledig te niet.
Dit antagonisme geldt ook voor de tegenstelling uitwendige polo-
nium-bestraling (o-straler) en inwendige toediening van kalium (/?-
straler). Het bleek toen aan een kikvorschhart, dat door onttrekking
van het kalium aan de circulatie tot stilstand was gebracht en door
polonium zijn kloppingen had hervat, dat toevoer van een phj'Sio-
logisehe dosis kalium stilstand gaf, terwijl herstel kwam èn door
verwijdering van het polonium èn door verwijdering van het kalium.
Toen het polonium verwijderd werd, herwon het kalium allengs zijn
invloed; toen het kalium verwijderd werd, bleef de nawerking der
«-bestraling alleen over.
Uit het bestaan van het antagonisme polonium-kalium volgt zonder
1) In de hartspiercellen bevindt zich een aanzienlijke hoeveelheid kalium in voor-
raad. Bevreemding wekt het, dat dit permanente kalium op zichzelf niet in staat
is de functie te onderhouden. De oorzaak der onwerkzaamheid kan niet hierin
liggen, dat de straling van het depótkalium den zetel der automatie niet zou
kunnen bereiken. Aan W. E. Ringer en mij bleek de straling hiervoor te door-
dringend. Eerst een weefsellaag ter dikte van 1 m.M. is in staat de sterk door-
dringende straling van het kalium tot op de helft te verminderen. Ik heb alzoo
deze, door mij aanvankelijk gehuldigde veronderstelling moeten opgeven. Op dit
oogenblik ben ik geneigd de verklaring te zoeken in de gelijktijdige aanwezigheid
van ijzer. De hartspiercellen bevatten ijzeratomen ongeveer terzelfder plaats als de
kaliumatomen. De miniatuur magnetische veldjes, die de ijzeratomen omringen,
zullen alzoo de ^-deeltjes van het kalium uit hun baan moeten brengen. De moge-
lijkheid dient m. i. overwogen te worden of misschien daardoor een beletsel voor
straling naar builen gegeven zou zijn. Eindelijk blijven nog biologische verklaringen
uitgaande van de onwerkzaamheid eener continueele oorzaak en de prikkeling van
lijdelijke afwisselende.
Nog ongepubliceerde onderzoekingen (zullen elders meegedeeld worden).
25
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A^*. 1919/20.
372
meer het rechtstreeksche van de straling siv er king in dit geval. Want,
indien de vrijstelling van kalinm-atornen, gesteld, dat zij plaats heeft,
als intermediair zon hebben moeten dienen, dan ware het onmogelijk
in te zien, dat de toevoeging van een kleine hoeveelheid kalium,
geheel binnen de phjsiologische grenzen liggend, het polonium-
kloppen tot stilstand zou hebben gedoemd. Integendeel, ware de
veronderstelde mogelijkheid verwezenlijkt, dan zouden de vrijge-
maakte en de nieuw toegevoegde atomen kalium elkander hebben
gesteund en de functie hebben onderhouden, in stede van, zooals nu
de poloniumstraling en het inwendig circuleerende kalium gemeen-
schappelijk tot stand brachten, de functie te verstoren.
Wiskunde. — De Heer Bkouweh biedt een mededeeling aan : „Over
de structuur der perfekte puntverzamelingen” (Derde mede-
deeling ^)).
§ J.
Een oppervlakkensysteem resp. oppervlak is in het volgende ge-
definieei'd door een zoodanig tweedimensionaal fragment’) resp.
samenhangend tweedimensionaal fragment, waarvan de in een element-
hoekpiint samenkomende elementzijden 6f alle öf alle op twee na
aan twee elementen gemeenschappelijk zijn. In het eerste geval
noemen we het hoekpunt geivoon, in het tweede geval buitengewooj} ,
terwijl we een elementzijde gewoon of buitengewoon noemen, al
naarmate ze tot twee of tot een enkel element behoort. Het opper-
vlakkensysteem resp. oppervlak wordt gevormd door het fragment
met uitzondering van de buitengewone elementzijden en element-
hoekpunten, die tezamen de grens van het oppervlakkensysteem resp.
oppervlak vormen.
Een oppervlakkensysteem resp. oppervlak, welks elementen grond-
simplexen eener simpliciale verdeeling van het oppervlakkensysteem
of oppervlak to zijn, zal een deelopperv lakken systeem resp. deel-
oppervlak van ta worden genoemd.
Zij a een op het oppervlak ca met niet-negatieve karakteristiek
gelegen afgesloten continuüm, dat op ca geen elementair restgebied* *)
bepaalt, d = ca, .... een a approximeerende reeks van deel-
oppervlakken van ca, zoodat dus a = X) («', .•••)> mogen we
voor elke v aannemen, dat aW op ca geen elementair restgebied
bepaalt, dat een deeloppervlak is van en dat de grenzen
van «W en «('■'+!) geen punt gemeen hebben. Zij de karakteristiek
van «W, jTzW het maximum-aantal elkaar niet ontmoetende enkel-
voudige gesloten krommen van , die tezamen «W niet verdeelen,
dan kunnen voor toenemende v nóch noch md toenemen, zoodat
een geheel positief getal g bestaat met de eigenschap, dat = K'S')
en voor elke niet negatieve p. De door «1''/+'“+^) in ds+r-)
h Vgl. deze Verslagen XVIll, p. 833; XIX, p. 1416.
*) Vol. Math. Annalen 71, p. 306.
*} Een deelgebied van w heet elementair, indien het slechts op « samentrekbare
enkelvoudige gesloten krommen bevat.
25*
374
bepaalde restoppei’vlakken zijn derhalve alle cjlinderoppervlakken,
het topoloo'ische karakter van «(.'7+/') is voor elke p gelijk aan dat
van «W en ontstaat uit door binnenwaartsehe terug-
trekking der randen. Hieruit volgt, dat tusschen a en de «<9+/“) de
volgende relaties bestaan :
1. Bij elke combinatie (s, fj, p) bestaat een zoodanige met s tot 0
convergeerende dat elke f-keten van door een eindige
reeks van fj-wijzigingen ') binnen ff(.9+/^) in een fj-keten van « kan
worden overgevoerd.
2. Bij elke e bestaat een zoodanige met f tot 0 convergeerende
f,, dat elke s-keten van een door een eindige reeks van
f, -wijzigingen binnen «(9+-“) in een keten van o kan worden over-
gevoerd.
3. « en alle «<9+9) bezitten een gelijke minimale multipliciteit der
basis der cyclosis’).
4. Bij elke combinatie van een voldoend kleine s', een s'j en een
p bestaat een zoodanige met e' tot 0 convergeerende e,, dat elk
systeem van (e, f')-fundamentaalketens van o<9+9) door een eindige
reeks van e,- wijzigingen binnen «<9+9) in een systeem van (fj, e'J-
fundamentaalketens van « kan worden overgevoerd.
5. Bij elke f' bestaat een zoodanige met f' tot 0 convergeerende
e", dat elk systeem van (f, e')-fundamentaal ketens van een «C9+9) door
een eindige reeks van ^''-wijzigingen binnen 0C9+9) in een systeem
van (e, 6")-fundamentaalketens van a kan worden overgevoerd.
6. Bij elke e bestaat een zoodanige f°, dat elk systeem van (e, ê')-
fundamentaalketens van « voor elke «(9+9) een systeem van (e°, s')-
fundamentaalketens is.
Deze relaties zullen we tot uitdrukking brengen, door « een
cyclomatisch extract van «(9) te noemen.
Zij thans « een willekeurig op a> gelegen afgesloten continuüm,
«, de puntverzameling, die ontstaat, als we alle elementaire rest-
gebieden van « aan n toevoegen, «jC9i) een «j als cyclomatisch extract
bevattend deeloppervlak van m. Bij elke combinatie (s, sj bestaat
dan een zoodanige met s tot 0 convergeerende dat elke s-keten
van «j(9i) door een eindige reeks van e, -wijzigingen binnen w in
een Sj-keten van « kan worden overgevoerd. We zullen ooh a een
cyclomatisch extract van «iC9i) noemen.
In het bijzonder zullen we een cyclomatisch extract van een element
b Vgl. Math. Annalen 72, p. 422.
Ibid., p. 424.
375
een elementair continuüm, een cyclomatisch extract van een cylin-
deroppervlak een cylinder continuüm noemen.
§ 2.
Zij « een op het oppervlak a> met niet-negatieve karakteristiek
gelegen afgesloten pnntverzameling, die op to geen elementair rest-
gebied bepaalt, «' = to, .... een « approximeerende reeks van
deeloppervlakkensjstemen van m, dan mogen we voor elke v aan-
nemen, dat «('•') op (O geen elementair restgebied bepaalt, dat «(■'+1)
een deeloppervlakkensysteem is van «f") en dat de grenzen van
en «('’+i) geen punt gemeen hebben. Zij het oppervlak kensjsteem
dat ontstaat, als we aan «(■'Jde stukken, die de topologische gedaante
van een element of van een cjlinder bezitten, ontnemen, S een
willekeurig stuk van ^ (S) de karakteristiek van S, 7n {S) het
maximum-aantal elkaar niet ontmoetende enkelvoudige gesloten
krommen van S, die tezamen S niet verdeelen, dan kunnen ^ (S)
en ?n (S) geen van beide negatief en niet beide =0zijn. Er bestaan
dus twee geheele niet-negatieve getallen ^ en h met de eigenschap,
dat elke (3(9+-“) bestaat uit h stukken (3/9+-“), (33(9+/“) , . . . . (30/+/^) , het
topologische karakter van elke (3(9+“) voor elke p en elke s gelijk is
aan dat van ^(9), terwijl (3(9+/“+i) uit (3(9+-“) door binnenwaartsche
terugtrekking der randen ontstaat, en het als 5!) ((3(9), (3(9+i), . . .) be-
paalde stuk van « een cyclomatisch extract van (3(9) is.
Het hiermee verkregen resultaat kan in den volgenden vorm, die,
zooals door een triviale redeneering blijkt, voor oppervlakken ta met
negatieve karakteristiek haar geldigheid behoudt, worden uitgedrukt :
Bij iedere op een oppervlak o gelegen afgesloten pnntverzameling
« bestaat een deeloppervlakkensysteem if? van oj mei de eigenschap dat
u bestaat uit ten eerste een cyclomatisch extract van elk der stukken
van lp, ten tweede een verzameling van elementaire continua en
cylindercontinua.
Is in het bijzonder ta een bol, dan zijn alle stukken van u ele-
mentaire continua.
Is ta een projectief vlak, dan zijn öf alle stukken van a elemen-
taire continua, öf alle met uitzondering van één, dat een cyclomatisch
extract van ta is.
Is ta een torus, dan zijn öf alle stukken van « elementaire con-
tinua, öf alle met uitzondering van één, dat een cyclomatisch extract
van ta is, öf alle met uitzondering van een afgesloten cyclisch
geordende verzameling van cylindercontinua, cyclomatische extracten
van op ta continu in elkaar over te voeren deelcylinders van ta.
Wiskunde. — De Heer Brouwer biedt een naededeeling aan van
den Heer B. P. Haalmeijer: „Opmerking over lineaire
homogene puntverzamelingen” .
(Mede aangeboden door den Heer Hendrik de Vries).
We noemen een lineaire puntverzanieling jr in het interval
AB, wanneer haar binnen een willekeurig deelinterval van AB
gelegen deelverzameling eeneenduidig en gelijkmatig continu is af
te beelden op het binnen het interval AB gelegen deel van Jt ‘).
Ligt de verzameling rr in het interval AB geometrisch overal dicht,
dan brengt zulk een afbeelding tevens een eeneenduidige continue
afbeelding der geheele lijnsegmenten mee; zooals we zullen aantoonen,
mogen we in dat geval onderstellen, dat elk der door de homogeniteit
gepostuleerde afbeeldingen de richting invariant laat. Zij n.1. CDeen
deelinterval van AB (eventueel het geheele interval AB) en E een
punt gelegen tusschen C en D. We onderscheiden de volgende
mogelijkheden :
1. Voor elke keuze der punten C, Z) en Z is bij de afbeelding
der segmenten CD en CE op elkaar, de richting invariant.
2. Dit is niet het geval.
Eerste geval. Moet AB worden afgebeeld op een deelinterval FH
(volgorde van links naar rechts A, F, H, B), dan zijn volgens de
onderstelling zoowel AB als FH met behoud der richting af te beelden
op AH en dus ook onderling.
Tweede geval. Er bestaat dan een interval CD dat op zijn deel-
interval CE wordt afgebeeld met omkeering der richting. Daar het
betreft een topologische afbeelding' der geheele segmenten, volgt uit
het continuiteitsaxioma het bestaan van een punt 7^ (niet noodzakelijk
tot de verzameling n behoorende), dat aan zichzelf beantwoordt.
Hieruit volgt dan echter terstond het bestaan van een topologische
afbeelding van het binnen CD gelegen deel van n op zichzelf met
omkeering van den richtingszin. Eenzelfde afbeelding bestaat dus
b Een analoge definitie van homogeniteit is door Hausdorff gegeven voor
geordende verzamelingen, Grundz. der Mengenlehre, p. 173. Voor lineaire puntver-
zamelingen heeft Brouwer de volgende ruimere definitie ingevoerd : men noemt
een lineaire puntverzameling tt homogeen, wanneer voor elk puntenpaar A B dier
verzameling een eeneenduidige continue transformatie der rechte lijn in zichzelf
bestaat, waarbij A in B overgaat en in zichzelf. Vgl. deze Verslagen XXV, p, 1426.
377
eveneens voor het binnen een willekeurig deelsegment van AB
gelegen deel van en hieruit volgt onmiddellijk, dat bij elke dooi-
de homogeniteit gepostuleerde afbeelding de richting invariant is te
houden.
We formuleeren thans de volgewdQ ■. Het lineaire continuiiin
is niet te splitsen in twee overal dichte homogene puntverzamelingen
met hetzelfde geometrische type.
We geven een indirect bewijs. Stel twee puntverzamelingen n en
.-t' van de bedoelde soort vullen het open lijnsegment AB. Nu
hebben rr en jt' hetzelfde geometrische tjpe, d.w.z. zij zijn eeneenduidig
en gelijkmatig continu op elkaar af te beelden. Onderstellen we eerst,
dat bij deze afbeelding de richting omkeert. De verzameling n is nu
te splitsen in twee deelverzamelingen en .Tj, zoodanig dat elk
punt van jr, links ligt van het correspondeerende punt van jt' en
elk punt van .-tt, rechts van zijn beeldpunt. Bovendien ligt elk punt
van -Tj links van elk punt van rr,. Daar de somverzameling zt geo-
metrisch overal dicht ligt, volgt uit het continuiteitsaxioma dat Jtj
en .Tj een scheidingspunt R bepalen. Dit punt R kan echter niet tot
jr, of behooren. Stel namelijk het behoorde tot dan lag het
links van zijn beeldpunt en uit de continuiteit der afbeelding zou
verder volgen, dat dit ook het geval was voor alle punten van üt binnen
een zekere eindige omgeving van R, wat tegen het voorgaande
strijdt. Het punt R behoort dus tot de complementaire verzameling
zt' . We komen dan echter weer tot een contradictie, want het feit
dat R öf links óf rechts van zijn beeldpunt moet liggen, is niet te
rijmen met de omstandigheid, dat alle links van R gelegen punten
van jt' ook links van de correspondeerende punten liggen, en de
rechts van R gelegene ook rechts van hun beeldpunten.
We komen nu tot de tweede mogelijkheid, dat namelijk bij de
afbeelding van Jt op n' de richting invariant blijft. We onderschei-
den hierbij twee gevallen :
1. Er komen in n zoowel punten voor, die links, als die i-echts
van hun beeldpunten liggen.
2. Alle punten van jt liggen aan dezelfde zijde van hun beeld-
punten.
Eerste geval. Laat het punt van links van zijn beeldpunt P'
liggen en P, van rr rechts van zijn beeldpunt De deelverzameling
van JT gelegen tusschen P^ en P,, inclusief de eindpunten, stellen
we voor door .Tj. Zij de deelverzameling van bestaande uit
de punten, die evenals alle meer naar links gelegen punten van jt^
378
aan hun beeldpunten voorafgaan ^). Zij R het meest naar rechts
gelegen grenspunt van We komen dan zoowel door aan te
nemen, dat R aan zijn beeldpunt voorafgaat, als door aan te
nemen, dat R op zijn beeldpunt volgt (n.1. bij de tot het geheele
lijnsegment A B uitgehreide afbeelding van 71 op jt') direct tot een
tegenstrijdigheid. R moet dus bij deze afbeelding aan zichzelf be-
antwoorden, maar dit is on mogelijk, zoowel als R tot tt, als wanneer
R tot jr' behoort.
Timede geval. Alle punten van liggen links van hun beeldpunten.
Laten met de punten Pj en P, van n correspondeeren de punten
P' en P^ van 71' en laat de volgorde van links naar rechts zijn
P , P', P2, P\ Een dergelijk systeem van punten is steeds te
vinden.
We kiezen een punt C van jr', gelegen links van P^ en we beelden
71 eeneenduidig en gelijkmatig continu op zichzelf af, waarbij we
P' in C laten komen en P^ onveranderd laten. Dat een dergelijke
transformatie mogelijk is, volgt uit de homogeniteit. Noemen we de
getransformeerde verzameling Ji", dan bestaat tusschen n" en 7t een
eeneenduidige, gelijkmatig continue correspondentie, waarbij een punt
van 7t” aan zijn beeldpunt voorafgaat en een ander op zijn beeld-
punt volgt. Verder is de redeneering van het eerste geval te
gebruiken.
Aan professor L. E. .1. Brouwer ben ik dank verschuldigd voor
verschillende opmerkingen, welke in het voorgaande zijn verwerkt.
') Met , voorafgaan” aan bedoelen we .links liggen van”.
Wiskunde. — De Heer Brouwer biedt een mededeeling aan van
den Heer B. von Kbrékjartó te Ujpest (Hongarije): „Ueber
Trans jormationm ebener Bereiche” .
(Mede aangeboden door den Heer Hendrik de Vries).
In der vorliegenden Note wird eine Anwendung gemacht vom
folgenden BHOUWERScheii Fixpunktsatze :
Eine eineindeutige stetige AbbUdung der abgeschlossenen Kreisscheibe
auf einen Teilbereich derselben Idsst wenigstens einen Punkt invariant.
Mit Hilfe dieses Satzes beweisen wir das folgende
Theorem. Eine eineindeutke stetige Abbildung eines von endlich-
vielen Jordanschen Kurven hegrenzten abgeschlossenen ebenen Bereiches
auf einen Teilbereich desselben, bei welcher die Grenzkurven des
ursprünglichen und des Bildbereiches T^arweise aquivalent sind, jedoch
eine und nur eine Grenzkurve in eine dquivalente übergeht, Idsst
wenigstens einen Punkt invariant.
(Hierbei solien zwei einander nicht kreuzende Kurven aquivalent
genannt werden, wenn in ihrem Zwischengebiete keine Grenzkurve
iiegt).
6’, sei die aussere Grenzkurve des gegebenen Bereiches, ihr Bild
Cf sei mit ihr aquivalent ; die übrigen Grenzkurven seien Cj, G,, . . . Cn,
ihre Bilder Cf, Cf,... C». Man erweitere die gegebene Abbildung
durch eine an sie anschliessende Abbildung des Innern von C» auf
das Innere von Coc' (o = 2, 3, . . . n). Hiermit erhalt man eine einein-
deutige stetige Abbildung des Innern von auf das Innere von Cf,
welche nach dera obigen BROUWERSclien Satze wenigstens einen Punkt
invariant lasst; dieser Fixpunkt kann aber nicht im Innern von
[a 7^ 1) liegen, gehort somit zum ursprünglichen abgeschlossenen
Bereich.
b Für eine analoge Anwendung nebst daraus gezogenen Konsequenzen vgl. Math.
Annalen 80, S. 34.
Dierkunde. — De Heer J. F. Van Bemmelen biedt eene mede-
deeling aan over; ,,De vkugelteekening der Chaerocampmen” .
In een Monographie, toegevoegd aan het Zeitschrift für wissen-
schaftliche Inseklenbiologie van Chr. Schröder te Husurn, waarvan
de eerste aflevering mij onlangs gewerd, behandelt Dr. F. Denso, de
bewerker der Palaeairtisclie Sphingiden in Seitz’ Macrolepidoptera,
de tot nu toe bekend geworden vlinderhj'briden, en begint die bewer-
king met beschouwingen over de vleugelteekening der Celerio-soorten.
Hij zegt daarvan op blz. 1 :
,,Eingehende Untersuchungen tind theoretische Betrachtungen, die
naher ins Auge zu fassen hier zu weit führen würde, zeigen deut-
lich, dass die Zeichnungeu (und Farbungen) aller Celerio-Falter sich
leicht und zwanglos von einer Urform ableiten lassen, die von der-
jenigen, wie sie heute noch die alteste Celerio-Art O. oder
aber lineata (wenn man sich die weissen Adem wegdenkt) aufweisen,
nur sehr wenig abweicht. Es sei hierbei bemerkt, dass die Urzeich-
nung dei' Celerio-arten der der nachstverwandten Pergesa-arten sehr
nahe steht”.
Het is zeker te betreuren, dat Dr. Denso niet heeft kunnen besluiten
om zijn ,, grondige onderzoekingen en theoretische beschouwingen”
over de onderlinge phylogenetische verhouding tnsschen de verschil-
lende Celerio-soorten in bijzonderheden mee te deelen. Nu moeten
wij de redenen, waarom hij juist zygophylli en lineata voor de
(phylogenetisch) oudste soorten houdt, uit enkele in den tekst zijner
verhandeling verstrooide opmerkingen trachten af te leiden.
Onder deze omstandigheden meen ik ei‘ de voorkeur aan te mogen
geven, mijne eigene opvattingen onafhankelijk van Denso’s beschou-
wingen mee te deelen, en daarna te trachten over de gevolgtrek-
kingen van laatstgenoemde een oordeel uit te spreken.
Mijns inziens dan kan slechts door de vergelijking met andere
Sphingiden, in ’t bijzonder Chaerocampinen, een juist inzicht in het
vleugelpati'oon der Celerio-soorten verkregen woi'den, en blijkt daarbij
duidelijk, dat dit patroon een sterk gewijzigde variant van de gemeen-
schappelijke grondteekening der Heterocera-vleugels is, waarbij de
oorspronkelijke ook bij hen aanwezige zeven dwarsbanden op de
bovenzijde van den voor\ leugel grootendeels door de F-diagonaal-
teekening (zooals ik mijn vorige mededeeling over de vleugelleeke-
381
ning der Saturninen ') de schuin van voor-buiten naar achter-binnen
loopende lijnenteekening noemde) is uitgewischt. Daaruit volgt, dat
naar mijne overtuiging die Chaerocampinen de oorspronkelijkste tee-
kening hebben behouden, bij welke de F-diagonaal-baan den gering-
sten invloed op de dwarsbanden heeft uitgeoefend. Dit nii is volstrekt
niet het geval bij Celerio zygophylli en lineata, maar integendeel bij
Pergesa {Deilephila, Metopsilus) porcellus, en eveneens nog veel dui-
delijker bij Berutana {Metopsilus) syriaca. Hier ziet men op den
voorvleugel een dwarsbandenteekening, welke met die van Smerin-
thus populi een opmerkelijke overeenkomst vertoont, al zet zij zich
ook niet noemenswaard op den achtervleugel voort. Van de T^-dia-
gonaalteekening is slechts aan de vleugelspits een aanduiding, en wel
in den vorm van de voorste-buitenste-driehoekvlek, die zich als een
donkerbruin naar achteren toe lichter en smaller wordend recht-
hoekig-driehoekig veldje van den voorrand af uitstrekt en door het
reeds meermalen bij zoo talrijke vlindervormen opgemerkte schuine
lichte lijntje wordt afgescheiden van den convexen maiginaalvlek
(Band 1). Ook de achter-buiten-driehoekvlek is goed ontwikkeld, en
door een afstand van drie tusschen-adervelden van de voor-dito
gescheiden, in welke velden zich slechts flauwe sporen van donkere
vlekken vertoonen.
Bd. II is volledig en scherp, Bd. III daarentegen uiterst flauw, IV
is een breede donkere baan, die naar builen toe geleidelijk uit\ loeit
ovei' het gebied waar III had moeten liggen, als hij zichtbaar was,
naar binnen toe daarentegen zeer scherp is afgegrensd. V is tamelijk
duidelijk, maar bereikt den achterrand niet, VI is door een flauw
golflijntje even gemarkeerd, VII niet kennelijk waarneembaar. Op
de bovenzijde van den achtervleugel is slechts een breede donkere
randzoom en een wortel-verdonkering te \inden.
Aan den onderkant vertoont zich het gebruikelijke patroon, n.1.
een teekening, die op vóór- en achtervleugel gelijk is en in ver-
gelijking met den bovenkant gereduceerd, bestaande uit een duide-
lijke marginaalvlekken-zoom, die naar binnen toe door een grillige
kartellijn wordt begrensd, en verder uit de banen II en III (-f- IV ?),
vertegenwoordigd door bruine lijnen op een lich teren grond.
Van het syriaca-pd^iroon laat zich de teekening van porcellm
\Tij gemakkelijk en met groote mate van waarschijnlijkheid afleiden.
Immers alle zeven dwarsbanden zijn in de streek van den voor-
rand des voorvleugels duidelijk te onderscheiden, terwijl 1, II en III,
dus de buitenste of distale, tot aan den achterrand doorloopen. Dat
1) Verslagen der K. Ak. v. Wet., Afd. Wis- en Naluurk., Deel XXVIl, 1919,
p. 1368.
382
echter deze oorspronkelijkheid niet mag opgevat worden in den zin,
die gewoonlijk aan dat woord gehecht wordt, laat zich bij porcellus
bijzonder treffend betoogen.
Niet slechts het patroon der zeven d warsbanden toch, maar evengoed
dat van de V-diagonaal, is op den voorvleugel aanwezig. Men kan
dit ook uitdrukken door te zeggen, dat men het patroon van porceUus
verkrijgen kan, door dat van Smernnthus populi te combineeren met
dat van Deilephila elpenor, gallii en euphorbiae, natuurlijk onder
weglating en reductie van enkele deelen van elk. Het best laat zich
deze bewering bewijzen, door de bedoelde patronen op een afbeelding
van porceUus in te teekenen, of wel door daaruit die elementen,
die men op den 2^orcé//tt.y-vleugel terugvindt, door een donkere nuance
sterker te doen spreken.
Bd. 1, m.a.w. de marginaal- of buitenrandszoom, heeft bij porcellus
het voor de Chaerocampinae gewone type van een onregelmatige
gehakkelde (paarsroode) strook, die aan de vleugelspits met het
eveneens algemeen voorkomende, boven reeds vermelde schuine
streepje begint, welk streepje tevens het distale aanvangslid der V-
diagonaal vormt.
Bd. II begint met een tamelijk scherp en vrij donker blokje in
het wijnrood van den voorrand, maar wordt veel flauwer zoodra
hij het geelbruine middenveld betreedt, en doorloopt dat veld met
een duidelijk binnen waartsche buiging. Bd. 111 begint aan den voorrand
met een dubbel blokvlekje, maar wordt enkelvoudig in het geel,
terwijl hij tegelijkertijd in contact komt met de groote discoïdaalvlek,
die zelf mag opgevat worden als een overblijfsel van Bd IV. Verderop
loopt 111 dan evenwijdig met II, en is dus evenals deze eenigszins
binnenwaarts verplaatst.
Bd. V en VI worden door een paar groenachtig-bruine streepjes
in het rood gemarkeerd, Vil door een onduidelijk bruinachtig wortel-
veldje.
Op de bovenzijde van den achtervleugel vormt slechts de wijn-
roode randzoom een duidelijk punt van overeenkomst met den voor-
vleugel, maar de onderzijde bewijst weer, dat ook bij porcellus
kennelijke overblijfselen der dwarsbanden, in den vorm van donkere
vlekken en strepen op den lichtgelen en rozerooden grond aanwezig
zijn. Als gewoonlijk zijn deze langs den voorrand bijzonder sterk
uitgedrukt.
Aan den onderkant is ook weer de overeenkomst tusschen vóór-
en achtervleugel veel grooter dan aan de tegenovergestelde zijde,
terwijl de teekening op den eerstgenoernden vleugel meer dan op
den anderen is gereduceerd, bepaaldelijk wat het wortelveld aangaat.
383
Dezelfde paarsroode en groengoïidbruine tinten, die porcellus ver-
sieren, vindt men bij elpenor terug, waardoor een groote oppervlak-
kige overeenkomst tusschen deze beide soorten teweeg wordt gebracht,
die in de populaire namen ,, Groot en Klein Avondrood” tot uit-
drukking is gekomen. Maar in het patroon bestaat aanmerkelijk
onderscheid, want bij elpenor ontbreken de sporen der d warsbanden
langs den voorrand zoo goed als geheel, terwijl daarentegen de
F-diagonaal-teekening sterk is uitgesproken, al is het waar dat zij
den achterrand des vleugels meer in zijn distaai gedeelte treft, en dus
van de oorsprotikelijke dwarsrichting der primaire banden minder
sterk afwijkt dan bij andere Chaerocampinen het geval is.
Denso schenkt bijzondere aandacht aan de wisselende verhouding
tusschen de beide stukken, waarin bij de soorten van het geslacht
Celerio de achterrand van den voorvleugel wordt verdeeld door de
bovenbedoelde schuine lijn, die van de vleugelspits afkomend, het
lichte middenveld buitenwaarts begrenst (AP). Hij rangschikt deze
soorten in een reeks, beginnende met lineaia, waar het ontmoetingspunt
dezer lijn met den achterrand het verst proximaalwaarts ligt, en
eindigend met nicaea, die in meer distale ligging van dat punt onge-
veer overeenkomt met elpenor.
Zoover ik zijne opvattingen meen te begrijpen, houdt hij daarom
lineaia voor oorspronkelijker dan nicaea, terwijl naar mijn inzicht
de verhouding tusschen die beide soorten juist omgekeerd is. Merkwaar-
digerwijze komt Denso bij het inededeelen eener andere bijzonderheid
der vleugelteekening, die slechts bij enkele exemplaren van nicaea
384
voorkomt, tot een met mijne inzichten overeenstemmend besluit,
daar hij het somtijds optreden eener donkere lijn over ’t midden van
den vleugel (welke lijn hij fa' noemt, en die volgens hem parallel
aan zijn middenbaan am zou loopen) als een atavistisch verschijnsel
beschouwt. Deze lijn nu kan moeilijk anders zijn dan Bd. III van
porcellus, zoodat haar voorkomen ra.i. terecht als een terugkeer van
een element der oorspronkelijke teekening mag worden opgevat.
Trouwens deze mij onverklaarbare verwarring en tegenspraak in
opvattingen meen ik op meerdere plaatsen in Denso’s beschouwingen
te bespeuren. Bij de beschrijving der ImeataAeekenmg zegt hij ;
,,Meine Untersuchungen führten mich dazu anzunehraen, dass
lineata und gewisse zygophylli-¥a\{QY eine der ursprüngliciien Celerio-
zeichnung sehr nahestehende zeigen. In der Tat, wenn wir die
Umrisse der /möata-Zeichnung anfertigen, so umschliessen diese voll-
kommen die Zeichnungselemente aller übrigen Celerio-arten, so dass
diese letzteren aus der mehr oder weniger weitgehenden Reduktion
der ursprünglichen Zeichnungsanlage entstanden zu sein scheinen.
Fig. 2 moge dies erlautern”.
Die figuur nu laat ons zien, hoe bij lineata behalve de lichte V-
diagonaal enkel nog een buitenrandsband (I) is te onderkennen, zoo-
dat van de oorspronkelijke teekening zoo goed ais niets is over-
gebleven, terwijl daarentegen bij euphorbiae langs, den voorrand
overblijfselen van minstens vier dwarsbanden, zij het ook slechts in
den vorm van geïsoleerde vlekken, aanwezig zijn. Op Denso’s wijze
redeneerend, zou eenkleurigheid de oorspronkelijkste toestand van
385
den vleugel zijn, waaruit men alle patronen door oplossing van den
grondtint in vlekken en banden kon afieiden.
En dit niettegenstaande hij eenige regels te voren heeft beweerd:
,,Was die Flügelunterseiten betrifft, so tinden wir auch bei ihnen,
dass mit dem .Fortschreiten der phjlogenetischen Ent wicklung immer
mehr von ihren Zeichnungselementen verloren geht (ik cursiveer).
Lineata zeigt den grössten Reichtura an Einzelheiten, weniger,
zijgopliylli ebenfalls, und die wenigsten Zeichnungsmuster weisen
euphorhiae und nicaea auf’.
Het behoeft geen nader betoog, dat naar mijne opvatting deze
laatste uitspraak ook geldig is voor de bovenzijde van vormen als
C. lineata of Deilephila elpenor, in vergelijking respective met C.
euphorhiae of D. porcellus.
Ook met de beschouwingen op blz. 5 over ^,das Auftreten ata-
vistische!' Charaktere” kan ik mij niet vereenigen.
Dbnso schrijft: ,,Sehr haufig bemerken wir auch bei reinen Arten, z.B.
gallii oder euphorhiae eine dunkle verschwommene Linie, die im Apex
an der Schragbinde p beginnend, parallel zum Distalrand durch das Saum-
feldzieht. (Men vergelijke Fig. 1). In den meisten Fallen ist sie nur kurz
und verschwindet etwa in der Mitte zwischen Apex und Hinter-
winkel, in seltenen Fallen erreicht sie diesen Winkel und vereinigt
sich mit der Hinde p. Sie verlauft genau so wie die distale Begren-
zung der Hinde p bei lineata. Wir haben es hier zweifellos mit
einem atavistischen Charakter zu tun, es ist eben die aite Begrenzung
der p-Binde. Wir werden sie deshalb vergeblich in der /mga/a-Gruppe
386
suchen und sie nur selten und scliwacli bei zygophylli antreffen, bei
der die Zurüekrückuiig erst begonnen bat. Gallii zeigt diese Linie
haufig, eupkorbiae seltener und nicaea sel)r selten, was verstandlich
ist, da diese beiden letzteren als relativ jnnge Arten schon seit
langerer Zeit diese Begrenzungslinie von p verloren haben.”
Bij vergelijking der vleugelteekeningen van yalliï, zygophylli en
livornica (zooals ze b.v.afgebeeld zijn bij Seitz, vergelijk vol. II Taf. 41. d.),
komt het mij voor dat de tweede der genoemde soorten de /a'-lijn
wel degelijk altijd bezit, maar iets binnenwaarts verschoven, en dat
zij eveneens voorkomt bij Pergesa oldenhamiae en japonica en bij
Celerio boisduvali en minor, maar dat de tint verschillen kan in
donker- of lichtheid.
Overigens zie ik niet in, waarom juist deze lijn een bijzondere
atavistische beteekenis zou hebben, ofschoon het van zelf spreekt,
dat zij ontstaan is door versmelting van de buitenste vlekkenreeks
(Bd. I), die vlak bij en evenwijdig aan den buitenrand der vleugels
verloopt.
Evenmin kan ik inzien, dat er nog verschil in den graad van
atavisme zou bestaan tusschen de onderscheidene dwarslóopende
lijnen, die volgens Denso somtijds bij variëteiten optreden.
Denso schijnt wel van deze meening, want hij zegt:
,,Wahrend die Linie /« einen Charakter darstellt, der noch inner-
halb des Genus Celerio begründet ist, geht eine andere atavistische
Linie viel weiter zurück, und zwar auf Zeichnungselemente, die
auch in dem Genus Pergesa auftreten. Es ist dies eine dunkle Linie
fa^, die, arn Costalfleck nic^ beginnend, langs der Costalzone ac
parallel zum Proximalrand von p nach dem Hinterrand hinzieht.
Sehr oft werden durch sie mc^ und rnc^ mit einander verbunden.
Sie tritt nur bei den Faltern auf, bei denen die Tendenz der Auf-
lösung der Costalzone in einzelne Costalflecke besteht oder bei denen
die Auflösung schon stattgefunden hat, also bei zygophylli, vespertilio,
der euphorbiae-(jiY\\}^\)Q. und nicaea. Nie erscheint sie bei hippophaes,
gallii und lineata.”
Te oordeelen naar vespertilio, vergeleken met askoldensis en mellus,
is de hier bedoelde lijn de door mij als Bd. III bestempelde, maar
versmolten met IV, en ziet men bij dahli en bij euphorbiae nabij
den achterrand de sporen dezer lijn, en wel niet slechts bij enkele,
maar bij alle exemplaren.
In overeenstemming met het bovenstaande spreekt het vanzelf,
dat ik in zake de vleugelteekeningen der Euphorbiae-gvoct'p een
opvatting huldig, die met Denso’s meeningen daaromtrent in
volstrekte tegenspraak verkeert. Denso toch zegt (bl. 6): ,,Bei C.
387
euphorbiae L ist der Auflösungsprozess der ursprünglichen Celerio-
zeichnung sclion selir weit fortgeschritten”. Naar mijn overtuiging
is hier geen ,, Auflösungsprozess” in ’t spel, maar zijn integendeel
langs den voorrand de laatste sporen van dwarsbanden nog als ge-
ïsoleerde vlekken te bespeuren, terwijl het achterste,distale deel van
den vleugel hoofdzakelijk door de P^-diagonaal wordt beheerscht. Wel
wil ik gaarne toegeven, dat de reductie der transversale vlekken-
rijen tot drie of vier voorrandsvlekken (die Denso Costalflecke noemt)
en de afnemende grootte dezer vlekken naar den vleugelpunt toe,
zonder twijfel in verband staan met het beloop der F’-diagonaal, en
dat zij met hun drieen of vieren beantwoorden aan de donkere
voorrandsbaan van C. lineata. Maar ik vat laatstgenoemde baan op
als een ineenvloeiïng van die vier vlekken, dus als een partieele
egaliseering, die leidt tot éénkleurigheid van ’t geheele voorrands-
veld. Het bewijs voor die beschouwing zie ik in toestanden zooals
bij Celerio gallii (Fig. 3), waar de vlekken wel met elkaar in verbinding
zijn getreden, zoodat de geheele vleugelvoorrand gelijkmatig donker
gekleurd is, maar hun grenzen nog te onderscheiden zijn door haak-
vormige insnijdingen die in den lichten diagonaalband overgaan.
Denso’s tegenovergestelde opvatting van dezen toestand blijkt uit zijn
uitspraak: Gallii besitzt einen breiten Costalrand, in dem vom
Mittelfeld am. her die Grundfarbe vor allem an drei Stelten einge-
drungen ist” (ik cursiveer).
Hetzelfde geldt voor de donkere driehoekige baan, die den lichten
diagonaalband aan den buiten-achterkant begrenst, en die Denso p
noemt. Bij de behandeling van C. euphorbiae zegt hij daarvan : ,,Die
Schragbinde p ist dort, wo ihre Proximalbegrenzung den Hinterrand
berührt (im Punkte I) weit nach dem Hinterwinkel zu verschoben.”
Omtrent gallii zegt hij wel is waar slechts : ,,Die Binde p ist breiter
als wie bei euphorbiae.^ Ihr Endpunkt P. liegt mehr basalwarts”,
maar te voren heeft hij verklaard : ,,vom Distalrand” (der lichte
middenbaan) ,,her nimmt die Saumfarbung von a/ auf Kosten von p.
einen grosseren Raum ein, und ferner verbreitert sich am am Hinter-
rand, wodurch p in seiner proximalen Begrenzung steiler zum
Hinterrand abfallt”.
Ook in dit opzicht staan dus Denso’s meeningen diametraal tegen-
over de mijne.
Desniettegenstaande bestaat naar mijn inzicht, toch nog een moge-
lijkheid dat Denso in zijne opvattingen het bij ’t rechte eind heeft.
Dit zou n.1. het geval zijn, wanneer men moest aannemen dat bij
go.llii en in nog sterker mate bij euphorbiae, de aanwezigheid der
voorrandsvlekken berustte op terugkeer tot het oude patroon, dus
26
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A'’. 1919/20.
388
op atavisme. Men had zich dan voor te stellen, dat in het lineata-
patroon de gelijkmatige donkere voorbaan van het diagonaalpatroon,
die ontstaan was door samenvloeiing der voorrandsstiikken van de
oorspronkelijke zeven dwarsrijen van vlekken, zich wederoai in een
aantal stukken oploste. Dat dit aantal lager is dan zeven, geeft
steun aan de meening, dat wij hier met secundaire scheiding eener
aanvankelijk samenhangende voorrandsbaan te doen hebben.
Als oorzaak dier oplossing mag echter m. i. de nog in den aanleg
aanwezige neiging tot vorming der geïsoleerde voorrandsvlekken
van het oude, aan alle Heterocera gemeenschappelijke dwarsband-
patroon worden beschouwd.
Beproeft men op dezelfde wijze als voor de boven besproken
soorten, de zoo uiterst grillige teekening op de bovenzijde des voor-
vleugels van den Oleanderpijlstaart {Deilephila {Daphnis) nerii) te
analyseeren, dan blijkt, dat men ongedwongen in de donkere en
lichte plekken langs den voorrand de resten der zeven vlekkenbanen
kan terngvinden, maar dal slechts één dezer, n.1. nummer V, onaf-
gebroken tot den achterrand doorloopt, terwijl VI dit bijna doet,
daar hij slechts door den witten buitenzoom van het donkere wortel-
veld doorsneden wordt.
De verstoidngen in de overige dwarsbanen laten zich verder
grootendeels terugbrengen op de twee ons reeds bekende invloeden,
n.l. die van de V- en de A-diagonaal-teekening. De eerstgenoemde
openbaart zich op overeeidcomstige wijze als bij eupliorhiae, gallii
etc., maar van de lichte, schuine middenbaan der overige Deilephila’s
zijn bij nerii slechts fragmenten te bespeuren. In de eerste plaats
het lichte apicaalsl reepje, scherp afstekend tegen het bijzonder
donkere voorste segment van baan I. Dan het witte gebogen streepje
in ’t midden van den acliterrand, dat proximaal begrensd wordt
door een bijzonder donker achterstuk van een d warsband (waar-
schijnlijk een fragment van IV) en dat naar voren toe twee keer
zigzagsgewijs een scheipen hoek maakt. Vermoedelijk geeft ons dit
witte zigzaglijntje een stuk van de buitengrens van den driehoekigen
en daarom naar achteren breeder wordenden lichten middenzoom te
zien, die voor Chaerocampinae zoo kenmerkend is.
Van dezen lichten zoom is verder slechts het meest proximale
gedeelte, nabij den vleugel wortel aan den achterrand aanwezig, en
dit gedeelte gaat versmald en met een buitenwaarts convexe bocht
in het gebied van VI over, waardoor het tot aan den voorrand komt
door te loopen. Ook aan de buitenzijde van V zet zich de lichte
kleur sclnün distaalwaarts tot aan den vleugelvoorrand voort, en
komt zoodoende in aanraking met het vooreind eener nog lichtere
389
bandpartij, die in de strook van III aan dien voorrand begint, maar
zoo schuin buitenachterwaarts loopt, dat het gebied van III als ’t
ware naar dat van II wordt opgebogen.
Iets dergelijks ziet men ook bij een andere Sphingiden-soort, wier
voorvleugelpatroon met dat. van nerü merkwaardig veel punten van
overeenkomst vertoont, n.1. Dillina tiliae. Hier doet zich het bedoelde
verschijnsel aan ’t voorste stuk van den buitenrand der donkere
mediaanbaan voor, die het voorvleugelviak op zoo kenmerkende wijze
in een binnen- en buitenveld bieekt, en die zelf ter hoogte van de
tweede cubitaalader volledig of bijna volledig iji een grooter vóór-
en een kleiner achterstuk is verdeeld, door een insnoering, die in
plaats en karakter overeenkomt met het bovenvermelde witte zigzag-
lijntje van neriï.
Van de gegrondheid der hier ontwikkelde opvatting der neriï-
voorvleugelteekening wordt men vooral overtuigd, wanneer men haar
vergelijkt met verwante soorten, b.v. hypothous (Moore Lepidoptera
Cejlon PI. 83., Cramer Pap. Exot III. pl. 285 D., Seitz X 63a2),
layardi (Moore Pl. 84, Seitz 63a''), protrudens (Novara Exp. Zool.
II 2 Taf. LXXVI, 7, Seitz X 63. b. 2), angustans (Nov. Exp. Zool. Bd.
II 2), placida (Seitz X 63. a 4).
Het allermerkwaardigst scliijnt mij in dit opzicht' en ver-
wanten {miskini, anceiis, sericeus, cinerea), waar de ^zeriï-teekening
voor een deel als ’t ware staat geprojecteerd op het patroon van
Smerinthus populi, welke laatste er om zoo te zeggen doorheen-
schijnt.
Groningen, October 1919.
26*
Natuurkunde. — De lieer Lorentz biedt eene mededeeling aan
van den Heer P. Ehrenfest : „Over de capillaodteitstheorie
van den kristalvorm” .
(Mede aangeboden door den Heer Kuenen).
In eene mededeeling over de capillariteitstheorie van den kristal-
vorm ') heb ik onder anderen de interessante verhandeling van Prof.
M. Brili-ouin : ,,Tensions superficielles et formes cristallines. Domaine
d’action moléculaire”, *) aangehaald. De Heer Brillouin heeft mij nu
in een brief er terecht opmerkzaam op gemaakt, dat mijne citaten
eene verkeerde opvatting omtrent de strekking en de resultaten van
zijn onderzoek zouden veroorzaken.
Het zou namelijk kunnen schijnen, alsof de Heer Brillouin de
verklaring der kristalvormen volgens de theorie van Curie (uit het
principe van het minimum der totale oppervlakte-energie) voor juist
zou aannemen. Ik haast mij om te verklaren, dat dit niet het geval
is. Integendeel : de Heer Brillouin ontwikkelt en beredeneert bij
gelegenheid van de bovenaangehaalde ondei-zoekingen uitvoerig de
bewering dat de vaste lichamen in onge deformeer den toestand een opper-
vlaktespanning nul bezitten, en dat bij hen oppervlaktespanningen eerst
als gevolg van deformaties optreden, (zie in ’t bijzonder het einde
van ^ 10). Dat zijn opvatting met die van Curie en dus ook met
de grondgedachten van mijne mededeeling principieel in strijd is,
was mij ten tijde van de publicatie van mijne mededeeling nog niet
zoo duidelijk als nu, dank zij den brief van den Heer Brillouin.
Ter nadere oriënteering van den lezer, die zich vooi' deze zaak
interesseert, wil ik nog het volgende opmerken :
1. De Heer Brillouin heeft, voor zoover mij bekend is, het eerst
den mogelijken invloed van kanten en hoek-energieën op het gedrag
van vaste lichamen nader besproken (zie § 11 tot 19 van zijne ver-
handeling, in ’t bijzonder ook de veelbelovende bespreking van de
vormen van diamantkrassen op glas en van instabiliteit van scherpe
glaskanten) en het is in hoofdzaak daarvoor, dat ik die onderzoeking
heb aangehaald.
2. De argumenten van den Heer Brillouin tegen oppervlakte-
spanning bij afwezigheid van deformatie (zie ^ 10 van zijne ver-
handeling) zijn gelukkig niet van toepassing op mijn model, omdat
dit laatste absoluut hard is, en daarom, niettegenstaande de aan-
wezigheid van oppervlaktespanning ongedeformeerd kan blijven en
rechte kanten kan bezitten.
‘) Akad. V. Wetensch. Versl. 29 Mei 1915 (XXIV, p. 158).
®) Ann. de chimie et de physique. VI (1895), p. 540.
Natuurkunde. — De Heer H. A. Lorentz biedt eene mededeeling
aan van den Heer D. Coster : ,, Over ringen van hindinqs-
electronen in Bragg’s- kristalmodel van diamant”.
(Mede aangeboden door den Heer Kamerungh Onnes).
Door de mooie onderzoekingen van de beide Bragg’s ') is de
structuur van het diamant met groote zekerheid bekend geworden.
Zooals men weet, kan men volgens deze onderzoekers den bouw
van dit kristal door het volgende schema aangeven ; 1“ een stelsel
van kubi, waar de C’-atomen in de hoekpunten en de middens der
zijvlakken liggen, 2* * hierin een stelsel van identieke kubi, dat men
uit het eerste verkrijgt door het parallel aan zichzelf in de richting
van één der lichaamsdiagonalen vari den grondkubus over een kwart
van deze diagonaal te verschuiven. (Zie tig. 71, waarin alleen die
atomen zijn aangegeven die liggen binnen een grondkubus). Indien
men aanneemt, dat de waardigheid der atomen ook in het kristal
een principieële rol speelt, is dit systeem van volmaakte symmetrie.
Elk C-atoom vindt nl. in zijn omgeving 4 andere C-alomen op den-
zelfden afstand en volkomen symmetrisch gelegen. (De verbindings-
lijnen van een atoom met de 4 dichtstbijzijnde vormen de lichaams-
diagonalen van een kubus). Op deze wijze is aan de vierwaardigheid
van het C-atoorn voldaan. Het ligt nu voor de hand aan te nemen,
dat de bindingen tusschen de atomen gevormd worden door elec-
tronenringen, zooals dit het geval is in het model van het water-
stofmolecuul van Boer. Debije en Scherrer ’) doen bijv. een model
aan de hand, waarbij elk koolstof-atoorn 4 electronen zou afstaan,
één voor elke binding, voor welke dus 2 electronen beschikbaar
komen. Deze zouden wentelen om de verbindingsas van twee atoom-
kernen in een vlak loodrecht op deze as en halverwege den afstand
tusschen de kernen. De kern zelf zou dus nog 2 electronen behou-
den en zich naar buiten gedragen als een viervoudige lading. Is
men eenmaal bereid toe te geven, dat de bindingen door electronen-
ringen gevormd worden, zoo is er uit een oogpunt van symmetrie
a priori veel voor dit model te zeggen ‘). Debije en Scherrer ')
komen evenwel tot de conclusie, dat een dusdanig model onvereenig-
1) Proc. Roy. Soc. Londen (1914) A 89, p. 277.
Zie ook; Bragg. X-rays and crystalstructure.
*) Phys. Z. S. (1918) XIX, p. 476.
®) Er blijven natuurlijk nog vele moeilijkheden, bijv.: hoe is de draaiingsrichting
der banen. Ook over vorm en grootte der banen laat zich weinig zeggen.
392
4 c/ en
door
baar is met de experimenteele gegevens van de Bragg’s (en ook
met de gegevens, die zij volgens hun methode van kristalfotografie
verkregen hebben). M. i. echter zien zij in Imn redeneering een
belangrijk element over het hoofd en valt er op ’t oogenblik op
grond van gegevens omtrent verstrooiing van Röntgenstralen over het
al of niet bestaan van dergelijke electronenringen nog niets te zeggen.
Hetgeen ik in het volgende hoop aan te toonen. Hierbij zal ik aan-
vankelijk de aanschouwelijke methode door Bkagg aangegeven, volgen.
We beschouwen de octaëdervlakken (de vlakken (111) in de ge-
bruikelijke notatie), waarin zich C-atomen bevinden. Dit is bijv. het
vlak door de atomen A, B, C, F, G en H (zie fig. 1), een tweede
kan men zich denken door
D, een derde door E. Deze
vlakken bevatten evenveel
atomen, hun onderlinge af-
stand is afwisselend, ^
f d als aangegeven
fig. 2. Bij terugkaatsing
alleen aan de vlakken a,
krijgt men uitgaande van de
bekende veronderstellingen
een maximum intensiteit in
den teruggekaatsten straal als
2c/ sin (p = nl, hierin kan n
enz. Werken ook de vlakken a' mee,
dan verdwijnt het spectrum van de 2*^®
orde {n = 2), omdat hiervoor a' een halve
golflengte phaseverschil met a geeft. Om
dezelfde reden zou bijv. ook het spec-
trum van de orde verdwijnen, indien
dit overigens nog waarneembaar zou zijn.
De Bragg’s hebben met gebruikmaking
van 7//i.-/^^stralen spectra tot en met de
5'^® orde waargenomen, van het spec-
trum van de 2*^® orde was geen spoor
te bekennen. Dit gaf hun juist één van
hun sterkste argumenten voor het door ^ ^
hen voorgeslagen kristal model. Bij het
model van Debije en Scherrer staat de
zaak anders. Zooals gebruikelijk gaan
zij ‘uit van de veronderstelling, dat de
verstrooiing alleen door de electronen
M.
d
.'M
L-
Fig. 2 en 3.
393
veroorzaakt wordt en dat men deze op de „klassieke” wijze kan
berekenen. Zij nemen aan dat ze voor lum berekeningen de
„bindingselectronen” mogen plaatsen in bun gemeenschappelijk
zwaartepunt op de bindingsas. Schematisch voorgesteld liggen de
octaëdervlakken hier als in fig. 3. In b en b' liggen nu de bindings-
electronen en wel in 6 3 maal zooveel als in è'. Voor het spectrum 2'^*^
orde leveren ook nu de kernelectronen (in a en a') niets op, de bindings-
electronen zouden hier evenwel een intensief spectrum pp moeten
leveren, terwijl, zooals gezegd is, het experiment daarvan niet de
geringste aanduiding geeft; weshalve Debi.je en Schehrer dit kristal-
model verwer[»en.
Vat men evenwel een bepaald octaëdervlak in het oog (bijv. met
positieve indices 111) dan vallen van de baanvlakken der bindings-
electronen slechts \ gedeelte daarmee samen (het zijn die welke liggen
in b' tig. 3). De andere maken met dit vlak hoeken van ongeveer
70° (hoek tusschen de lichaamsdiagonalen van een kubus). Het zal
uit de volgende rekening blijken, dat men voor de laatste niet mag
aaunemen, zooals Debije en Scherrer feitelijk doen, datde electronen
steeds in het octaëdervlak blijven. Voor een eenvoudige rekening
nemen we aan, dat de binditigselectronen zich gelijkmatig in cirkel-
banen bewegen. Zij bb (fig. 4) het beschouwde octaëdervlak, c c het
baanvlak, beide loodrecht op het
vlak van teekening. Voor de
phase van den volgens de ge-
wone reflectie regels aan het vlak
b b teruggek aatsten straal is alleen
van belang de loodrechte af-
c stand h van het electron tot è è.
Fig- 4^- Het is dus alsof de electronen
loodrecht op 6 6 oscilleeren met amplitude l. Maken we de resultante
op van de gereflecteerde stralen, dan moeten we die van elk electron
4 3X sin cp
h
— i /.h
waarin k =
vermenigvuldigen met den phasefactor e
{(p is complement van den invalshoek). Nemen we de electronen op
hun banen willekeurig verdeeld aan, dan is, zooals licht is in te zien,
de waarschijnlijkheid, dat een electron zich bevindt op een afstand
h—^h-\- dh
(1)
De totale amplitude van den teruggekaatsten straal is dus te ver-
menigvuldigen met :
394
ƒ
+ i
dh
a — i X h
n
Vv^
u
ilxcosf^ C^tu = {Iy)
(2)
-I
hierin is J. de functie van Bsssel van de orde nul.
4 7ï sin rp
Bedenken we, dat >e = , dan is, voor het geval dat aan de
relatie van Bragg
voldaan is,
2d sin (p = nX
2 Ji n
X —
d
(3)
Zooals bekend is, is de functie reëel voor reëele waarden van
het argument en oscilleert tusschen afnemende positieve en negatieve
grenzen ') en gedraagt zich dus als ,, gedempte” sinusfunctie. Dit
beteekent hier, dat de resulteerende straal in phase is of 180° in
phase verschilt met den aan het vlak h teruggekaatsten straal. De
absolute waarde van (2) is behalve voor het argument 0 steeds
kleiner dan 1 ; de beweging der electronen houdt dus een verzwak-
king van het teruggekaatste Röntgenlicht in. Het experiment eischt,
dat het spectrum van de orde door terugkaatsing aan h en h'
verdwijnt. Dit gebeurt strikt genomen als
3J„(Zx) + l = 0 (4)
aangezien b 3 maal zooveel electronen bevat als h' .
De kleinste waarde van l, die aan (4) en (3) voor n = 2 voldoet
is 0,258 d. Neemt men met Bragg f/=2,03.10~® c.M. dan is
/ = 0,524 10“® cM., hetgeen voor den straal van den electronenring
ongeveer r = 0,56, 10“® c.M. zou geven, welke waarde men niet
als a priori onmogelijk kan uitsluitend). Van belang is hierbij, dat
(4) onafhankelijk is van de golflengte der gebruikte Röntgenstralen.
Nu is het niet mijn bedoeling veel waarde te hechten aan de be-
rekening van den straal van den electronenring. 1’en eerste niet,
omdat mijn veronderstelling (gelijkmatig doorloopen cirkelbaan) te
schematisch is. Ten tweede is het niet waarschijnlijk, dat Debije en
ScHERRER een intensiteit zouden hebben kunnen constateeren, die
beneden een 100®'® van die van het spectrum 1® orde bleef. Dit
geeft in het boven geschetste geval globaal genomen voor r o.a.
alle waarden van 0,52 tot 0,62 10“® c.M. en ook van 0,70 tot
0 Voor grafische voorstelling en tabellen van deze functie zie: Jahnke u. Emde,
Funktiontafein p. 110 e. v.
Als we alleen in rekening brengen de ladingen van de twee betreffende kernen
(als viervoudige lading) en van alle storingen afzien, dan heeft volgens Bohr een
éénquantige ring van 2 electronen een straal van ongeveer 0,75 10—8 c.M.
395
0,81 10~® c.M. Grootere waarden van r zijn a priori onwaarschijnlijk.
De vraag rijst nu, of , toch niet op de door Debue en Scherrer
gedachte wijze, het experiment over het al of niet bestaan van ringen
van bindingselectronen zon kunnen beslissen. De spectra van hoogere
orde verkregen door terugkaatsing aan het octaëdervlak zijn m.i.
daartoe niet geschikt. Zoo zou het spectrum van de 6^® orde weer
verschil geven tusschen het model mèt en dat zonder de bindings-
ringen. Ten eerste evenwel neemt in het algemeen de intensiteit
sterk met de orde van het spectrum af'); ten tweede zou de hier
volgens (2) verwachte intensiteit toch al gering zijn, daar voor
de beschouwde waarde van r (ongeveer 0,55 10~® cM.) weer negatief
is voor n = 6 (vgl. 4).
Het is nu van belang de reflectie aan de andere kristalvlakken te
beschouwen. We zullen daarbij de ook door Debue en Scherrer
gebruikte methode volgen. Hebben we een regulair kristal, dan is
de intensiteit van een volgens de relatie vati Bragg teruggekaatsten
straal evenredig met het quadraat van de z.g. structuurfacfor ’) S,
die gegeven is door :
S = + .... (6)
Hierin is An evenredig met de door het stralingscentrum van
den grondkubus uitgezonden amplitude, pnqnVn zijn de coördinaten
van dit centrum in den grondkubus, waarvan de zijde 1 is, /q, h^, A,
zijn de indices van het beschouwde kristalvlak. Deze laatste kunnen
ook een gemeenschappelijken deeler hebben. Zijn zij bijv. 024, dan
is bedoeld het spectrum van de 2^® orde aan het vlak (012) in de
gewone notatie.
Voor het kristalmodel van Bragg is deze factor:
< i'rtiq-f-Aj)
)\l-^e +e + e
(6)
Debue en Scherrer nemen aan, dat de bindingsring op gelijke
wijze verstrooit als de bij de kern gebleven electronen. Ook voor
hun model zijn alle Jn’s = 1 te stellen.
Zij krijgen dus :
= 2[(l
+ 6
1 n (^1+^2) ,
1+ (? 4- «
+ «
t n (hs+/it)
")]
(7)
4- c
h Zie bv. Bragg. Proc. Roy. Soc. A. 89, p. 279, fig. 2.
S) Zie D. en ScH. Phys. Z. S. (1916), p. 279.
Voor de beteekenis van dezen factor zie: Marx Handb. d. Rad. Bd. V. p. 581 e.v.
396
Houdt men evenwel op de boven aangegeven wijze rekening met
den stand van de banen van de ringelectronen, dan krijgt men voor
structuiirfactor :
= 2[
1 + e
(*^0 5^) +
1 7t ( hi+ht) i n i TT (h^+hi)
1 4- < + ö + ö
(8)
Hier hebben ï en k dezelfde beteekenis als in (2) en (3), de indices
bij de verschillende grootheden / honden verband met de vier ver-
schillende hoeken, die de electronenbanen in het algemeen met het
beschouwde ki-istallografische vlak kunnen maken.
15>|
Bijgaande tabel geeft berekend ') voor de drie gevallen en wel
64
voor het laatste geval éénmaal voor een waarde van r = 0,56.10~^ c.m.
en éénmaal r — 0,81 .10~® c.m. (r is straal bindingsring). Van principieel
gewicht zijn hierbij slechts de onderlinge verhouding van de in dezelfde
Indices.
Br.
D. en Sch.
r = 0.56.10 ®
r = 0.81. 10 ®
(111)
18
11.6
2.9
5.6
(002)
0
0
0
0
(022)
36
4
0.61
7.8
(113)
18
0.34
1.64
3.55
(222)
0
16
0
0.038 -
(004)
36
4
11.1
9.0
(133)
18
2
2.1
2.42
(024)
0
0
0
0
kolom voorkomende getallen. Opgemerkt dient te worden, dat de
specti'a (002) en (024'i verdwijnen onafhankelijk van de aangenomen
waarde voor r. Slechts om ook het spectrum (222) te doen verdwijnen
is men voor r aan zekere grenzen gebonden.
Met verschillende factoren ’). die de intensiteit van de te verwach-
ten spectra sterk beïnvloeden (het meest die van hoogere orde) is
h De eerste twee kolommen zijn overgenomen uit het artikel van D. en ScH.
2) Bijv. z.g. Lorentz- en DEBiJE-faktor, vgl. Mabx Handbuch V, p. 581 e.v.
397
bij samenstelling van de tabel geen rekening gehouden. Aangezien
alles nog zoo onzeker is en bovenstaande beschouwingen zeer
schematisch zijn, is het m. i. onnoodig deze in de rekening te betrek-
ken. Een blik op de tabel leert evenwel, dat met name de getallen
van de vierde kolom niet in sterker tegenspraak zijn met de experi-
menteele gegevens ') dan die van de eerste. Waaruit wel volgt, dat
het voorloopig niet mogelijk is uit expei’imenteele gegevens een con-
clusie te trekken omtrent het al of niet bestaan der bindingsringen.
Misschien kan hier bestudeering van kristallen van chemisch homo-
loge stoffen {Si, Ge) ’) een beslissing brengen.
1) Zie hiervoor Bragg l.c. en Debije en Scherree I.c.
®) Si schijnt zich volkomen als diamant te gedragen, c.f. Debije en Sch. Phys.
Z. S. (1916) p. 282.
Bij •Ge is het aantal ,bindingselectronen” reeds klein t.o.v. de ,kernelectronen”.
Physiologie. — De Heer Zwaardemaker biedt, mede namens den
heer F. Hogewind, eene mededeeling Siscn ov^v. ,, Verstuiving s-
electnciteii en WatervaleUctriciteit” .
Het ontstaan van verstuivingselectriciteit en dat van waterval-
electriciteit zijn ongetwijfeld verwante processen, doch zij zijn allerminst
identiek.
Het heeft daarom zijn nut hun overeenkomsten en verschillen hier
kort uiteen te zetten.
De verstuivingselectriciteit ontstaat, doordat lucht een uiteenspatten
van waterdruppels tot stand brengt; de watervalelectriciteit doordat
reeds bestaande waterdruppels op een grensvlak lucht-vloeistof of
-vaste stof stooten. In verband hiermee is de verstuivingsnevel van
het punt van zijn ontstaan af geladen, de waterval eerst op het
oogenblik, dat hij den bodem bereikt. In beide gevallen vormen zich
groote en kleine drupjes, tusschen welke zich een tegenstelling in
lading openbaart. De lucht in de omgeving wordt zoowel bij de
verstuiving, als bij den- waterval naar alle zijden tot op grooten
afstand doordrongen met die overal heenvliegende allerkleinste drupjes.
Bij de verstuiving blijven de groote di'uppels de eenmaal begonnen
baan volgen, totdat zij op een hindernis stuiten. Deze hindernis ont-
moeten de druppels eerst lang, nadat zij geladen zijn geworden. Bij
den waterval echter, vormen zij zich pas, groote zoowel als kleine
drupjes, op hetzelfde oogenblik, waarop de lading ontstaat, n.1. op
het moment, dat de straal de hindernis treft.
In beide gevallen verhoogen de voorwaarden :
,,druk”
,, temperatuur”
het electrisch effect enorm. Twee atmospheren overdruk geven veel meer
electriciteit dan één atmospheer. Men behoeft verder den nevel slechts
te brengen in een ruimte, die 10° hooger in temperatuur is, om
een groote versterking dei’ verstuivingselectriciteit te verkrijgen.
Evenzoo voert een verwarming van het reservoir, dat den waterval
voortbrengt, tot aanzienlijke vergrooting van de watervalelectriciteit.
De aanwezigheid van een electrisch veld -doet beide sterk toenemen.
De afstand, waarop de schijf, die als hindernis dient, geplaatst is,
oefent op beide invloed. De \erstuivingselectriciteit kent een opti-
399
malen en een kritischen afstand. De watervalelectriciteit neemt,
volgens Lenard,* *) met den afstand der schijf toe.
Doch ook de grondvloeistof en de kleine chemische toevoegingen
zijn van beteekenis. De meeste waarnemingen zijn met water als
grondvloeistof gedaan, maar ook met paraffinum liquidum kan men
verstuivingselectriciteit en met kwik watervaleleciriciteit verkrijgen.
Wij hebben voornamelijk den invloed van kleine toevoegingen van
bekende chemische geaardheid nagegaan.
De verstnivingselectriciteit wordt sterk verhoogd door de bijmenging
van stoffen, die de oppervlaktespanning verlagen en bovendien vluchtig
zijn (reukstoffen, antipyretica, narcotica^ alcaloiden) en kan daar-
door bedragen bereiken, die de watervalelectriciteit verre en verre
overtreffen.
Volmaakt zuiver water geeft geen, met een gewonen electroscoop waarneembare
verstuivingselectriciteit. ’)
Sporen reukstof zijn voldoende om haar excessief te doen worden,
De verstuivingselectriciteit is daardoor een middel om de aanwezigheid van
kleine hoeveelheden reukstof te ontdekken anders dan door den reukzin.
De watervalelectriciteit ,wordt reeds primair door zuiver water
voortgebracht. De plaats, die den waterval stuit, laadt dezen positief op.
Kleine toevoegingen van reukstoffen, smaakstoffen, colloidale stoffen, wijzigen
de lading van het water sterk. Deze wijziging heeft soms in positieven, soms
in negatieven zin plaats.
Het was Lenard, die in 1892 het eerst het probleem onderzocht,
en er al dadelijk eene theoretische verklaring voor gaf*), die hij in
zijn latere publicaties eenigszins gewijzigd en uitgebreid heeft *).
Voor ons onderzoek maakten Avij met geringe wijzigingen gebruik
van het toestel, zooals het door Lenard ‘) reeds is aangegeven.
Aan een stevigen metalen cylinder van ± 2’/, Liter inhoud,
waaraan het deksel door middel van 3 schroeven luchtdicht is
bevestigd, is in den bodem een metalen buis met kraan aangebracht,
die uitloopt in een glazen buis met fijne uitvoeropening (1 mm.
diameter). In het deksel bevinden zich 2 openingen, waarvan de
eene in verbinding staat met de aanvoerbuis van de luchtperspomp
met gashouder van 2 cub. M., en de andere, afgesloten door een
schroefdop, dient ter vulling van den cylinder.
In de aanvoerbuis van den gashouder is, ter isolatie, een barn-
steenen buis, ter lengte van rt 2 7, cm. aangebracht, en bovendien
b P. Lenard : ,Ueber die Elektricitat der Wasserfalle”. Wied. Ann. 46 p, 584. 1892
*) Tenzij een electrisch veld voorhanden is.
®) P. Lenard: ,Ueber die Elektricitat der Wasserfalle”. Wied. Ann. 46 — 1892,
b ld. id. ,Ueber Wasserfallelektricitat”. Ann. der Physik. Bd. 47 — 1915.
400
2 kranen : de een vlak bij den cjlinder, de ander bij de hoofdbuis
naar den gashouder.
De lieele cjlinder liangt in een drievoet en is daarvan geïsoleerd
door middel van barnsteenen stiftjes.
De punt van de glazen uitvoerbuis bevindt zich op rfc 1 M. boven
een grooten glazen bak, het opvangreservoir, waarin, steunend op
een paar blokken, een zinken plaat. Deze is geleidend verbonden
met den metalen cjlinder.
Het opvangreservoir is op zijn beurt weer van de omgeving geïso-
leerd, doordat het staat op een paraffineplaat met 4 barnsteenen
pootjes.
Het geheel is geleidend verbonden met een geaarden electroscoop.
Op deze wijze zijn dus de cjlinder, het opvangvat en de electros-
coop onderling geleidend verbonden en tegelijkertijd alle drie van
de omgeving geïsoleerd.
De druk in de luchtpomp en den gashouder, gecontroleerd door middel
van een manometer, wordt op 2 atmospheren gebracht, de cjlinder
gevuld met 1 Liter der te onderzoeken vloeistof, en de beide kranen
in de toevoerbuis geopend, waardoor de vloeistof in den cjlinder
onder 2 atmospheeren druk komt te staan. Wordt nu de onderste
kraan geopend, dan stroomt de vloeistof onder krachtigen druk uit
het glazen buisje en treft onder een hoek van 90° de daaronder
gelegen zinken plaat. Hierbij ontstaat, al naar gelang van den aard
der vloeistof, positieve of negatieve electriciteit en de electroscoop
slaat uit.
De uitslag, dien de electroscoop na 1 minuut doorstroomen van de
vloeistof vertoont, wordt als maat voor de watervalelectriciteit
genomen.
Daar het heele toestel een tamelijk groote capaciteit bezit, begint de
electroscoop pas uit te slaan, als deze capiciteit is opgeladen, wat bij
de verschillende vloeistolfen verschillend lang duurt. Daarom wordt
het aftikhorloge eerst in werking gesteld, als de electroscoop begint
uit te slaan, en van dit oogenblik af een volle minuut doorstroomd.
Tijdens het onderzoek wordt de onderzoekkamer goed gelucht,
daar de luclit in de kamei' ook geladen wordt, en wel in tegen-
gestelden zin, als de vloeistof. Deze luchtlading zou dus bij volgende
proeven de vloeistofoplading kunnen tegenwerken.
Bovendien wordt het opvangvat bedekt met een kleinmazig
ijzergaas, met een centrale opening, waardoor de straal heenvalt.
Dit gaas dient, om de weggeslingerde vloeistofdrupjes en mogelijk
ontstaand schuim tegen te houden, terwijl de uiterst fijne nevel
ongehinderd zich in de omgevende lucht kan verspreiden.
401
Als standaard vloeistof werd zuiver leidingwater genomen, dat bij
onze proeven een gemiddelden uitslag van 50 streepjes gaf. Het
ütrechtsclie leidingwater is zeer zuiver en bevat weinig zouten.
Bovendien is de temperatuur vrij constant, wat, in aanmerking ge-
nomen den grooten invloed van de temperatuur op de waterval-
electriciteit, van groot belang is.
Tusschen 2 proeven in werd steeds een controleproef met water
ingeschoven, waardoor de goede functioneering van het toestel kon
worden nagegaan.
Verder werd na iedere proef de cylinder met leidingwater onder
druk doorgespoeld, daar kleine hoeveelheden in het vat achterge-
bleven ladende stoffen bij de volgende proeven onzuivere uitkomsten
konden veroorzaken.
Wij vonden bij de watervalelectriciteit de reukstoffen niet alle in
denzelfden zin werken. De meeste versterkten de positieve lading
van het water, andere veranderden haar niet of nauwelijks, terwijl
enkele haar zelfs verzwakten en een negatieve oplading bewerkten.
En dit alles schijnbaar zonder dat van eenige regelmaat of lijn
iets te bespeuren was.
Wel werd algemeen bij sterkere concentraties (die bij de bijna
steeds zeer weinig oplosbare reukstoffen altijd gering blijven) groo-
tere verstei’king of verzwakking geconstateerd. Bovendien vonden
wij in de homologe reeksen een toenemenden uitslag, naar gelang
wij van de lagere naar de hoogere termen overgingen.
Een regel aan te geven, volgens welken bepaalde reukstoffen zouden
versterken of verzwakken, lijkt voorshands echter geheel onmogelijk.
Dat de watervalelectriciteit niet identiek is met de nevelelectrici-
teit kan b.v. blijken uit ’t gedrag van indol, dat bij de eerste een
zeer groote versterking van de waterlading geeft, bij de tweede
daarentegen bijkans werkeloos is.
Omgekeerd geeft b.v. thymol zeer sterke nevellading en zoo goed
als geen watervalelectriciteit.
Bovendien geeft versch gedistilleerd water hierbij een duidelijke
versterking, terwijl het bij verstuiving volstrekt onwerkzaam is.
Wij laten hieronder eenige reukstoffen volgen met hunne ladingen
in den teller van de breuk, terwijl in den noemer steeds de uit-
slag van leidingwater voorkomt, telkens on middellijk van te voren
opgenomen. Het teeken van de lading is mede aangegeven.
Phenol N. opl. : + '“Vs,
Cressol V,,., N. opl. : +
Xylenol N. opl.: -f
402
Amjlacetaat Yioo» opl.
= + “7..
1 7o aethylacohol. -(- '“76o
Th j mol opl. (verzad).
+ ^7,.
5 7o
1 00/
~ /60
Toluol (verd. opl.)
+ '“7eo
10 7o
1 20/
1 /60
Kunstmuskus (verd.)
+ *7so
20 »/„
20 /
M / 60
1 7o Aethylalcohol
1 100 /
"T /60
Indolopl. (verd.)
+ ^“7.0
Kamferopl.
(verzad.) — '7,„
Eucalyptol (verzad.)
1 130 /
r / 60
Bornylacetaat ( ,, ) -f- ^76o
Safrol (verzad.)
+ ^"760
Capronzuur
opl- + '760
Git ral (verz.)
+ *760
Azijnzuur 7:
3 opl. + ‘7,„
Blijkbaar versterken dus de meeste reukstoffen de positieve water-
lading. Slechts kamfer en hornjlacetaat, twee in reuk zeer verwante
stoffen, verlagen haar, resp. doen de lading omkeeren.
Bovendien verminderen de reukstoffen, die tot de zuren behooren,
de lading van het water, evenals alle andere zuren.
En eindelijk doen zeer sterke concentraties van reukstoffen, zooals
wij die bij aethylalcohol kunnen bei-eiken, de lading verzwakken
(geven zelfs negatieve lading) juist zooals bij de verstui vings-elec-
triciteit het geval is.
Overgaande tot de smaakstoffen, vonden wij, dat aan den eenen
kant de zoetstoffen alle min of meer versterkten, ofschoon eerst in
sterkere concentraties dan de reukstoffen.
Aan den anderen kant verzwakken alle zouten en zuren de
waterlading, terwijl de bitterstoffen, voor zoover ze tot de electro-
lyten behooren, eveneens verzwakten.
Die bitterstoffen echter, welke tot de colloidale stoffen gerekend
moeten worden, versterkten de positieve waterlading weer, evenals
alle andere onderzochte colloidale stoffen.
Zoetsto ff en.
Bitter stoffen.
Saccharose
i7o
+ ^7,6
Chinin. pur (verz. opl.). — ’76o
Laevulose
1 7,
+ ‘"760
Bisulf. chin. 1 7o — ’"/«6
Glucose
7o
+ "760
Chloret. magnes. 1 7o — ‘7»o
> >
i7o
+ ‘""Ao
Sulfas natricus J 7o — ‘Aiu
Sach. lactis
i7o
+ ‘’"Ao
Chloret. plumb. 7i "/o — Aco
Glycocoll
'A 7o
+ ‘"760
Glycerine
1 7«
+ ‘""Ao
CoUoidale bitterstoffen.
Fel Tauri ‘Aooo: + “"Ao
Extr. guassiae sice 7g„„ : -j- *“7,^
Glycochoiz. natr. : -f «7,„.
403
Zouten.
Zuren.
Sulfas natric. 1 ®/o
15 /
/ 60
Ac. lactic Vg
+ ’Vso
Sulf. kalic. 1 7o
_ 15/ •
/ 50
„ acet. V, 7,
+ ‘Vso
Sulf. ammon. 1 7o
— 30/
/ 69
1 0/
-^ / 0
- ’V.O
Chloret magn. 1 7»
—
/ 50
„ hydrochl. V, 7„
80 /
/ 60
„ natr. 1 7,
— 'V
/ 50
„ citric. 1 %
30/
/ 60
„ kal. 1 7„
31 /
\ 60
„ amygdal. V, 7„
/ 05
,, ammon. 1 7o
— 'V
/ 50
„ tartaric. 7,
7®/
/ 100
,, plumbic. 1 7o
00 j
/ 50
,, calcic. 1 %
40 /
/ 50
Nitras kalic. 1
60
/ 50
Basen
Sol. NaOH J 7. =
■ —
/ 60
„ KOH 1 7, :
40 /
/ 60
„ NH,OH V//.:
+ ‘Vso
De Ijotrope reeks is ook hier weer in te herkennen, evenals bij
de verstuivingselectriciteit, tenminste ^’Oor de anionenreeks :
Sulfas
Kalic.
V,
N.
-30
Phosph.
)
V,
N.
—30
Citras
> >
7.
N.
—25
Chloret.
>
Vo
N.
—22
Nitras
> J
V,
N.
—15
Acetas
1
V.
N.
—13
Rhodan.
7,
N.
-12
Jodet.
>
V,
N.
—10
Hierbij neemt alleen het acetaat een te lage plaats in, vergeleken
bij de lyotrope reeks bij de verstuivingselectriciteit. Van de andere
stoffen die werkzaam bleken bij verstuiving, onderzochten wij eenige
glycosiden en saponinen, antipyretica en alcaloiden, die alle, mits
niet als zout onderzocht, de waterlading bleken te versterken :
Glycosiden en Saponinen. Alcaloiden.
Aesculine
V •
/ 800 •
+ '7.0
Coffeine (verd.)
+^“7.0
Saponine
7 •
/ «00 •
+ '7.0
Theophyline (verd.)
+ ““/.o
Digitaline
Opl. :
+ “7.0
Hydrochl. morphini
+ ‘7,0
Antipyretica.
Pyramidon ’7io
Antipyrine +/, .
27
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVlll. A^. 1919/20.
404
Ten slotte bleken alle onderzochte colloidale stoffen de water-
lading te versterken, zelfs een eiwitoplossing, die steeds zouten
bevat, mits de oplossing voldoende gedialyseerd is.
Gelatine Ve 7o op^- •
Tragacanth (zéér verdund) : 'Vs
Tragacantli verd. opl. : + ^Vs
Amyl. oryzae 7^ 7, :
Dextrin 7i V« '• ,
Gummi arabic Ve»o ■
Fel Tauri Viooo:
Colloidale stoffen.
+ ^7,„ Extr. quassiae : + '’Vr»
Glycocholz. natr. -ff
Albumen ov. sicc. 7o + ’Vso
„ „ gedialyseerd + *7^,
+ 'Vso
+ ^Vs.
+ 'V,s
+
Het spreekt vanzelf dat bij sterkere concentraties door verhoo-
ging van de viscositeit de uitslag verminderen moet.
De invloed van de temperatuur op de watervalelectriciteit is, gelijk
gezegd, groot.
Leidingwater van 8° : 40
„ 35° . 100.
Temperatuursverhooging versterkt dus de positieve waterlading
aanmerkelijk.
De invloed der toevoeging van zoutoplossing is eveneens onmis-
kenbaar. Het positief sterk opladende alcohol, dat zonder zout in
water de positieve lading zeer verhoogt, verliest bij gelijktijdige aan-
wezigheid van keukenzout dit vermogen aanvankelijk voor een deel
en moet het bij geconcentreei-de zoutoplossing zelfs geheel afstaan.
De negatieve oplading door het zout krijgt dan de overhand. Het
zout aan het negatief opladende kamfer toegevoegd verhoogt deze
negatieve lading. Kamfer en zout werken samen. Er heeft dus in
het geval van de watervalelectriciteit naar het schijnt eenvoudige
additie plaats van watereffect, zouteffect en het effect van het vluch-
tige toevoegsel 7-
Om deze verschijnselen te verklaren, zou men zoowel de verstui-
vings- als de watervalelectriciteit kunnen opvatten als een vorm
van wrijvingselectriciteit. In beide gevallen zou dan de wrijving,
tusschen vloeistof en lucht tijdens het uitstroomen bij de verstuiving,
tusschen vloeistof en zinken plaat bij den waterval, het loslaten van
electronen veroorzaken, die in de omgevende lucht worden verspreid.
b In het geval van de verstuivingselectriteit is de toedracht van zaken veel
ingewikkelder, Zie E. L- Backmah. Onderz, Physiol. Lab. Utrecht (5) XIX p. 210,
405
Echter zou dan de vloeistof noodzakelijkerwijze steeds positief opge-
laden moeten worden, wat blijkens de proeven in een groot aantal
gevallen niet uitkomt. Men moet dus een dieper werkend proces
aannemen, waarbij grootere vormsels ontstaan als dragers van de
electrische lading. Deze vormsels zouden kunnen ontstaan uit dez.g. ionen,
en wel positief en negatief geladen ionen in gelijk aantal ^), waarom-
heen de waterdamp zich tot druppeltjes kan condenseeren, en waarmee
de zoutdrupjes zich later vereenigen kunnen.
Lenard “) veronderstelt, dat in de oppervlakkige lagen van iedere
di-electrische vloeistof niet alleen een, door de moleculaire krachten
der vloeistof zelf veroorzaakte, electrische dubbellaag aanwezig is,
met de negatieve laag aan de buitenzijde, maar dat deze lagen ook
materieel verschillend zijn. Deze materieele verschillen, die varieeren
door in de vloeistof opgeloste stoffen (electrolyten, vluchtige stoffen,
complexe moleculen) beïnvloeden de dikte en de sterkte van de
electrische dubbellaag.
Hij voert dus de waterval- èn de verstuivingselectriciteit terug tot
den specifieken toestand, waarin de oppervlakte van iedere di-elec-
trische vloeistof zich bevindt.
De eigenlijke oorzaak van de oplading zou dan zijn, niet een
afgeven van electronen, maar een wegslingeren van uiterst fijne vloei-
stofdruppeltjes, de z.g. ,, dragers”, die, al naar gelang van den opper-
vlakte-toesfand der vloeistof, öf zéér klein, en dan negatief geladen
zijn, doordat zij geheel ontstaan uit de uiterste, negatief geladen
laag der vloeistof, óf iets grooter, en dan positief geladen kunnen
zijn, doordat zij voor het grootste deel ontstaan uit de meer binnen-
waarts gelegen positieve vloeistoflaag.
Voor bijzonderheden verwijzend naar het artikel van Lenard zelf,
volstaan wij met te constateeren dat het meerendeel van de door
ons verkregen uitkomsten bij de watervalelectriciteit door deze theorie
voldoende verklaard worden.
Niet verklaard worden hiermee de versterkende invloed van tem-
peratuursverliooging (Lenard zelf meende, op grond van theoretische
overwegingen, dat een verzwakking zou moeten optreden).
Evenmin waarom kamfer en bornylacetaat de waterlading ver-
zwakken. En eindelijk blijft de versterkende werking van de zoet.
stoffen en de colloidale stoffen ook door deze theorie onverklaard.
De uitkomsten bij de proeven, die reeds vroeger over de verstui-
vingselectriciteit in het Utrechtsche Physiologisch Laboratorium zijn
1) H. Zwaahdemaker. Le Phénomène de la charge des brouillards de substances
odorantes. Arch. Neerl. de Phys. de 1’homme et des animaux Tomé I 1917 p. 347.
®) P. Lenard. Ueber Wasserfallelektricitat. Ann. der Pbysik, Bd. 47 — 1915.
27*
406
genomen *), laten zich veel minder goed verklaren met behulp van
deze theorie.
In de eerste plaats geven zuiver leidingwater (ütrechtsch) en
versch gedistilleerd water (oud gedistilleerd water is wèl werkzaam)
bij verstuiving geen of zoo goed als geen lading.
Vervolgens is over het algemeen de versterking, die de lading
ondergaat door toevoeging eener werkzame stof, zéér veel grooter
bij verstuiving dan bij den waterval.
In de derde plaats geven zoutoplossingen, overeenkomstig Lenard’s
theorie, een duidelijke negatieve watervalelectriciteit ; daarentegen
gaven zij geen lading bij verstuiving *).
Eindelijk zijn, volgens Lenard’s theorie, de grootere positieve
dragers van een keukenzoutsolutie bij de watervalproef natrium-
lioudend, de kleinere negatieve dragers daarentegen bestaan uit
zuivere watermoleculen, wat hij aantoonde, door de dragers tusschen
de platen van een condensator te brengen. Hierbij gingen de grootere
positieve Na-houdende dragers naar de negatief geladen condensator-
plaat, alwaar hij het Natrium kon aantoonen. De kleinere, negatief
geladen dragers gingen naar de positieve plaat, waarop hij geen
Natrium kon aantoonen.
1) H. ZwAARDEMAKER. Het in overmaat geladen zijn van reukstof houdende
nevels. Verslagen K. A. v. Wetensch. Deel XIX N°. 1.
H. ZwAARDEMAKER. Specifieke reukkracht en odoroscopisch ladingsverschijnsel
in homologe reeksen, ld. Deel XIX N®. 2.
H. ZwAARDEMAKER. Reukstofmengsels en hun laadvermogen door nevelelectriciteit
ld. Deel XXV HO Sept. 1916.
H. ZwAARDEMAKER. Le phenomène de la charge des brouillards des substances
odorantes. Arch. Neerl. Physiol. T. 1, p. 347.
H. ZwAARDEMAKER. Le sens de l’adsorption des Subst. Volatiles Acta Oto-lary-
agologica.
H. ZwAARDEMAKER en H. Zeehuisen. Over het teeken v. h. ladingverschijnsel
en de bij dit verschijnsel waargenomen invloed op de lyotrope reeksen. Verslagen
K. A. V. Wetensch. deel XXVII 1918.
E. L. Backman. De olfactologie der methylbenzolreeks. ld. Deel XXV 27 Jan. ’17.
E. L. Backman. Ueber die Verstaubungselektricilat der Riechstoffe. Arch. f. d.
ges. Phys. Bd. 168 S. 351.
C. Huyer. De olfactologie v. aniline en homologen. Diss. „Onderz.” (5) Deel
XVIII, p. 1, 89.
*) Het is ons later gelukt, ook bij verstuiving van een 1 ®/o keukenzoutsolutie
een geringe negatieve lading aan te toonen, door vermindering van de capaciteit
van de opvangschijf. Doch deze lading is bij lange na niet zoo groot, als die bij
den waterval ontwikkeld wordt en valt in het niet tegenover de verstuivings-
electriciteit, welke ontstaat bij toevoegingen van vluchtige en oppervlak-actieve stoffen.
407
Herhaalt men deze proef bij verstoven zoutsolutie ‘), dan blijken
zoowel de groote positieve als de kleine negatieve dragers Natriiun-
hondend te zijn.
Watervalelectriciteit en verstui vingselectriciteit mogen derhalve al
onderling verwante processen zijn, volkomen identiek zijn ze klaar-
blijkelijk niet.
0 A. Stefanini en G. Gbadenigo. Inhalazione di Nebbië Salina Secche. Lucca
1914, p. 22.
Geologie. — De Heer Kutten, correspondent der Afdeeling, biedt
eene mededeeling aan : ,, Foraininiferenhoudende gesteenten uit
het stroomgebied der Lorentzrivier {Zuidwest Nieuw-Guinea)’' .
De Nederlandsche Zuid ISlieuw-Guinea-expedities van 1907 en 1909
brachten eene vrij groote gesteenteverzameling uit het stroomgebied
der Lorentzrivier (Noordrivier) mede. Vele gesteen temonsters bevatten
Foraminiferen van tertiairen ouderdom. Zij zullen in het onder-
staande kort beschreven worden.
Na de laatste samenvatting der Foraminiferen-literatuur van
Nieuw-Guinea 0 is er slechts eene enkele publicatie van R. Bullen
Newton ’) verschenen, waarin enkele Lepidocyclinenhoudende kalk-
steenen beschreven worden, die aan de sneeuwgrens op den
Carstensz Top gevonden werden. Wat de literatuur betreft, kan dus
naar de vroegere samenvatting verwezen worden.
De gesteenten der bovengenoemde expedities zijn afkomstig uit
eene zone, waaruit K. Martin *) reeds in 1911 talrijke fossielen
beschreef; het stroomgebied der Lorentzrivier neemt echter in deze
zone, die zich van den J37sten tot den 141sten lengtegraad uitstrekt,
slechts eene bescheiden plaats in. Men mocht dus a priori ver-
wachten, dat de collectie — voorzooverre ze uit rolsteenen bestond —
weinig nieuws zoude opleveren. Van meer belang waren natuurlijk
de stukken, die van de vaste rots afgeslagen waren; zij zijn echter
weinig talrijk.
Uit een geologisch oog[)unt beschouwd bestond er dus geen aan-
leiding, om de collectie intensief te bespreken. Ook palaeontologische
overwegingen maakten eene slechts korte beschrijving van het
materiaal wenschelijk. Verreweg de meeste stukken zijn kalksteenen
met Lepidocyclinen of Nummulieten als talrijkste fossielen. De
fossielen kunnen niet uit het gesteente losgeprepareerd worden en
moeten dus aan dunne slijpplaatjes onderzocht worden. Nu is wel
is waar de systematiek der indische Lepidocyclinen eenigerniate
opgehelderd, maar de verschillende soorten zijn zelfs dan moeilijk
h L. Rutten. In Nova Guinea, VI. 2. 1914, p. 22 — 25.
2) R. Bullen Newton. Organic Limestones etc. from Dutch New Guinea. Reporls
on the collections made by the British Ornithological Union Expedition and
the VVollaston Expedition in Dutch New Guinea, 1910 — 191B, Vol. II. Report 20, 1916.
Voor Engelsch Nieuw-Guinea, zie nog R. Bullen Newton, Geol. Mag. (6). V. 1918,
p 203—212.
K. Martin. Samml. Geol. Reichsmus. Leiden (1). IX. 1911, p. 84 e.v.
409
van elkaar te onderscheiden, als men geïsoleerde individuen voor
zich heeft. Gedetailleerde bestudeering van dunne slijpplaatjes geeft
daarom meestal zeer weinig resultaat. Met de Nummulieten is het
nog erger: men kent de specifieke verschillen der Indische soorten
zeer slecht, zoodat zelfs de determinatie van geïsoleerde individuen
vaak moeilijk is.
Zoowel geologische als palaeontologische overwegingen maken dus
eene slechts korte beschrijving van het materiaal wenschelijk.
1). De Lepidocyclinenkalksteenen. Rolsteenen met Lepidoc;y'clinen
werden in de Loientzrivier bij Sabang en Geitenkamp, in de Bibis-
rivier (Van der Sande-rivier), en aan de uitmonding der Koekoeks-
rivier in de Reigerrivier gevonden ')■ Vaste rots van Lepidocyclinen-
kalksteen werd in het Resigebergte, het Wentgebergte, aan den
Permadiberg en bij het Peramelesbivak aangetrofFen. De kalksteenen
behooren tot verschillende types.
Het talrijkst zijn zuivere, grijze tot bruingrijze kalksteenen, die
steeds door het voorkomen van groote Lepidocyclinen gekenmerkt
worden. Daarnaast komen meestal Heterosteginen en vaak zeer
kleine Nummulieten voor (Rolsteenen: Sabang no. 85. 1907, 11:1a.
1907, Geitenkamp no. 195. 1907, Bibisrivier no. 544. 1909, Koe-
koeksrivier no. 385, 1907; Vaste Rots: Wentgebergte no. 631, 1909
en Perameles Bivak nos. 629 en 930. 1909). De diameter der Lepi-
docyclinen bedraagt meest meer dan 15 m.m., in één stuk (544.
1909) zelfs meer dan 40 m.m. Ze zijn macrosfeer, en de eerste
kamer wordt door de tweede geheel omvat. De fossielen zijn zwak
lensvormig en bezitten geen duidelijken medianen tuberkel. Zuiltjes
van tusschenskelet zijn soms afwezig; meestal echter komen zij voor
en zijn dan regelloos over de geheele schaal verdeeld. Ze zijn duidelijk
conisch; meest is hun diameter kleiner dan die der laterale kamers,
soms echter worden ze grooter en omvatten dan in de tangentiale
doorsnede de laterale kamers. Deze Lepidocyclinen behooren tot de
groep der Lepidocyclina insulaenataüs J. a. Ch.
De Heterosteginen kunnen van de recente H. depressa d’Orb.
nauwelijks onderscheiden worden; in één handstuk (544. 1909) is
echter het nummuliforme deel sterk ontwikkeld, zoodat de fossielen
gelijken op H. margaritata Schlumberger ’).
De Nummulieten behooren tot de kleine tusschenvormen tusschen
Nummulites en Operculina, van welke Verbeek o.a. N. Niasi II en
N. Doengbroeboesi beschreven heeft. Hun diameter bedraagt slechts
9 Zie voor topographische details de kaart in Bulletin N'’. 64 der „Maatschappij
ter bevordering van het Natuurkundig Onderzoek der Nederlandsche Koloniën”, 1910.
9 G. Schlumberger. Sannnl. Geol. Reichstnus. Leiden (1). VI. 1902, p. 250— 252.
410
2 mm. ; het getal der omgangen is 3-4. Ze gelijken op Numraulites
door de niet snelle lioogtetoename der omgangen, op Operculina door
de geringe omvatting der omgangen en door de wandsti’uctuur. Zij
zijn zonder eenige stratigraphische waarde.
Naast de genoemde fossielen komen nog voor: kleine Lepidocy-
clinen (629. 1909), Cycloclypeus (85. 1907), ? Poljstomella (85. 1907),
Gypsina (630 en 631. 1909), Rotalidae (544. 1909) en ? Orbitolites
(85. 1907). Merkwaardig is hel voorkomen van Alveolinen met slechts
1 laag van kamers per omgang (85. 1907). Ook in West Nieiiw-
Guinea, bij Kaï’as, werden in een Lepidocyclinenkalksteen sporen van
dergelijke primitieve Alveolinen aangetroffen ').
Uit liet talrijke voorkomen van groote Lepidocyclinen en van
primitieve Alveolinen blijkt, dat de beschreven gesteenten tot het
oudste Mioceen of tot het Oligoceen moeten behooren.
Een rolsteen van de helling van den Permadieberg (452 m.)
(no. 353. 1907) verschilt van de boven beschreven gesteenten slechts
daardoor, dat kleine Lepidocyclinen onder de fossielen de overhand
hebben. Hierop gelijkt weer een grijze kalksteen uit het Went-
Gebergte, die naast schaarsche groote Lepidocyclinen en talrijke
Heterosteginen nog Gypsina, Alveolina s.str., Amphistegina, PCalcarina,
Rotalidae en Lithothamnium bevat (NL 623, 1909).
Sterk verschillend van de tot nu toe beschreven gesteenten is een
rolsteen van Sabang (NL 84. 1907), die vol Koralen en Lithotham-
niën zit, maar slechts sporen van Lepidocyclinen bevat.
Een rolsteen uit de Koekoeksrivier (NL 382, 1907) bevat Cyclocly-
peus annulatus Martin, kleine Lepidocyclinen met zeer dikke wratten,
Globigerinen en Koralen.
Vier gesteenten uit het Resigebergte (NL 310, 31 1, 3J 2, 361 . 1907)
en een rolsteen van Geitenkamp (NL 170. 1907) sluiten de rij der
Lepidocyclinengesteenten. Het zijn alle grijswitte, vrij kristallijne kalk-
steenen, die zeker bij elkaar behooren, al bevatten niet alle karak-
teristieke fossielen. Kleine Lepidocyclinen komen in 170 en 310. 1907
voor, slecht bewaarde Nummuliniden in 310, 311,361 1907, andere
slecht bewaarde Foraminiferen in 170, 310, 311. 1907, Lithotham-
nium in 170 en 311. 1907, en slecht bewaarde Koralen in 170
310, 361. 1907.
We zagen dus, dat in het stroomgebied der BibiS' Lorentz- en
Reigerrivier neogene, Lepidocyclinenhoudende gesteenten moeten
voorkomen. Uit de beide eerste stroomgebieden is ook het vaste
gesteente bekend: in het gebied iusschen Resigebergte in het Zuiden
b L. Rutïen. Nova Guinea, 1. c., p. 38.
411
en Permadiberg in het Pi oorden moeten oudmiocene tot oUgocene af-
zettingen groüie verspreiding hehhen.
Alle Lepidocjclinenkalksteenen zijn zeer zuiver.
2. De Operculina- en Heterosteginakalksteenen. Uit de omgeving
van liet Wentgebergte komen nog drie kalksteenen, die van de vorige
niet onbelangrijk verschillen. Twee rolsteenen, beide 542. 1909 ge-
nummerd, werden in de Bibisrivier gevonden. De eene is een vrij
kristallijne, roodgrijze kalksteen met schaarsclie kwartssplinters. Hij
bevat vele, niet goed bewaarde Heterosteginen. De andere is een
glauconitische kalkzandsteen, waarin men naast talrijke kwaï-tskorrels
vele Operciilinen en sporen van Heterosteginen ontwaart.
Een witgrijze, suikerkorrelige kalksteen van den Permadiberg
(N“. 349. 1907) bevat naast zeldzame kwartskorrels, slecht bewaarde
kleine Rotalidae, Textuiaridae, Miiiolidae en andere kleine Foratnini-
ferenresten talrijke kleine Operciilinen.
Een glauconitische kwartsrijke kalksteen uit het Wentgebergte
(N“. 616. 1909) bevat naast schaarsche Operculinen en Milioliden
zeer talrijke, kleine Heterosteginen. Het zijn kleine (horizontale
doorsnede 2 — 3 mm., verticale doorsnede 1 mm.), knoopvormige
fossielen, die bijna geheel uit spiralen, die elkaar omvatten, opgebouwd
zijn. De oppervlakte is bedekt met talrijke, dikke wratten, die het
basale deel van conische zuiltjes van tusschenskelet zijn. Deze wratten
worden met elkaar verbonden door dunne, onregelmatig verloopende
ribben. In de dwarse doorsnede lijken deze fossielen sterk op kleine
Nummulieten, in de inediane doorsnede ziet men echter, dat het
kleine Heterosteginen zijn, die het periphere, evolute skeletdeel, dat
anders bij dit genus meestal voorkomt, bijna steeds missen. Het zijn
individuen van Heterostegina (Spirocljpeus) pleurocentralis Carter.
Over den ouderdom der besproken Operculina- en Heterostegina-
kalksteenen kan niets positiefs gezegd worden, maar het is zeer
waarschijnlijk, dat zij tot dezelfde formatie als de Ijepidocyclinen-
kalksteenen belmoren. Merkwaardig is, dat de Operculina-Heteroste-
ginakalksteenen alle kwartskorrels of kwartssplinters bevatten, ja,
dat sommige echte kalkzandsteenen zijn.
3. Kristallijne kalksteenen uit het Helhuiggebergte. Zeer kristallijne,
suikerkorrelige, grijze tot grijsroode kalksteenen zonder herkenbare
fossielresten werden in het Heil wiggebergte (N“. 337, 1907; 650,
652, 666, 1909) en op den Kristalberg (N“. 342. 1907) verzameld.
Hun ouderdom is volmaakt onbekend.
4. De Alveolina- en Lacazina kalksteenen. Een aantal eocene
kalksteenen, waarin nu eens de Aiveolinen, dan weer de Lacazinen
de overhand hebben, werden deels als rolsteenen verzameld, deels als
412
vast gesteente aangetroffen. Steeds zijn het zwartgrijze gesteenten,
waarin de fossielen als witte vlekjes te herkennen zijn.
Vijf rolsteenen (Sabang N“. 117. 1907, Alkmaar no. 286a. 1907,
Bibisrivier N°. 527. 1907, zijrivier der Bibisrivier N“. 738. 1909 en
Geitenkamp N“. 187a. 1907) behooren tot de Alveolinenkalksteenen.
Alle zijn dichte, grijze kalksteenen met schaarsche kwartssplinters.
Zij zitten vol met Alveolineii, die tot liet primitieve type behooren.
Voor een deel zijn ze spits spoelvormig, en behooren tot A. Wichmanni
Kutten, voor een ander deel zijn ze meer ellipsoidaal en behooren
dan wellicht tot A. Javana Verbeek. Daarnaast komen kleine Rotaliden
en Milioliden voor. Talrijk zijn voorts kleine, meer dan 5 mm.
metende Nummuliniden, die hetzij tot Operculina of tot Nummuliles
behooren. Ze gelijken sterk op de tnsschenvormen tusschen deze beide
genera, die uit den eocenen Alveolinenkalksteen van Tandjoeng
Seilor (Oost Borneo) bekend zijn. ’)
Een andere Alveolinakalksteen, waarschijnlijk ook een rolsteen,
werd aan de noordelijke helling van den Geluksheuvel gevonden
(no. 320. 1907). De kalksteen is zeer gebleekt; hij bevat dezelfde
versteeningen als de boven beschreven rolsteenen. Merkwaardig is,
dat vele Alveolinen in dit gesteente onregelmatige vormen vertoonen,
die waarschijnlijk het gevolg van groeistremrningen tijdens het leven zijn.
Drie grijszwarte kalksleenen, die sterk op de vorige lijken, werden
aan het vaste gesteente van den Wilhelminatop verzameld (N“® 707,
709, 712. 1909). Naast zeer talrijke individuen van Lacazina Wich-
manni Schl. komen in het gesteente ook resten van Alveolina Wich-
manni voor. Daarnaast Milioliden, Rotaliden en kleine Nummuliniden.
Ofschoon de kalksteenen van den Wilhelminatop tot hetzelfde type
behooren als de rolsteenen uit de Lorentz- en Bibisrivieren, moeten
de laatste toch eene andere herkomst hebben, omdat de verdeeling
der fossielen in de gesteenten verschillend is: in de rolsteenen zijn
Lacazinen afwezig, terwijl zij aan den Wilhelminatop de overhand
hebben.
De boven beschreven Alveolina en Lacazinakalksteenen behooren
zeker tot het Oudtertiair.
Merkwaardig is de zuiverheid dezer kalksteenen, die slechts zelden
splinters van kwarts bevatten.
5. Ninnmulina- Alveolina kalksteen. Een zwartgrijze kalksteen van
eene rolsteenbank bij Sabang gelijkt op het eerste gezicht sterk op
de beschreven Alveolinenkalksteenen (N°. 144. 1907). In de slijp-
plaatjes ziet men echter, dat de Alveolinen in het gesteente schaarsch
zijn, en dat Nummulieten onder de fossielen verre de overhand hebben.
‘) L. Rutïen. Samml. Geol. Reichsmuseum Leiden (1). X. 1915, p. 10.
413
De Alveolinen zijn zeer merkwaardig. Ze behooren zeker tot het
eenvoudige type. Hun vorm is absoluut onregelmatig: liij voegt zich
geheel naar de tussehenruimten, die de Nummulieten in het gesteente
laten; de Alveolinen vullen als het ware in „allotriomorphen” vorm
de Testruimten tusschen de ,,idiomorphe” Nummulieten (Fig. 1 en 2) op.
Daar déze nooit sterke deformaties vertoonen, mag men ook niet
aannemen, dat de deformaties der Alveolinen na hunnen dood door
gebergtedruk ontstaan zijn. Waarschijnlijk zijn deze deformaties het
gevolg van groeistremmingen : de Alveolinen groeiden op den bodem
tusschen doode Nummulietenschalen en waren genoodzaakt, hunne
vormen aan de omgeving aan te passen.
De Nummulieten schijnen tot verschillende soorten te behooren.
Voor het grootste deel zijn het kleine vormen (horizontale doorsnede
4 — 5 mm., verticale doorsnede — 2 mm.), die sieclits ongeveer 6
omgangen bezitten. Skeletzuiltjes zijn niet talrijk; waar zij aanwezig
zijn, hebben zij steeds conische vorm. Soms is een centrale tuberkel
aanwezig. De septaalbanden schijnen in zwakgegolfde lijnen radiair
te veiioopen. Wellicht behooren deze Nummulieten in de groep van
N. Bagelensis Verbeek thuis. Daarng,ast komen echter ook grootere
Fig. 1.
vormen voor (diameter meer dan 10 mm.), welker maeandriforme
septalbanden met schaarsche wratten bezet zijn.
Deze kalksteen bevat slechts scliaarsche kwartssplinters.
414
6. Nummulieteiihalksteenen. Talrijke Nummulietenkalken werden
als rolsteenen gevonden. Wellicht is van één vindplaats ook het
vaste gesteente veilegenwoordigd. Aan de noordwest en zuidwest-
Fig. 2.
helling van den Permadiberg werden twee Nummulietenkalksteenen
gevonden, van welke de eene waarschijnlijk een rolsteen is (N®. 350.
1907), terwijl de andere mogelijkerwijze uit het vaste gesteente komt
(N®. 347. 1907). Beide zijn zeer fossielrijke kalksteenen met schaar-
sche kwartssplinters. Zij zijn zwak glanconitisch. Verreweg de tal-
rijkste fossielen zijn Nummulieten, die zelden grooter dan 15 mm.
worden ; daarnaast komt Lithothamnium voor.
Een rolsteen van rooden Nummulietenkalk, die zeer veel kleine
kwartssplinters bevat, werd in de Bibisrivier gevonden (N®. 559. 1909).
Hij bevat vele kleine en groote Nummulieten met netvormige sep
taalbanden en enkele Operculinen.
In de Lorentzrivier werden rolsteenen van Nummulietenkalk bij
Sabang (N®. 111. 1907), Geitenkamp (N®. 196. 1907) en Alkmaar
(N°. 243, 286. 1907) gevonden.
N®. 111. 1907 is een grijsbruine Nummulietenbreccië met iets
glauconiet en sporen van kwarts. Naast groote en kleine Nummulieten
komen zeer schaarsche Lithothamniën voor. Ook N®. 196. 1907 is
eene Nummulietenbreccië met sporen van Alveoiinen. De Nummulieten,
met doorsneden van niet meer dan 15 mm., hebben maeandriforme
415
septaalbanden. Ook in N°. 243. 1907 komen Nummulieten met
maeandriforme septaalbanden voor, die, met zeldzame Alveolinen, in
een roode grondmassa van kalksteen liggen. De aan kwartssplinters
rijke kalksteen N“. 286. 1907 bevat halfgroote Nummulieten en
eenige Alveolinen.
Drie rolsteenen van Nummulietenkalksteen werden in de Schultz-
rivier, een oostelijke zijtak van de Lorentzrivier gevonden (Nos. 796,
797, 798. 1909). Het zijn alle grijze kalksteenen, rijk aan splinters
en afgerolde kori'els van kwarts, waarin vele groote en kleine Num-
mulieten voorkomen. De Nummulieten bezitten voor een deel net-
vormige septaalbanden. Naast Nummnlina komt Miüola en wellicht
Operculina voor.
Bij de uitmonding der Koekoeksrivier in de Reigerrivier werd
ten laatste een kalksteen met schaarsche kwartssplinters gevonden
(N“. 388. 1907), die naast dubieuse Heterosteginen talrijke, tot 15 mm.
groote Nummulieten met net vormige septaalbanden bevat.
Terwijl de in den aanvang beschreven Lepidocyclinenkalksteenen
en waarschijnlijk ook de Operculina-Heterosteginagesteenten tot het
Neogeen belmoren, zijn de Alveolina-Lacazinagesteenten en de Nummu-
lietenkalken zeker eogeen. De afwezigheid van Assilinen en Ortho-
phragminen en het veelvuldig voorkomen van Nummulieten met
net vormige septaalbanden wijst er echter op, dat we met de jongere
deelen van het Eogeen te doen hebben.
Enkele zeer jonge, slibbare, kleiige, Foraminiferenhoudende ge-
steenten werden zuidelijk van de gebergte-zone gevonden. In een
klei van Kruisheuvel bij Sabang (N°. 107. 1907), welke de laatste
gebergteplooiing nog heeft meegemaakt, werden talrijke Rotalidae
aangetroffen. Vele Polystomellen komen vooi' in een klei, die als
vast gesteente op den Zuilenheuvel, niet ver van Geitenkamp, voor-
komt (N“. 177a. 1907). Een bij Alkmaar optredende klei is rijk aan
verschillende, stratigraphisch onbelangrijke Textularidae en Miliolidae
(N". 258a. 1907). De drie genoemde kleien gelijken sterk op de
jongtertiaire mergels, die van Timena in Noord Nieuw-Guinea
bekend zijn ^). Waarschijnlijk is ook hun ouderdom ongeveer dezelfde.
Ten laatste moeten nog eenige ontypische Foraminiferenhoudende
gesteenten vermeld worden. Een rolsteen van Alkmaar (N°. 224.
1907) is een glauconitische, donkergrijze kalk met Lithothamnium,
Koralen, ? Bryozoen, ? Orbitolites en een zeer kleine Nummulinide
b L. Kutten. Nova Guinea, 1. c., p. 34.
416
waarschijnlijk Polystomella van beslist tertiairen ouderdom. In de
Bibisrivier werd een vaste kalksteen gevonden, die naast talrijke
Lamellibranchiatae en Koralen kleine Individuen van Poljstomella
cf. craticulata F. en M. bevat. Ook dit gesteente is tertiair.
Naast de tot nu toe beschreven gesteenten werden nog een aantal
andere kalksteenen en kalkzandsteenen uit het stroomgebied der
Lorentzrivier onderzocht, waarin echter geen Foraminiferen bleken
voor te komen.
Merkwaardig is, dat in geen' der onderzochte gesteenten, die voor
een deel vrij grofklastisch rvaren, vidcanisch materiaal voorkomt.
In dit opzicht bestaat er dus eene scherpe tegenstelling tusschen
Noord- en Zuid-Nieuw-Guinea.
Buitenzorg, Noxember 1916.
Physiologie. — De Heer Hamburger biedt een mededeeling aan
van den Heer R. Brinkman en Mejuffr. E. van Dam, getiteld :
,,Een methode voor de bepaling van ionenconcentraties in
idtrajiltraten en andere eiwitvrije oplossingen’ .
(Mede aangeboden door den Heer F. M. Jaeger.)
A. De bepaling van het gehalte aan vrije Calciuin-ionen.
Voor de beteekenis der biologische zontwerkingen komen in de
eerste plaats de ionen werkingen in aanmerking. Het is daarom
wenschelijk, dat wij over een methode kannen beschikken, waarmee
inonenconcentraties gemeten worden.
Tot nu toe wordt alleen de concentratie der vrije H--ionen direct
gemeten ; de concentraties van andere, eveneens physiologisch belangrijke
ionen werden of niet, of alleen indirect door berekening bepaald.
De concentratieketen-methode kan, door de storende gasontwikkeling, zeer moeilijk
voor de physiologisch belangrijke metalen worden toegepast. Drucker b heeft een
methode aangegeven, waarbij een Ba-amalgaam als electrode gebruikt werd; een
analoge methode kan misschien uitgewerkt worden voor alkalimelalen. Dergelijke
bepalingen zijn echter nog niet uitgevoerd.
Als voorbeeld van een geval waarbij het noodig is de ionen-
concentrafie te kennen, kannen wij den toestand, waarin het calciam
in het bloed voorkomt, noemen. Het komt daar nl. voor in 3 vormen,
als Ca" ion, als niet-gedissocieerd calcinmzoat (Ca (HCo,),) en als
kolloidale calcium-eiwitverbinding ; in den laatsten vorm bevindt zich
ongeveer 25 “/o van het totale calcium. Volgens en Takahashi')
wordt de ionenconcentratie van het calcium in het serum bepaald
door de evenwichtsvergelijking.
[CdAXDCOA
^ rr: k . {k is gemiddeld 350).
Voor het serum, dat de physiologische [H’] en koolzuurspanning
heeft, beteekent dit een [Ca"] van 20 — 25 mgr. per L. Van de +
100 mgr. per L. calcium die in het serum voorkomen is dus slechts
Vj deel in ion-vorm aanwezig. Men ziet uit de vergelijking dat deze
Ca-ionen concentratie niet direct afhankelijk is van de totale hoeveelheid
1) Zeitschr. für Elektrochemie 19, 804 (1913).
b Biochem. Zeitschr. 49 p. 390.
418
calcium; de concentratie van liet phjsiologiscli belangrijkste deel
van het plasma-calcium wordt dus niet beheerscht door de hoeveelheid
aanwezige calciumzouten, maar door de waterstof en bicarbonaationen-
concentratie.
Met behulp van de door ons aangegeven methode kan men nu op
eenvoudige wijze deze Ca" ionenconcentratie direct meten ; de methode
kan in principe evengoed voor andere ionen worden toegepast.
Wij zijn begonnen met de meting der Ca” ionenconcentratie omdat
de uitkomsten der meting hier gemakkelijk door berekening kunnen
gecontroleerd worden.
I. Algemeen beginsel der methode. Enkele technische opmerkingen.
Indien van een opgelost binair electrolj’t de concentratie van het
anion = Ca, die van het kation = Ck en die van het niet-gedisso-
cieerde zout = Cn, dan bestaat volgens de massawerkingswet de
betrekking :
c ^ . c, = k . c , waarin k een constante is.
Is het electrolyt nu zeer weinig oplosbaar, dan is het zout practisch
geheel gedissocieerd, en de concentratie van het niet-gedissocieerde
deel kan verwaarloosd worden.
Indien nu de oplosbaarheid van het slecht-oplosbare zout = >4 is,
dan is dus Ca= Ck = A, en heeft het product CA-Ck = A' een
constante waarde (oplosbaarheidsproduct).
Is dit product en de concentratie van één der ionen bekend, dan
kan dus de concentratie van het tweede ion berekend worden.
Stel, dat een oplossing een concentratie aan Ca" ionen heeft = 6ca ;
dan is de concentratie der 0,0/' ionen, die vrij naast deze Ca" ionen
P
bestaan kunnen, maximaal = — , indien P het oplosbaarheidspi’oduct
Cca
van CaCjO^ voorstelt. Voegt men dan nog meer C,0/' ionen toe,
dan zal CaCjO^ neerslaan of in oververzadigde oplossing blijven.
Kan men het ontstaan van een oververzadigde oplossing vermijden,
dan kan men door geleidelijk meer en meer C,0/' ionen aan een
Ca" ionen bevattende oplossing toe te voegen, waarnemen, dat op een
zeker oogenblik een fijne troebeling van CaC,0< ontstaat. Dan is de
CjO/' ionenconcentratie zoo groot geworden, dat het opiosbaarheids-
product juist is overschreden. Dan zijn dus bekend het oplosbaar-
heidsproduct en de C,0/' ionenconcentratie, de Ca” ionenconcentratie
kan dus berekend worden. Omgekeerd kan men, indien men van een
bekende [Ca”J uitgaat, zoo de grootte en de standvastigheid van het
oplosbaarheidsproduct bepalen.
419
Bij deze methode moet men dus waarnemen, hoe groot de [C,0/']
is, waarbij nog juist een CaCjO^ troebeling wordt bespeurd. In ’t
algemeen kan dit op de volgende wijze geschieden :
Bij een reeks buisjes, die alle 1 cM® eener bekende CaCl, oplos-
si)ig bevatten, werden, telkens in het opvolgende buisje geleidelijk
grooter wordende hoeveelheden oxalaat-oplossing gevoegd, met een
capillair-pipet, die in tienduizendste kubieke centimeters verdeeld
was. Dan werden de buisjes 7^ — ^ zichzelf overgelaten,
en vervolgens werd bepaald in welk buisje de eerste fijne CaC^O^
troebeling was opgetreden.
Het is duidelijk dat het ontstaan van oververzadigde CaC,0^ op-
lossingen vermeden moet worden.
Bevatte de oplossing nog andere zouten, in eenigszins lioogere con-
centraties (bv. Ringersche oplossing, ultra-filtraat) dan hebben wij nooit
oververzadiging bemerkt. Wel kwam oververzadiging voor in zuivere
CaCjO^ oplossingen. Men kan dit vermijden door als volgt te werken :
Met een capillairpipet worden in de droge buisjes de noodige
hoeveelheden eener bv. 0,05 N. sterke oxalaatoplossing gebracht. Op
een waterbad worden de buisjes dan tot droog ingedampt. Daarna
wordt de Ca" ionen bevattende vloeistof in de buisjes gebracht. Op
deze wijze wordt dus vermeden dat van te voren oververzadigde
oplossingen ontstaan.
Voor het bepalen der calciumionenconcentratie is het bovendien
noodig om buisjes te gebruiken die met een ingeslepen glazen stopje
goed gesloten zijn ; dit is noodig om het water koolzuurvrij te houden
of om een bepaalde koolzuurspanning constant te kunnen houden.
Voor de beoordeeling van het al of niet ontstaan zijn van het
CaCjO^ neerslag is het noodig, dat de buisjes zoo goed mogelijk
gereinigd zijn. Dit kan op de gebruikelijke wijze geschieden (chroom-
zuur, uitstoomen volgens Abegg, etc.). Het best beschouwt men dan
de buisjes in een kastje waarin licht door een spleet in den bodem
door de oplossing valt. Men moet zorg dragen, dat het licht niet in
de oogen van den onderzoeker valt. Door het Tjndall-phaenomeen
ziet men de fijnste troebelingen. Bevat de oplossing van te voren al
een lichte opaliseering (niet afkomstig van CaC^Oj, zooals dit soms
bij serum en ultrafiltraat het geval is, dan kan het doelmatig zijn de
oplossingen in rood licht te beschouwen. Daar de golflengte van dit
licht te groot is om hier buigingsverschijnselen te geven, wordt de
opaliseering dan niet zichtbaar. Natuurlijk moet ook de temperatuur
bij de proef constant zijn. Het best werkt men daarom in een water-
bad van constante temperatuur.
Sog op een andere nnjze kan men de resultaten, die met hoven-
28
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIIl. A®. 1919/20.
420
staande methode zijn verkregen, controleeren, nd. door meting van het
electrisch geJeidingsvermogen der ojdossingen.
Voegt men aan een oplossing, die Ca** en Cl' ionen bevat, C, 0/
en Na' ionen toe, dan kan liet product Ca**XC, 0/' het kwadraat
der oplosbaarheid van Ca Cj 0^ niet overschrijden ; zijn er te veel
Cj 0/' ionen toegevoegd, dan moet ongedissocieerd Ca C, 0^ ont-
staan. Hoeveel Ca C, 0^ zal er ontstaan indien het product met een
bepaalde hoeveelheid C, 0/ wordt overschreden?.
Er wordt aan een binair electrolyl met de oplosbaarheid A een zout toegevoegd
dat het anion met het eerste gemeen heeft, in de concentratie x. Hierdoor wordt
de oplosbaarheid van het eerste zout veranderd tot A'. De totale concentratie van
het anion bedraagt dan A' -\- X, die van het kation A'. Het oplosbaarheidsproduct
is dan dus A'{A'-\~x), en daar dit constant is hebben we dus
{A' -+ A'
of
— .r ± 1/4 + x'‘
~ 2 ■
De hoeveelheid niet-gedissocieerd zout, die ontstaat wanneer x Mol
zout, dat 1 ion met het eerste gemeen heeft, wordt toegevoegd is dus :
— .ï ± 1/4 4’ + .r’
2 — -- <')
als A de oplosbaarheid van het eerste zout voorstelt.
Wij hebben nu bijvoorbeeld 5 cc. eener GaCb 6 aq. oplossing in GO;j- vrij water,
die per L. 0,56 millimol Ga" en (2 Gij bevat. Hieraan wordt eenige malen achter
elkaar 0,0050 cc. van een 0,05 N. Na^CjO^ oplossing toegevoegd. Na elke toe-
voeging wordt het geleidingsvermogen gemeten. Het NagGaOj, mag hier wel in
oplossing toegevoegd worden, daar de oplossing hier wel oververzadigd mag worden.
Met behulp van de eerste methode is nu voor het oplosbaarheidsproduct ge-
vonden 0,055. Hieruit volgt dat met de aanwezige 0,56 millimol Ga" een C2O4"
concentratie groot 0,1 millimol overeenkomt. Bij elke toevoeging van 0,0050 cc.
0,05 N. Na2G204 aan 5 cc. GaG^ 6 aq. oplossing stijgt de GoO/' concentratie met
0,025 m.M. Na 4 toevoegingen is dus het oplqsbaarheidsproduct bereikt. Hoe
verhouden zich nu de totale ionenconcentraties bij deze toevoegingen?
Voor de eerste toevoeging is de totale ionenconcentratie
0,56 millimol Ga" -]- 0,56 m.M. (2 Gl") = 1 ,12 m.M.
Na de eerste toevoeging van 0,025 m.M. Na2G204
0,56 Ga" + 0,56 (2 Gl") + 0,025 G2O4 + 0,025 (2 Na") =1,17 m.M.
Zoo is de totale ionenconcentratie na de 2e toevoeging 1,22 m.M., na de 3e
1,27 m.M. en na de 4e 1,32 m.M. Met de 5e toevoeging wordt het oplosbaarheids-
product overschreden. Volgens de afgeleide formula (1) is de hoeveelheid ontstaan
ongedissocieerd GaG204 =
— 0,025 ± 1/4 X 0,055 + 0.025’
= 0,0115 mM.
1/0,055 —
2
421
De totale ionenconcentratie wordt dus na de 5e toevoeging
1,32 m.M. + 0,025 020/' + 0,025 (2Na") — 0,0115Ca- —0,0115 GgO^" = 1,347 m.M.
Het totale ionengehalte neemt nu dus niet toe met 0,05 m.M. maar slechts met
0,027 m.M.
Met de zesde toevoeging krijgt nren voor de hoeveelheid niet-gedissocieerd GaG.204:
V/0,055
0,050 + 1/4 X 0,55 + 0,05'^
= 0,024 mM.
De totale ionenconcentratie is na de 6e toevoeging 1,372 m.M., de toename is
0,025 m.M.
Na de 7e toevoeging bedraagt, op dezelfde wijze berekend, de totale ionen-
concentratie 1,402 m.M., de toename 0,03 m.M.
Met ziet dus, dat de totale ionen-concentratie bij de 4 eerste toe-
voegingen regelmatig met 0.05 m.M. toeneemt; vanaf de 5e toe-
voeging neemt zij echter slechts met 0,025 tot 0,030 m.M. toe. Onder-
zoekt men nu het electrisch geleidingsvermogen na elke toevoeging,
dan moet dit analoog aan de vermeerdering der totale ionen-con-
centratie toenemen. Vindt men dan dat na de 4 eerste toevoegingen
het geleidingsvermogen nog slechts met de helft der eerste waarden
toeneemt, dan is dit een bewijs dat voor het oplosbaaiheidsproduct
de juiste waarde is gevonden.
II. Bepaling van de Calciumionenconceniratie eener zuivere
CaCI^ öa^. oplossing.
In 8 buisjes met ingeslepen stop worden respectievelijk 0,0010,
0,0015, 0,0020, 0,0025, 0,0030, 0,0035, 0,0040, 0,0045 cc. eener
0,05 N. Na^CjO^ oplossing gebracht. Daarna worden de buisjes
eenigen tijd in ’t waterbad gebracht, totdat de oxalaat-oplossingen
geheel ingedampt zijn. Vervolgens wordt in elk buisje 1 cc. eener
CaClj 6 aq. oplossing gebracht die 125 mgr. per L, bevat. Na 1 uur
wordt het resultaat afgelezen.
De GaCk 6 aq. oplossing was bereid uit een zuiver preparaat (The Britisch
Drug Houses) ; de sterkte der oplossing werd door Ghloorbepaling gecontroleerd.
Het zout was opgelost in zorgvuldig uitgekookt gedistilleerd water ; alle bepalingen
geschiedden in kleine buisjes van 2 cc. inhoud met ingeslepen stop.
De Na2G204 oplossing werd bereid uit zuiver Na2G204 volgens Sörensen (Kahlbaum).
Het bevat geen kristalwater, is niet hygroscopisch en verdraagt temperaturen tot
200°.
Het blijkt dat de eerste 6 buisjes geheel helder zijn gebleven maar
dat de buisjes met 0,040 en 0,045 cc. oxalaat-oplossing een fijne
troebeling bevatten.
Het oplosbaarheidsproduct was dus bereikt wanneer gemiddeld
N
0,0375 cc. — Na,C,04 oplossing aan 1 cc. CaCl, 6 aq. oplossing was
28*
422
toegevoegd; de CaCI, 6 aq. oplossing bevatte 12.5 mgr. CaCl, 6 aq.
of 0,57 millimol Ca" per L.
De oxalaatconcentratie was dan dus 0,095 in.M., het oplosbaar-
heidsproduet wordt gevonden 0,095 X 0,57 = 0,054 mM. per L.
De temperatuur gedurende alle proeven was 20°. Tabel I vermeldt
de uitkomsten van een reeks dergelijke proeven.
TABEL I.
Sterkte der Ca" con-
centratie.
Sterkte der C2O4" concen-
tratie. die moest toegevoegd
worden om juist een neer-
slag te krijgen.
Oplosbaarheidsproduct.
0.57
millimol.
0.095 m.m.
0.054
0.55
M
0.095 „
0.052
0.38
n
0.145 „
0.055
0.37
M
0.15
0.054
0.28
0.20
0.056
0.28
0.20 „
0.056
0.10
0.54 „
0.054
1.00
)»
0.056 „
•
0.056
Uit deze tabel blijkt dus dat voor zuivere CaCl^ 6aq. oplossingen
van verschillende sterkte een constant oplosbaarheidsproduct van
CaOjC)< gevonden wordt, groot 0,055 m.M. per L.
De controle van deze waarde geschiedde door meting van het
electrisch geleidingsver mogen zooals dit hierboven werd beschreven.
Het geleidingsvermogen werd bepaald in een weerstandsvat volgens Hamburger.
De methode vindt men beschreven in Osmot. Druck u. lonenlehre. Bd. I, pag. 98.
De temperatuur was constant 25°.
Bij 5 cc. eener GaCb 6 aq. oplossing die 125 mgr. per L. bevatte werd telkens
0,0050 cc. eener 0,05 N. Na2C204 oplossing gevoegd. Na elke toevoeging werd het
constant geworden geleidingsvermogen gemeten.
De weerstand van de zuivere CaCC 6 aq. opl. was
8,709 X2000 C Ohm (6’ = capaciteit van het weerstandsvat).
Tabel II geeft de afname van weerstand na elke toevoeging van
oxalaatoplossiiig.
423
TABEL II.
Samenstelling der oplossing.
Weerstand.
Weerstandsafname.
5 cc. CaCL 6 aq.
- 8.709 X 2000 c. Ohm
—
5 cc. CaCl2 6 aq. -|- 0 . 0050 cc. Na2C204
8.452X2000 c. Ohm
0.257 X 2C00 c. Ohm
5 cc. CaCb 6 aq.-|-0.010 cc. NaoC204
8.200X2000 c.Ohm
0.252 X 2000 c. Ohm
5 cc. CaClj 6 aq. + 0.015 cc. Na2C204
7.929 X 2000 c. Ohm
0.271 X 2000 c. Ohm
5 cc. CaCl2 6 aq.-)-0.020 cc. Na2C204
7.696X2000 c. Ohm
0.233 X 2000 c. Ohm
5 cc. CaCb 6 aq.-|-0 . 025 cc. Na2C204
7.600X2000 c. Ohm
0.096 X 2000 c. Ohm
5 cc. CaCb 6 aq. -1-0.025 cc. Na2Q04
7.500X2000 c. Ohm
0.100 X 2000 c. Ohm
5cc. CaCl26aq.-j-O.O3O cc. Na2C2Ü4
7.410X2000 c.Ohm
0.090 X 2000 c. Ohm
Meji ziet, dat na de 4® oxalaattoevoe^ing de afname van den weer-
stand op minder dan de helft verkleind wordt. Met de 4® toevoeging
was dus het oplosbaarheidsproduct bei'eikt; toen was de C^O/' con-
centratie 0,1 milimol, de Ca" concentratie 0,56 millimol, het product
dus 0,056 millimol.
Wij hebben nu meerdere dergelijke bepalingen gedaan, die altijd
tot resultaat hadden een oplosbaarheidsproduct van 0,053 — 0,058;
gemiddeld 0,055.
Hierbij moet nog opgemerkt worden, dat men niet verwachten kan,
dat het oplosbaarheidsproduct juist aan het einde van een toevoeging
bereikt zal zijn; men tnoet dus de gemiddelde waarde nemen.
Men zou nog kunnen vermoeden, dat de vermindering der weer-
standsafname ontstond, doordat het in groote concentratie toegevoegde
oxalaat practisch niet meer compleet dissocieerde; de wijze van
vermindering zou dan echter niet plotseling zijn. Om dit na te gaan
zijn de zelfde hoeveelheden oxalaat aan 5 cc. gedistilleerd water
toegevoegd; het geleidingsvermogen bleef evenredig aan de toege-
voegde hoeveelheden toenemen.
Met 2 van elkaar onafhankelijke methoden hebben wij dus nu
voor het constante oplosbaarheidsproduct de waarde 0,055 m.M.
gevonden; wanneer Ca” en 0,0/' ionen bij elkaar gevoegd worden.
De oplosbaarheid van Ca Cj 0^ is door Kohlrausch bepaald op
4.35. 10“-^ Mol per L. (18°); het oplosbaarheidsproduct hieruit be-
rekend bedraagt 0,0019 m.M. per L. Dit is dan yeel kleiner dan
het door ons gevondene.
Kohlraüsch heeft het geleidingsvermogen van een verzadigde
424
Ca Cj 0^ oplossing gemeten; hij is dus niet van de afzonderlijke
ionen uitgegaan.
Herz u. Muhs ’) hebben, door bijeenvoeging der ionen voor de
oplosbaarheid van Ca C, 0^ aq. gevonden 0,034 gram per L., waaruit
een oplosbaarheidsproduct van 0,054 volgt. Dit product komt dus
geheel niet het onze overeen.
De bepalingen van Herz u. Muhs en onze eigen bepalingen met 2
methoden wijzen met voldoende zekerheid uit, dat wij met een constant
oplosbaarheidsproduct van 0.055 hebben rekening te houden.
III. Bepaling der Ca" ionenconcentratie in oplossingen die meer
zouten bevatten.
1. De Ca ’ ionen concentratie van 0,027o Ca Cl, 6aq. in 0,57» NaCl
Voor het systeem GaClj ^ Ga" + 2 Gl' geldt: GaGlg ^ Z Ga" GI'*. Z kan ge-
vonden worden, indien de ionisatiegraad a van een bepaalde GaGlj oplossing
bekend is. Voor GatNOslg 0,1 7o (= 6 m.M. per L.) is « = 0,67 2).
Wij hebben dus
[GatNOslH - « [GatNOglH = Z « Ga" (NOg)*
of daar
[GaNOj] = [Ga" ] = [NOg] = 6 m.M. per L.
1 — 0,67 = ZX 0,67* (NOg)*
1 _ 0,67 = Z X 0,67» X 0,036
Z = 30.
Dit is dus de dissociatieconstante voor Ga(N03)2 ; die voor GaGb zal hier weinig
van afwijken.
Voor 0,02 7o CaCl^ 6 aq. of 0,91 millimol per L., in 0,5 “/o NaCl geldt nu weer
[GaGl2] = ZGa"Gl'2.
De conc. van Gl' wordt gegeven door de dissociatie van 0,5 “/o NaGl. Hiervoor
is « = 0,82 (Osmot. Druck u lonenlehre, p. 53) ; [Ch] wordt dus 7 m.M. Hierbij
komt nog de [CF] van 0,91 m.M. GaG^, wat we voor + de helft gedissocieerd
kunnen rekenen, zonder groote fout te maken. De totale [CF] wordt dan i 8 m.M.
Dus
GaGb =-Z (0,91 —GaCk) 0,064. Z=30. CaGb 0,60 m.M.
Van 0,91 m.M. CaGb is dus 0,60 m.M. niet gesplitst en 0,31 m.M. wel gedis-
socieerd. De oplossing bevat dus 12,4 mgr. vrije Ca" per L.
Experimenteel blijkt, dat 0,18 mM oxalaatconcentratie noodig is,
voordat in de oplossing NaCl 0.5 7o + CaCI, 6 aq. 0,02 7» een
troebeling ontstaat. Hieruit volgt een [Ca"] van — 0,055:0,18 =
= 0,30 mM. of 12 mgr. per L. Deze bepaling komt dus goed overeen
met de berekening.
1) Ber. 36. 4, p. 3717.
2) Osmot. Druck u. lonenlehre. I, p. 53.
425
2. Bepaling van de caïciumionen- concentratie in physiologische zout-
oplossingen.
In een oplossing van de samenstelling: NaCl 0,7 7„, NaHCO, ±
0,18 KCi 0,02 en CaCl, 6 aq. 0,040 “/„, die een zekere, niet
precies bekende koolzuurspanning bevatte, was de waterstof ionen-
concentratie 0,3.10~^ (bepaald met neutraal rood volgens Sörensen)
en de bicarbonaat ionenconcentratie 0,02 N (bepaald door titratie met
0,01 N. HCi en raethjloranje.
Hieruit volgt voor de Calcium ionenconcentratie
^ 0,3 . 10 -7
[Ca ] = 350 — — = 20 mg. per L.
Experimenteel ontstond een Ca C, O, troebeling bij een oxalaat-
concentrafie van 0,1 millimol. Hieruit volgt een
[Cd ] van 0,055 : 0,1 = 0,55 m.M. — 22 mgr. per L.
In een soortgelijke vloeistof, waarin de [H] echter 0,45 . 10 ~7
en de [HCOJ = 0,02 N. was, werd de Ca C, 0< nevel gevonden bij
[C,0;-] = 0,07 mM. Dus:
[Ca“] = 0.055 : 0.07 = 0,8 niM. = 32 mgr. per L.
0 45 . 10~7
Berekend wordt [Ca”] = 350 mM. = 0,75 mM. ==
^ 0,02
= 30 mgr. per L.
Bepaling van de calciumionen-concentratie in ultrajiltraat.
Menschenserum werd gedurende 2 uur in ultrafilters volgens De
Waard gecentrifugeerd. Door het ultratütraat werd CO, geleid tot
[HJ = 0,3 . 10 “7 was. (Dit werd vastgesteid door de kleur van neutraal-
rood in het ultrafiltraat te vergelijken met neutraalrood in een
phosfaat mengsel volgens Sörensen, dat een [H‘] = 0,3 . 10~7 had).
Er ontstond een CaC^O^ neerslag bij een [CjO/'l van 0.1 m.M.
per L. Hieruit volgt een [Ca"J van 0.55 m.M. of 22 mgr. [Ca ]
ionen per L., zooals dit ook door Rona en Takahashi is waarschijnlijk
gemaakt.
Tracht men deze metingen direct in serum toe te passen, dan
gelukt dit lang niet altijd, doordat de CaCjO^ troebeling in serum
veel minder duidelijk is en men gehinderd wordt door de normaal
vaak voorkomende serumopalescentie.
De enkele malen dat wij in serum een duidelijk omslag punt
') Arch. Néérl. de phys. 2 530 (1918).
426
kregen, werden dezelfde Ca" ionen concentraties gevonden als
die in iiltrafiltraat. In het algemeen is het echter voor serum-
bepalingen noodig om ultrafiltraat te maken, wat met ultrafilters
volgens De Waard zeer eenvoudig is.
Samenvatting .
Er wordt een eenvoudige methode beschreven, waarmede het
mogelijk is de concentratie der Ca" ionen te meten in een oplossing
van een mengsel van zouten, b.v. in ultrafiltraat.
De methode berust op het volgende principe : Aan de Ca" bevattende
oplossing worden zooveel C^O/' ionen toegevoegd dat het oplosbaar-
heidsproduct van CaiCjO^ juist bereikt is. Het oogenblik, waarop
zooveel C5O/' ionen zijn toegevoegd dat dit product juist is over-
schreden constateei’t men door het optreden van een fijnen nevel van
CaCjO^. Het is onverschilling of in het zoutmengsel nog andere ionen
voorkomen die met het oxalaat een neerslag kunnen geven. Het is
alleen noodig dat het CaC^O^ de meest, onoplosbare stof is die in
de oplossing ontstaan kan.
De methode is nauwkeurig tot op 2 — 3 mgr. Ca" per L. De
waarde van het oplosbaarheidsproduct werd gecontroleerd door meting
van het electrisch geleidingsvermogen der oplossing.
Het beginsel der methode kan eveneens voor andere ionen worden
aangewend. De eenige eisch is, dat men beschikt over een reagens
dat met het ion, waarvan de concentratie gemeten moet worden
een zeer moeilijk oplosbaar zout geeft.
Physiologisch Laboratorium der
Rijksuniversiteit te Groningen.
September 1919.
Wiskunde. — - De Heer W. Kapteyn biedt een mededeeling aan
van den Heer N. G. W. H. Beegèr over; ,, Bepaling van
het aantal klassen der idealen van alle deellichamen van het
cirkellichaam der m-de-machts-ivortels uit de eenheid, ivaarhij
het getal m door meer dan één priemgetal deelbaar is”. IP).
(Mede aangeboden door den Heer Jan de Vries).
Bewijs: We moeten van ’t rechterlid weer twee dingen bewijzen:
1“. dat het symbool, dat er in voorkomt, een ^Pde-machts-wortel
(I ^
uit de eenheid is en 2". dat, in ’t product, ieder zoo’n wortel uit
de eenheid ----- malen voorkomt. Want als dit bewezen is, volgt
er nit dat ’t rechterlid gelijk is aan
1
1 —
«1 dl d'i
A
L
welke uitdrukking, volgens theorema 7, gelijk is aan ’t linkerlid
der te bewijzen gelijkheid. De getallen enz. hebben hier dezelfde
beteekenis als in genoemd theorema.
Volgens ^ 4, volgt datgene wat hier onder 1". genoemd is, uit
hetgeen in ’t vorige theorema onder V. bewezen is.
Om de rest te bewijzen diene het volgende :
Nemen we aan dat :
"
~^01> ^*1* ■
.
Door de waarden der symbolen in te voeren, vindt men, omdat
de verschillen der overeenkomstige elementen van twee stellen è’s,
weer een stel è’s opleveren, dat dit laatste stel è’s voldoet aan de
congruenties :
b Vervolg van ,, Verslagen” Deel XXVIII, blz. 293.
428
waarin a„, a^, .... de exponenten voorstellen die in § 4 zijn bepaald.
We moeten nn weten hoeveel stellen è’s aan deze congruentie vol-
doen. Daartoe gaan we eerst na hoeveel der gegeven stelsels 6’s
1, (1)) een 6i„ bezitten die =0 is. Alle hm zijn deelbaar door
hun grootste gemeene deeler d^. Er zijn dus verschillende getallen
Ui
, , <P
b\n, waarvan er maar een = 0 is. Daar er in ’t geheel — stelsels
'/■
tp <p^
zijn, zijn er — die een 0 hebben.
Alle stelsels der getallen a, die de groep g vormen, voldoen, als
we ai weglaten, aan alle congriiejities (3) als men daarin hm = 0
W
stelt. De modulus van deze congruentie wordt dan — . Volgens de
fpi
opmerking aan ’t einde van hoofdstuk II ^ 3, is ’t aantal verschil-
lende stellen a’s, wanneer men niet op a, let, dus gelijk aan
IL
r d.
r
We merken nu verder op dat de gezochte stellen h’s die aan (8)
r
voldoen, ook voldoen aan de — congruenties, die men verkrijgt door
Uj
ao,a*, .... te vervangen door de verschillende stelsels a’s waarvan
’t aantal zoojuist is berekend. Bovendien voldoen de gezochte stelsels
6’s ook nog aan de ^ congruenties die men uit (8) verkrijgt door
a j
de daarin voorkomende a’s te vervangen door hun 2-voud, 3-voud, .. .
fx
d\
:;^-voud. Want volgens hoofdstuk II ^ 4, behooren deze stelsels niet
tot de vorige stelsels omdat de ^ eerste machten van ’t getal
«I
- , 7n . , ,
/j -f- n -y met tot g behooren.
Door de groepen der beide genoemde stelsels van a’s met elkaar
vf
te vermenigvuldigen, krijgt men een groep van stelsels die even-
veel congruenties (8) geven waaraan de gezochte stelsels 6’s voldoen.
Er zijn, volgens de opmerking aan ’t einde van hoofdstuk 2 § 3, dus
rf, e,d^d\
fp
d^d\
gezochte stelsels 6’8.
429
f
Hiermede is nu aangetoond, dat iedere 4^-de-machts- wortel uit de
eenheid, die in ’t product van ’t rechterlid der te bewijzen gelijkheid
voorkomt, daarin malen voorkomt.
r
Het aantal factoren van genoemd product is, zooals reeds berekend
. /i V 11-7
IS, geluk aan — hjn omdat nu — . =—:~, zal ook iedere
r öi c/j r r «j
f e d d'^
^-de-machts-wortel uit de eenheid — malen voorkomen. Hier-
a j r
mede is ’t bewijs geleverd.
Theorema 11. Als m even is, is
n(\ ~ 77
1 V ’ifOv «
1 —
&1>7, 62r!) •
1 I
■^1
als in ’t eerste product I alle priemidealen doorloopt die in 2 opgaan
in k. Het tweede product loopt over alle stellen der b’» waarin
b(jn — b^n — 0 is.
Het bewijs is geheel in overeenstemming met de beide vooraf-
f
gaande. Men toont eerst aan dat ’t symbool een -=^-de-machtswortel
Cl ^
uit de eenheid is. Bij ’t verdere |ldeelte van ’t bewijs is ’t noodig
3 gevallen te onderscheiden: en èon + è*» niet voor alle
waarden van n even; en bon b^n wel voor alle waarden
van n even ; h^ = 2.
IV. Berekening van ’t aantal klassen der idealen van ’t
deellichaam k.
^ 8. Hulptheorema *) en ajieiding voorloopige formule.
= 0.
1. ^
rt=l
Bewijs: Zij a relatief priem met m dan is
7^ 0 en 7^ 1, dus
a
m
2
n
711
= 2
n a
n=l
U=1
_ _
Omdat n a tegelijk met n een volledig restsysteem {mod m) doorloopt.
b Ter bekorting laat ik verder de getallen b in ’t symbool weg.
430
is de laatste som weer gelijk aan -S’
)i=i
kelijk het bewijs.
Voor het aantal klassen H gebruiken we nu de bekende uit-
drukking : ^).
1 , 1
H = — lim n
ü ,=i 1— a
Hieruit volgt gemak-
waarbij p alle pidemidealen van ’t deellichaam A- dooidoopt. Wanneer
we nu de theorema’s toepassen die in ’t vorige hoofdstuk bewezen
zijn en de factoren die betrekking hebben op ’t stelsel waarbij alle
i^’s = 0 zijn, afscheiden van de andere dan vinden we:
1
H = — lim {s -
’fl'- 1
1) n n n
)(=2 fj 1 —P ^ p
^0)n hin
ps
Hierbij is aangenomen dat èoi = = <^,1 = • • • • =
Het tweede en derde product loopt over alle priemgetallen ]>.
We weten dat
1
lim (s — 1 ) n = 1 .
5=1 p 1 ~p~^
Verder ontwikkelen we iederen factor van het derde product op
de bekende wijze in een reeks van Dirichlet en vermenigvuldigen
al deze reeksen. Het resultaat is^an
1 fk »
H ■=. — lim n 2
,S=1 i=2!!=l
hi 1 b I , bi
Wanneer men hierin substitueert
I
n*
- = — fe
r («) J
g— Wa- 1 (ƒ.-(•
en men stelt
t=i
F (x)
zoo vindt men, door gebruik te maken van de vergelijking
als n = n' {mod m) :
n
1
1 ^
►
1
1
_
1
1
1
1 ?!'■ r F(x)
H==—n
H n=2 J X
X"‘)
dx
als men zich bovendien bedient van ’t, in ’t begin dezer § bewezen
') ,H”. Satz 55 en § 27.
431
hulptheorema. De integrand wordt gesplitst in rationale gebrokens.
Als men daarna de integratie uitvoert, is ’t resultaat
1 fl’- 1 m
H = — n 2 F \ e j ] log
X n=2 m fc— 1
27tfct
kni
e -
-kni
^ Ji i '
k Jti 'i
Nu is nog
]c~\
zoodat we krijgen :
1
m
m
2n kni
-]
J k—\
n=l
n
e = ik
n=l
n
m
"invki
1 m /
H — — n ^ F \ e
>««=2 rnjc=\
\log
kni — kmi
gm — g m
e — 0
k=l
■ kni
(9)
Om dezen vorm verder te kunnen herleiden moeten we gebruik
maken van vier liulptheorema’s die ik thans eerst zal afleiden.
§ 9. Hulptheorema’ s voor het herleiden van (9) ‘).
Voor alle volgende hulptheorema’s is het stelsel, waarbij alle
è’s = 0 zijn, uitgesloten.
1.
"ik ni'~
F{ edF | = ( — l)^0n + ^lr!+-
Het bewijs komt op ’t zelfde neer als dat van ’t overeenkomstige
theorema in mijn verhandeling Verslagen XXVII, blz. 561.
2. Zij 2^'* de hoogste macht van 2 die op deelbaar is, waarbij
we — 2 nemen als Is echter ook 6on— 0 dan nemen
we = h^. Als h^ = 2 is, dan is = 0 als Ao» = 1 is en =2
als Aon = 0.
Zij verder de hoogste^ macht van /j die op Am deelbaar is,
waarbij we h\ = A, nemen als Am = 0 is. Enz.
Zij d = 2''* /i^i' . . . dan is
n + mjd
n
Bewijs :
Beschouwen we eerst
m/d
'On
en
On
Is Aon = o dan zijn deze symbolen beide =1, dus gelijk. Is
m
Aon 0 en n even, dan is ook w -j- — even, omdat dan ju/r/ deelbaar
1) Deze hulptheorema’s moeten, in anderen vorm, ook door Kummer gebruikt
zijn. De bewijzen vindt men echter nergens.
432
is door 4. De symbolen zijn dan beide — 0 en weer gelijk. Is,
ten slotte, bo» 7^ 0 en n oneven, dan is ook n m/d oneven en
-j- m/d
On
/ m \ ?i — 1
(-1)
“On
n
¥
'On
Wanneer men nu voor de andere symbolen op analoge wijze te
werk gaat vindt men ook voor deze de gelijkheid.
2n]ci^
3. Als d dezelfde beteekenis heeft als boven, dan is F\e J = 0
als de grootste gemeene deeler van k en m ^ d is en
als die grootste gemeene deeler wel = d is.
Bewijs :
F =2:
n=\
11
m
e ^
n -\- m/d
n=l
— —
Zr^nJci
e
2^711
^ r« -f m/d
2n(n-\-mld)'ki
e
n-\-m/d doorloopt tegelijk met n alle getallen waarvoor het symbool
7^0 is, omdat door de definitie van d het getal m/d relatief priem
is met de getallen die n doorloopt. Dus gaat ’t bovenstaande over in
2kni
F = e~F F
Als h niet door d deelbaar is, volgt hieruit if=0.
Onderstellen we nu verder dat h we! door d deelbaar is, maar
dat k = dtv, m = dtm' zoodat di de grootste gemeene deeler is van
k en m, Dan is
2Tiki X X 27iyi '
F [ « “ \=Fie "'' ] = ^
— 2nvni
m' dt
^ e »»' 2
n=l i=l
n=l
n -j- sm!
en volgens 2
m'
= d ü e ^
n=l s=0
n -j- sm'
We zullen nu aantonnen dat de laatste som = 0 is.
rn'
Zij x een getal van den vorm 1 -| y (waarbij g de grootste ge-
9 '
meene deeler is van n en m') dat relatief priem is met m. Zoo’n
getal bestaat want we weten dat bovengenoemde vorm oneindig
veel priemgetallen bevat, als we y laten varieeren.
433
JN LI IS nx —n\L -\ y \ = n -\ ym eii als we een eetal n-^sin'
V 9' J , 9 '
vermenigvuldigen met x dan komt ei- weer een getal van dezen
vorm, zooals gemakkelijk is Jia te gaan. Stel dat verder
X {n -(- sm') = X (n -|- s'ni') I rnod
m
d
s, s'<^ t
dan zou
X s m' = X s' m'
X {s s') m' = 0 dus s — s' = {mod t)
Dat kan niet, omdat s en s' t zijn. Hiermede is nu aangetoond
dat de getallen n sm' waaibij s = 0,1, .... t — 1, na vermenig-
vuldiging met X (^nod weer diezelfde getallen opleveren.
Hieruit volgt:
n
n -f- sm'
(=1
(n -1- sm')
— ^
nd-sm'
s=0
S=1
5=1
i— 1
'7i-\-sm''
= 0.
Hieruit volgt gemakkelijk: 2
Om het tweede deel van ’t theorema te bewijzen merken we op dat
2Tr nki
^ IC. KJ. "* rr IC. KJ
kjd
-1 m
))=1
kjd
als k en m het getal d tot grootste gemeene deeler hebben.
Het getal — kan met m slechts die priemfactoren gemeen hebben,
d
waarvan de bijbehoorende //s = 0 zijn. Want was bijv. 7^0 dan
is d deelbaar door een macht van /j die <[//'• Ei‘ volgt uit, dat
'n kld
n kjd en n tegelijk alle getallen doorloopen waarvoor
7^0
is. Zoodat
F =
kjd
-1 m
n=l
— 1 271 ncli [—
e =
k/d
F
2n di
4. In dezelfde onderstelling omtrent d is
Wi\ ,
gm JiTlgïn j ==: (— 1) 0«“'" lr> ""dm
waarbij F' beteekent dat in de functie F de getallen b resp. ver-
vangen zijn door 2 — bon, h '/’* — Fi — • • • •
Bewijs: We beschouwen eerst het geval dat geen der getallen b
gelijk is aan nul.
434
F = 2
n=X
2niikdi
k “
II
ï
n
_ _
7Ï=:1
als k onderling ondeelbaar is met m want dan doorloopt tegelijk
met 71 een volledig restsysteem {mod m). Er volgt uit :
— 2-Knkdi
e
2nkdi
Beide leden vermenigvuldigen we met g en sommeeren dan
over alle waarden van L die en relatief priem met m zijn.
Omdat geen der getallen b = 0 is, vindt men dan
27r()i-|- 1 ^kdi
2 e
k
Zij t de grootste gemeene deeler van ii 1 en in.
Men kan alle getallen k die m en relatief priem met m zijn,
ni
m
n
2-K{n-\-l)kd
mid
n
F F' = 2
^ e
= d
n=l
k
{mod )n/d) vei-deelen in
/ m
dt
711
en relatief priem met — zijn
mjd
F.F’ = d 2
n=l
maal de groep der getallen die
Zoo vindt men
vi-
\dt
2 e
711
waarbij k nu alle getallen doorloopt, die ^ en onderling ondeel-
baar met dat getal zijn. De laatste som is dus de som der primitieve
lil
dt
-de-maclits-wortels uit de eenheid, zoodat we krijgen :
F F' = d (f (m) .2'
m
dt
(p
m
dt
f 7H \ 771
Daar p f ~ slechts dan 7^ 0 is als — door geen kwadraat deel-
\dtj dt
baar is, behoeven we slechts met die waarden van 71 rekening te
7)1
houden waarvoor — gelijk is aan een deeler van 2 . . . .. Die
getallen ii zijn van den vorm — 1 -}- st waarbij s alle getallen door-
7)1
loopt, die <^ — en relatief priem ermee, voorzoover deze getallen
435
— 1 st tenminste onderling ondeelbaar zijn met m. Stellen we
daarom
m
— = 2“ . . . , ; a, Oj, . . , , = 0 of 1
dt
dan is ,
t — 2**— **'— « . . .
We maken voorloopig de volgende onderstelling; t is door alle
priemfactoren van m deelbaar en ook door 8. Dan zijn dus de
exponenten, die in bovenstaanden vorm voor t, voorkomen, grooter
dan nul.
Alle getallen — 1 st waarbij s bovengenoemde waarden door-
loopt, zijn nu ook relatief priem met vi. In bovenstaande som komen
dus ^ termen voor die 7^ 0 zijn. We schrijven die som in den
volgenden vorm :
m
m
1 — st
Nu is
~l—st
1 — st
2^*
1 omdat t = 8-voud.
27r b*v*i
= e 2 want 1 — st dr 5*' {mod 2^*)
dus 1 ± 5^' {mod )
en daar de macht van 2, die in den modulus voorkomt, ^ 2* is,
volgt er uit: s' = v^. Het getal % is oneven want anders
zou s deelbaar zijn door 2 en dat kan niet omdat t de grootste
gemeene deeler van n \ en m is, en m even is. Verder is
1 — st
7ÏF.
In
enz. Uit dit alles volgt nu dat
/
= e ‘1
’1 — st
rn
= primitieve — -de-machts-
dt
wortel uit de eenheid. Dus S
1 —st
m
= de som der primitieve — -
^ dt
de-machts-wortels uit de eenheid = p ( — ). We krijgen nu dus
m
F F' — (._ 1) *0n+*ln+ ■ • • • V- i
29
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
436
waarbij t alle deelers van .... doorloopl. Men vindt gemakkelijk
dat (f maal de laatste som gelijk is aan m, waarmede dan in ons
bijzondere geval ’t theorema bewezen is.
Om aan te geven hoe ’t bewijs wordt, voor ’t geval dat niet aan
alle der laatst gemaakte onderstellingen voldaan is, nemen we het
geval dat — h\ — = 0 en n^=\, terwijl aan alle andere der
vroeger gemaakte onderstellingen wel voldaan is. We krijgen dus
'1 -sf
h\ = Aj — 1. In de som U
moet nu s niet meer alle getallen
m
doorloopen die z,ijn en relatief priem daarmee, want omdat t
niet door /j deelbaar is, kan 1 — st wel voor sommige waarden van
s, door /j deelbaar zijn. Is 1 — zt = 0{niodl^) dan voldoen de getallen
m ^
A I /, aan dezs congruentie. Van deze getallen
^ z -j- . z -j- f
)
V,(// /j
zijn er (f
som nog
7)1
dtlj
7)1
ondei-ling ondeelbaar met . Er blijven dus in de
dt
(p
(m
rn
dtL
getallen 1 — st over, die symbolen opleveren welke 7^ 0 zijn.
Voor die waarden van .s is evenals vroeger
2nb' 2^^'2ï('’2
1 — st
br.
0)1 ^
1 — st
*n »
0
2^
1 — st
_ 2’ _
^ ï
2'‘*
1 ^2
L. •'3 _J
Maar verder is
1 — st
1 — st J- /,
1
1
1»
De getallen 1 — st, die in de som voorkomen, kunnen we (mot//,)
verdeelen in maal een groep getallen die <( /, zijn. Deze
laatste groep bevat /, — 2 termen. Onder deze komt het getal 0 niet
voor, evenmin als 1, want geen der getallen I — st is door /, deel-
baar en t is niet door /, deelbaar en ook ,s' niet omdat s relatief
Dl
priem is met — en dit getal is wel door /, deelbaar. We nemen nu
dt
’1 — st
I ^'1
h _l
Ir?
opleveren, bij elkaar.
de termen, die gelijke waarden van
Volgens het voorgaande wordt deze waarde dan vermenigvuldigd
met de som der primitieve ^^-de-machts- wortels uit 1. Dus
dt L
437
1 — st
/ m ''
\ h
n
^ — 1—
X
' u—2
in
Volgens ’t eerste hulptheorema van dit hoofdstuk is de laatste
som = — 1, want we krijgeji :
Ih.
W=:l
fi=i
In
omdat, daar bm door deelbaar is:
n
hn_
7l'
In
Ten slotte is nu 2
1 — st
als n = n’ (mod / J
= — 1 . p
rn
, ! = .
dtl^J \dt
Verder wordt het bewijs weer als in ’t vorige geval. Hiermede
is voldoende aangegeven hoe ’t bewijs worden zal als men nog meer
der vroeger gemaakte beperkingen opheft. Maar we zullen nog nagaan
hoe ’t bewijs wordt wanneer één of meer der getallen 6 = 0 zijn.
Nemen we weer als voorbeeld bm = 0. In de som F zijn nu alle
m
termen waarvoor onderling ondeelbaar is met — , ongelijk nul.
En verder is
n
7Z'
-
_ _
als n = w' ( mod
m
‘■1
Bovendien kan
men alle getallen die m zijn en relatief priem daarmee, ^
771
verdeelen in X de groep der getallen die <^ — en relatief priem
met — . Dus
F = 2
2n n di
■■f+fY
+ «
+ ...
Omdat d deelbaar is door //i, volgt hieruit
2n n di / 2nn di
F = lFi2 e m
als dezelfde functie is als F wanneer men in plaats van 77\ het
771
getal — neemt. Voor deze functie F^ is reeds bewezen:
F F' — F^ . l,h F^ = F^ F^' =
= {—ifon + ^„ + • • • Y2h, ^ ^ 1) + *ln + • • •
29*
438
^10. Theorema s over de realiteit van ’t deellichaam ken bepaling
van ’t getal v..
Als voor al de waarden van n de som èon + + • • ■ • ®ven is,
dan is ’t deellichaam k reëel en anders imaginair.
Bewijs : Het voortbrengend getal van k is
als Ah) ieder getal van de ondergroep g beteekent.
Nu is
A\') ^ . (jnodm)
waarbij de exponenten aan alle congruenties (3) voldoen. Omdat alle
sommen hon + èn? + . . . . even zijn, wordt aan die congruenties ook
voldaan door = 1 ; = 0 ; a^ = rp^-, . . . .
Maar dan is ook
«Oj 4“ o V,*i ) + ^(p-^1 ... .
een oplossing der congruenties (3). Verder is
+ ' A .... = — Art (mod 7n)
De getallen Art en — Ab’> zijn (modm) verschillend, want was
^{i/ = — {rnod m)
dan zou
2 A(*) = 0 {mod m)
zijn. Dat kan niet want Ab) is, als getal van _</, relatief priem met ??i.
Hiermede is nu aangetoond dat de getallen Ab) van g in paren
'_^d)
kunnen worden gerangschikt. Voor zoo’n paar is = reëel
getal. Hieruit volgt dat ij reëel is.
Het bewijs van ’t tweede deel is als volgt: Alle reëele getallen
van ’t cirkellichaam /{ blijven onveranderd voor de substitutie
{Z \ ■= s . Want zij zoo’n getal
^ = «o + «1 ^ +
dan is
2jr sin 4 jr
sin [- a, 1- . . . . = 0
rn m
en
zoodat
2jr
s Si. — “h "V h . . . .
m
Si — 5 = 0.
Omgekeerd : Als een getal onveranderd blijft voor de substitutie
s dan is ’t een reëel getal.
Hieruit volgt nu dat ieder reëel deellichaam van /f een deellichaam
1) „W.”, p. 85.
439
is van ’t deellichaam dat bij de groep .<?, 5’ behoort en dat een
lichaam, dat bij een groep behoort, die niet de substitutie s bevat,
imaginair is. Als Jiii niet alle. sommen • . even zijn, dan
voldoet het stelsel a„ = 1 ; = 0 ; a, = ^ r/', . . . . niet aan de
congruenties (3), waaruit volgt dat de groep ^ niet de substitutie
s bevat, ’t Lichaam is dus imaginair.
Theorema: Als niet alle stellen b’s een even som bon
hebben, dan is ’t aantal stellen waarbij deze som oneven is, gelijk
<P
aan — .
2?’
Bewijs : Alle stellen b’s waarbij de genoemde som even is, vormen
blijkbaar een groep, omdat de moduli 2, </ ^, . . . . e\en zijn. Om
uit deze groep de groep van alle stellen b’s te krijgen, moet
de eerstgenoemde groep vermenigvuldigd worden met een groep die
op de identieke substitutie èoi = 0i b^^ = 0, . . . . na, alleen uit
stelsels b’s bestaat, waarvoor de som oneven is. Waren er in deze
laatste groep twee stellen met oneven som dan zou er ook in voor-
komen het stelsel dat door optelling dezer twee verkregen wordt en
dat weer een even som zou hebben. Dat kan dus niet. Hieruit volgt
dat de bedoelde groep slechts één stel b’s bevatten kan met oneven
som bon -j" + .... Deze groep is dus van den graad 2. Daaruit
(p
volgt dat er i . — stelsels b’s zijn met even en dus evenveel met
1'
oneven som.
Bepaling van ’t getal v. ‘).
1°. Als ’t lichaam reëel is, dan is w = 2 want de eenige reëele
wortels uit de eenheid zijn ± 1. Omdat ’t lichaam een lichaam
van Galois is, zoodat de geconj ageerden weer met ’t lichaam zelf
identiek zijn, is ?■, = 0 en i\ = - .
r
2'. Is ’t lichaam imaginair dan is, om dezelfde reden als boven :
Nu moet nog het getal w bepaald worden.
Zij tv, = 1 als alle getallen a, = 0 zijn en anders 0.
Zij 2“’* de hoogste macht van 2 die op alle getallen a^ deelbaar
is en w^ — h^ — 2 als alle getallen = 0 zijn. — 0 als niet alle
getallen a^ door 2 deelbaar zijn en ook = 0 als niet alle a, = 0
zijn; = \ als alle = 0 zijn en alle a^ deelbaar door 2.
Zij /j*"' de hoogste macht van l^ die op alle getallen deelbaar
1) „H.”, p. 229,
440
is terwijl = Aj — 1 als alle a^=0 zijn. Mj = 0 als niet alle
getallen door — 1 deelbaar zijn en u^ = l als wel alle getallen
door — 1 deelbaar zijn enz.
Dan is
als A* = . . .
als A^=:2is:u> = 2“'‘>+'C''“’‘+'\...
als A;* = 0 is : w = 2^^“'^'"'"*”'^ . .
Bewijs : Het deellichaam k kan slechts die wortels uit de eenheid
bevatten, die machten van zijn, omdat .ATslechts deze bevat. Alleen
als m oneven is, bevat K ook de machten van Z met het negatieve
teeken voorzien. Stel nu dat in k voorkomt, dan blijft dit getal
onveranderd voor alle substituties van g.. Dus als we alle getallen
van g Hb’) noemen, dan is
waaruit volgt :
ö (A(') — l)^^(modm) . (10)
Omgekeerd : als aan deze congruentie voldaan is, voor alle getallen
van g dan bevat ’t lichaam k de wortel uit de eenheid Z^.
Als nu alle getallen = 0 zijn, dan bevat ’t lichaam de getallen ± i.
Bewijs: Voor ieder getal Hb') geldt nu
A(') 5“* {mod 2^*) dus A(0 = 1 {mod 4).
m
Volgens voorgaande komt in ’t lichaam dus voor, ’t getal Z^ = i.
Dus ook — i.
Als alle getallen «^^ = 0 zijn en ook alle = 0 dan bevat ’t lichaam
‘2m
Bewijs dito. Als alle getallen a„ = 0 zijn en alle getallen a#
2iii
hoogstens deelbaar zijn door 2“’* dan bevat ’t lichaam ’t getal
Enz.
Men bewijst dit alles met behulp van (10).
Wanneer men nu nog bedenkt dat, als in ’t lichaam voorkomt
27tt
e^wi+i^ er ook de eerste machten hiervan in ’t lichaam voor-
komen, dan vindt men de opgegeven formules.
§ 11. Afleiding van de definitieve uitdrukking van het klassenaantal.
Theorema: Als voor ieder stel A’s de som Aon + Am -l-" • • • • even
is, dus als ’t lichaam k reëel is, dan geldt voor het aantal klassen
H de uitdrukking:
441
r
Vr 2
77 ^
)i=2 s=1
s
Aor?) A^„, Ain . . •
log As
R
waarbij Ag = y' (i — ^ *)
/? = de regulator,
terwijl is ondersteld dat = . . . . = 0.
Is = 2 dan is er niet en is A* = 0 dan is ook Aon er niet.
Als niet voor ieder stel A’s de som Aq» + Ai„ -j- • • ■ even is, dus
als_ ’t lichaam A imaginair is, dan geldt voor het aantal klassen de
uitdrukking ;
B:
m
IV n ^
i
n «=1
^ 2
77 ^
n s=l
Aon, A^n, Ai„, .
loff A,
(2to) V
2>-
E'
Hierbij is w het in § 10 bepaalde getal, ’t Eerste product loopt
over alle waarden van ?i waarvoor Aon + Am -|- . . . oneven is; ’t
tweede product over alle waarden van waarvoor Aon + Am .
e^’en is.
Ag = 1/(1 — Z^) (1 — Z^^) en R’ is de determinant van de logarithmen
van een stelsel reëele fundamentale eenheden. Is = 2 dan is'
A^n er niet en is = 0 dan is ook Aon er niet.
Bewijs: We leiden eerst de eerste uitdrukking af en gebruiken
daartoe (9).
Vervangt men in de som, welke in (9) voorkomt, de letter A door
m— k en gebruikt het eerste hulptheorema van § 9 dan vindt men
7-, km
^F. —
m
Er blijft dus over :
als
1 f/. 1
H = — 2: ^ F e ]logAu
n^2 ')nk=l \ J
kiti
te
2km\
in I
=i/(,
2^:71! \
De nu verkregen uitkomst vooi’ H herleiden we met behulp van
het en 4'^*® hulptheorema van ^ 9. Volgens ’t derde blijven van
de som alleen die termen over, voor welke het getal A met m tot
442
grootste gemeene deeler heeft het getal d dat we verder door dn
zullen aanduiden. We krijgen dus, voor de som:
kid
k
-
n is
— 1
A]c Ajc' . A rn • - < • A jn
k + j- k+{d„~\)j-
n n
zooals gemakkelijk is na te gaan. De som gaat over in :
F
/ 27rrf„i\
1
— 1
{loy A]c' + log A
k
Gebruiken we nu ’t 2'^® hulptheorema van ^ 9 dan gaat deze som
over in
F
logA, (11)
want omdat k' en midn relatief priem zijn en in de voorlaatste uit-
drukking k alle getallen doorloopt die met m het getal dn tot grootste
gemeene deeler hebben, krijgt men een som waarin s alle getallen
doorloopt m en die met m relatief priem zijn of nog deelbaar door
die priem factoren van m waarvan de betreffende 6’s gelijk aan nul
zijn. Dus s doorloopt dan alle getallen waarvoor ^ 0 is.
In de formule voor H komt nu het product
'^Ir
HF
n=2
te voorschijn, waarvan de waarde wordt berekend met ’t vierde
hulptheorema van § 9. Omdat in een groep, bij iedere substitutie, ook
de reciproke substitutie vooikomt, zal hier bij ieder stel 6on, h^n, • • •
ook voorkomen ’t stel 2— éon, • • • Zijn deze twee stellen
verschillend dan is volgens ’t vierde hulptheorema het product der
bijbehoorende F F' — dnm. Zijn ze echter gelijk, dan is, even-
eens volgens dat theorema, de bijbehoorende F gelijk aan ±{/d„m.
Hieruit volgt dat het product (12) gelijk is aan
_L 1 m
m2^ 77 [/dn
n=2
op het teeken na.
Alvorens dit product nader te bepalen, herleiden we eerst de som
die in (11) voorkomt. Ten eerste kunnen we de exponent — 1
weglaten, omdat, zooals reeds is opgemerkt, bij ieder stel é’s ook
voorkomt 2 — ban enz. Verder is
m
S=1
<-2 <-2
5
log A^= S 4- ^
m — s
-
S=I S=1
_ _
log Am-^!
Want als m oneven is, is dit duidelijk omdat
m/2
m
= 0 is. Is
echter m even dan is steeds
= 0 omdat m door 4 deelbaar is.
Als we nu gebruik maken van de betrekking
*0n + *ln + - •
= (-l)
en opmerken dat Am-s=- Ag, dan vinden we voor de som die
herleid is :
: 2
2 ^
S=I
log Ag
Als we dit nu invoeren en ook de waarde van invoeren dan
blijft nog het product van alle getallen dn te berekenen. Daar dit
voor ’t tweede deel van ’t theorema ook moet geschieden zullen we
het uitstellen totdat we zoovei- gekomen zijn. Door voor ’t grond-
getal de waarde te gebruiken die in ^ 6 is gevonden, krijgt men
dan na eenige herleiding de verlangde uitkomst.
Afleiding van de hveede uitdrukking.
Het product dat in (9) voorkomt, ontbinden we in twee producten,
waarvan het eerste loopt over de waarden van n waarvoor de som
ban + + . oneven is, terwijl het tweede loopt over alle
waarden van n waarvoor deze som even is. Het laatste product
wordt op dezelfde manier herleid als in 'teerste deel van ’t bewijs.
In 'teerste product krijgen we, door toepassing van 'teerste hulp-
theorema van ^ 9, als we het getal k in (9) vervangen door m — k-.
m /
2 F [ e ^
V
Er blijft van de som die in (9) voorkomt, dus over:
log Ak = 0.
jii
— k F
m-k=\
Volgens ’t 3*^® hulptheorema wordt dit:
444
waarbij k alle getallen doorloopt, die met m het getal tot grootste
gemeeiie deeler hebben.
Verder is, als k — lcdn\ d = dn
1
k
dn ^ -
k d
omdat
k/d "
-1
k'
— 1
d -j- mjd,
—
= 2 k'
-j- 2 {k' m/d)
k
k'
k'
— 1
. . . . .2" (^' -f- {d — 1) mjd)
k! mjd
— 1
— V
d-
k {d — 1) mid
= 0
— 1
volgens 1®^*^ hulptheorema van ^ 8. We vinden dus de uitkomst
71 1
F \ e ’»
m
2nd i
tl
2
S=1
— 1
waarbij de exponent — 1 mag worden weggelaten omdat, als de
som der h’s oneven is, ook die van 2 — bon enz. oneven is.
’t Blijkt nu dat in (9) weer te voorschijn komt het product
\/ndn als we de factoren F in paren bijeen nemen, en ze volgens
Jï=2
’t 4‘^‘^ hulpth. van § 9 herleiden. Hierbij treden dan machten van i
op, die ook bij de verdere herleiding nog te voorschijn komen, maar
we kunnen deze buiten beschouwing laten omdat het getal H
natuurlijk een positief geheel getal is.
fjr
^12. Bepaling van ’t product TI dn.
n=2
We berekenen daartoe afzonderlijk de macht van 2 die in dit
product \'Oorkomt en de macht van Er zijn ^ verschillende
getallen omdat de groep primair is. leder dezer getallen komt
(p
dus in alle stellen 6’s — : ^ malen voor. Nu zijn van de verschil-
lende getallen
2h*—4: getallen juist door 2 deelbaar
„ „ 2’
2" 2^*— 3
1 2^*-2
y> yy » > " yy
Een eenvoudige berekening geeft voor de macht van 2:
2 ?*'■
als men bedenkt dat het stelsel bon = b^n = = 0 niet moet
worden meegeteld.
445
Nu moet echter nog rekening gehouden worden met de gevallen
waarin b^n en b^n beide — 0 zijn. Voor ieder zoo’n geval moet
bovenstaande macht van 2 nog met 2^ worden vermenigvuldigd.
(p
Er zijn — stelsels waarin -èon = 0. De stelsels waarin bon=b^n = 0
2r
vormen een ondergroep van de groep van alle stelsels. De stelsels
//s waarvan 5* = 0 vormen ook een groep. Het is duidelijk dat de
eerstgenoemde groep weer een ondergroep is van de laatste of aan
de laatste gelijk is. Is zij een ondergroep dan verkrijgt men daaruit
de groep van de stelsels waarin b^^n = 0, door deze ondergroep te
vermenigvuldigen met de groep die bestaat uit de stelsels
0, 0, 0, ... .
1, o, o, ... .
Hiernit volgt dat juist de helft van alle stelsels waarbij b^n = 0,
stelsels zijn waarin èon = 0 en b^n = 0. Dit is dus zoo, als niet steeds
tegelijk bon = = 0. Als echter bon + b^n voor alle waarden van
n even is, -dan is steeds bo» = b^n — 0.
Men vindt nu geraakkeiijk dat bovenstaande macht van 2 nog
moet v ermenigvuldigd worden met
a I -
2 \
waarbij het getal t dezelfde beteekenis heeft als in § 6 theorema 8.
Bepalen we nu de macht van die in het product opgaat.
Als dy de grootste gemeene deeler is van alle getallen bm dan
zijn er — verschillende getallen bm- Ieder dezer komt in alle stellen
6’s dus — : malen voor. Omdat de groep primair is, is a, niet door
r öj
/j deelbaar en, als = 1 is, niet door /, — 1. De getallen bm die
door /, deelbaar zijn, zijn dus
ddi > 2 ddi ,
L-1
■ W--'
Hiervan zijn
getallen juist door deelbaar.
ih-i
11 11
n ld
^-1
d
1 getallen juist door deelbaar.
446
Denkt men om de combinatie waarbij alle b’s = O zijn, niet
mede te tellen dan vindt men in ’t product van alle dn een macht
van /i die gelijk is aan
Is nu D het grondgetal dat in § 6 bepaald is, dan vindt men,
na een eenvoudige berekening voor alle gevallen :
'l’/r J^_l
[/ D . n dn = 2 ,
n=2
In den noemer staat nu nog de regulator R. Als we een stel
reëele grondeenheden nemen, dan is
log riP) = \lk (Vi) ')
omdat de geconjugeerde lichamen reëel zijn. Als we dit in R invoe-
ren en de factoren 2 uit den determinant verwijderen, ontstaat het
gewenschte resultaat.
b ,H.” p. 215. In de formule boven aan bl. 376 noemt Hilbert het getal E
den regulator. Dat is niet in overeenstemming met zijn definitie op blz. 221.
Plantkunde. — De Heer Wknt biedt een mededeeling aan van den
Heer H. W. Berinsohn ; „De invloed van licht op de. vermenig-
vuldiging der wortelcellen van Allium Cepa” .
(Mede aangeboden door den Heer van Rijnberk).
Door Mevr. Drooglever Fortuyn — Van Leyüen is gevonden dat
bij jonge katten een periodiciteit in de vermenigvuldiging der cellen
bestaat dusdanig, dat ’s nachts een maximum aantal kerndeelingen
bereikt wordt en des daags een minimum. Evenzoo is door Karsten ’)
geconstateerd dat in de groeikegels van Zeamais een periodieke kern-
deeling optreedt, waarbij het maximum ook in den nacht valt. In
de wortels van Vicia Faba echter vond hij geen periodiciteit, zoodat
hij besluit: ,,Das Wurzelwachstum entbehrt der Periodizitat.” Bij
deze [iroeven bleven de planten steeds in het duister. Nu trachtte
hij door belichting invloed uit te oefenen op de periodiciteit in de
jonge spruiten, hetgeen hem gelukte. Daarentegen heeft hij niet na-
gegaan den invloed van licht en duister op de celvermeerdering in
de wortels. Daar de wortelgroei toch blijkbaar geen periodieke is,
zal hier de invloed van licht en duisternis het duidelijkst op den
voorgrond moeten treden.
Als studiemateriaal koos ik Allium Cepa omdat de Allinmcellen
zich goed fixeeren en kleuren laten ; omdat men in de worteltopjes
zeer veel kerndeelingen aantreft en omdat het aantal worteltjes
groot is, zoodat men dan onderzoekt deelen van éénzelfde individu.
Aan een kiemenden ui, welke in daglicht stond, werden ’s ochtends
om 8 uur, om 11 uur en ’s middags om 3 uur eenige worteltopjes
ontnomen. Daarna plaatste ik denzelfden ui in het donker en liet
hem staan tot den volgenden dag, waarna ik, terwijl de ui in het
donker bleef, om 6 uur ’s ochtends en om 12 uur en 67, uur ’s mid-
dags eenige topjes nam. Gedurende deze beide dagen verschilde de
temperatuur 7»° (opgenomen met maximum en minimum ther-
mometer.)
Ik droeg zorg steeds worteltopjes te nemen kleiner dan 25 mM.
en van ongeveer gelijke lengte. De worteltopjes werden gefixeerd
b Mevr. Drooglever Fortuyn — van Leyden. Verslagen Konink. Akad. Amst.
1915—1916, blz. 1658.
*) Karsten. Zeitschr. f. Botanik 1915, bldz. 1.
448
in sublimaat keukenzout, dan tot paraffine gebracht, ingesloten en
in seriën gesneden ter dikte van lOp en de coupes werden gekleurd
volgens Hf.idënhain’s ijzerhaematoxyline methode. Van deze coupes
werd van eenige, over een lengte van 1 mM. van het topje af, het
aantal kernen geteld en vastgesteld het aantal kerndeelingsfiguren.
Ik telde steeds centrale coupes. Tabel 1 en II geven mijn resultaten.
TABEL I (bij daglicht).
Tijd.
Tot. aant.
getelde
kernen.
Tot. aant.
mitosen.
Spireem
en losse
chrom.
Monaster.
Diaster.
Twee
kernen.
8 v.m.
4000
—
—
—
—
—
11 v.m.
4345
139
53
53
17
16
3 n.m.
2290
47
26
14
5
2
TABEL II (in het donker).
Tijd.
Tot. aant.
getelde
kernen.
Tot. aant.
mitosen.
Spireem
en losse
chrom.
Monaster.
Diaster.
Twee
kernen.
6 v.m.
4702
210
125
66
19
0
12 n.m.
4204
180
147
21
20
4
6'/2 n.m.
4043
124
65
29
10
20
Ten einde deze resultaten te kunnen vergelijken heb ik in onder-
staande tabellen de uitkomsten uitgedrukt in procenten. Kahsten
neemt het gemiddelde uit zijn tellingen. Het schijnt mij echter nauw-
keuriger deze feiten in procenten uit te drukken, zooals ook Mevr.
Dkoogi.ever Fohtuyn — VAN Leyden doet, daar toch Kahsten naar alle
waarschijnlijkheid niet steeds hetzelfde aantal cellen heeft onderzocht.
TABEL III (bij daglicht).
Tijd.
Tot. aant.
getelde
kernen.
Tot. aant.
mitosen.
Spireem
en losse
chrom.
Monaster.
Diaster.
Twee
kernen.
8 v.m.
4000
0.00 o/o
0.00 %
0.00 »/„
0.00 ‘/o
0.00 o/o
11 v.m.
4345
3.19 „
1.01 „
1.01 „
0.38 „
0.37 „
3 n.m.
2290
2.05 „
1.13 „
0.61 „
0.21 ,
0.08 ,
449
TABEL IV (in het donker).
Tijd.
Tot. aant.
getelde
kernen.
Tot. aant.'
mitosen.
Spireemi
en losse
chrom.
Monaster.
Diaster.
Twee
jonge
kernen.
6 v.m.
4702
4.46 o/„
3.19 7o
1.4 0/^
0
0^
0
0.00 0/0
12 n.m.
4204
4.28 „
3.49 „
0.49 „
0.48 „
0.09 „
6V2 n.m.
4043
3.06 „
1.60 „
0.71 „
0.24 ,
0.49 „
Zooals men ziet bereikt overdag liet aantal kerndeelingen zijn
maximum tussclien 8 en 11 uur (zonnetijd), hetgeen overeenkomt
met het bekende feit dat men goede kerndeelingen bij Hyacinth en
Allium ziet tusschen 10 en 11 uur voormiddags. Vanaf elf uur daalt
het aantal kerndeelingen tot 2.05 “/o ’s middags om 3 uur.
Bij den ui in het donker vond ik ’s ochtends om 6 uur het
grootste aantal kerndeelingen, 4.46 7a- Dit was om 12 uur ’s middags
slechts weinig gedaald 4.28 7» en om 67, uur ’s avonds was de
daling nog iets grooter. Het totaal aantal kerndeelingen overtrof
echter om 6 uur ’s ochtends en om 12 uur ’s middags het maximaal
aantal kerndeeiingen geconstateerd bij daglicht, terwijl het minimum
in het donker slechts weinig minder was dan het maximum bij dag-
licht, zoodat de conclusie wel gerechtvaardigd schijnt: In het donker
neemt bij Aliium in den wortel het aantal kerndeelingen toe, hetgeen
Karstkn ') ook bij Spirogjra en andere planten geconstateerd heeft.
Vergelijken wij in beide tabellen III en IV het aantal spireem, losse
chromosomen stadia met het aantal monaster stadia, dan zien wij
in de eerste tabel van elf op drie uur een toename van het aantal
spireem en losse chromosoom stadia en een afname van de monaster
stadia. Dit zou wijzen op een toename in het aantal kerndeelingen
en niettemin is het totaal aantal mitosen verminderd. Doen wij
ditzelfde voor tabel IV dan zien wij van 6 op 12 uur iets dergelijks
gebeuren. Beschouwen wij nu spireem, losse chromosomen en monaster
als één stadium (prophase) dan blijkt in de derde tabel om 1'J uur
2.027, o™ 3 uur 1.747, iu dit stadium te verkeeren, hetgeen
dus op een vermindering wijst. Ditzelfde geldt voor tabel IV. Om
6 uur verkeert 4.59 7o) d2 uur 3.98 7, en om 67, uur 2.31 7,
in prophase, dus er is een totaal afname. Dit feit lijkt mij een be-
vestiging van de nlgemeene opvatting spireem, losse chromosomen en
monaster als een stadium op te vatten ’).
1) K AKSTEN. Zeitschr. f. Botanik 1918.
Pekelhaeing. Weefselleer, bldz. 67.
450
Het lijkt mij ook mogelijk om uit dergelijke gegevens als in tabel
III en IV vervat zijn, iets naders te weten te komen betreffende de
overgangssnelheid van propliase naar anaphase en van anaphase
naar telopliase. Beschouwen wij daartoe tabel lil. Om 11 uur ver-
keerden 2.02 7» i’i prophase en 0.38 7o in anaphase. Het aantal kerndee-
lingsfiguren in prophase is om drie uur verminderd met 13.8 7o en het
aantal kerndeelingen in anaphase is verminderd met 44.7 7<i.
sterker verminderd; dat wil dus zeggen de overgang van anaphase
naai- telophase geschiedt sneller dan de overgang van prophase naar
anaphase. Dit geldt ook voor den ui in het donker voor heel den dag,
maar gedurende den dag heeft er een omkeering plaats dusdanig
dat van 6 tot 12 uur de ovei-gang van prophase naar anaphase
sneller gaat dan van anaphase naar telophase.
Natuurlijk zijn deze gegevens te weinig talrijk om dergelijke ver-
strekkende conclusies te trekken, maar doel van deze berekening
was alleen maar te doen zien dat het mogelijk is de relatieve snel-
heden te leeren kennen. Wil men dergelijke onderzoekingen doen
dan is het in de eerste plaats noodzakelijk de waarnemingstijden veel
korter te kiezen, bijvoorbeeld één of anderhalf uur. Het is ook
mogelijk uit dergelijke tabellen den duur van een kerndeeling te
bepalen. Beschouwen wij tabel 1 dan vinden wij om 8 uur geen
kerndeelingen en om 11 uur vonden wij 16 kernen in telophase.
De kerndeeling zou dus bij Allium Cepa ongeveer drie a vier uur
duren, Jolly vond bij Triton den duur van de kerndeeling in de
roode bloedlichaampjes bij 20'^ C. ongeveer 2Yj uur. Uit de tabel van
Mevr. Drooglkvek Fortuyn — van Leyden meen ik den duur van een
kerndeeling bij de kat te mogen schatten 0[) twaalf uur, daar om
2 72 ^ ^-23 7o kernen in prophase verkeerden en geen telophasen
geconstateerd werden. Eerst te 272 werd voor hel eerst 0.20 7o
kernen in telophase gezien.
Vatten wij nu onze resultaten te zamen, dan zien wij dus; dat
in het donker de worteltoppen van den ui meer kerndeelingen ver-
toonen dan in het licht. Blijkbaar oefent licht een remmende werking
uit. Verder is het waarschijnlijk dat de overgang van prophase naar ana-
phase langzamer plaats heeftdandeovergangvananaphasenaartelophase.
Door gebrek aan tijd kon ik deze feiten niet nader controleeren.
Hiervoor zou toch noodig zijn een onderzoek naar de dagelijksche
schommelingen in het aantal kerndeelingen bij den ui, waarbij
zoo mogelijk de waarnemingstijden zoo lang mogelijk (drie a vier
dagen) moeten zijn. Tegelijkertijd zou men bovenstaand onderzoek
moeten herhalen. Voor deze beide onderzoekingen kan men metéén
ui volstaan. Men snijdt dan den bol in tweeën en gebruikt een helft
451
voor de eerste proefreeks en de andere helft voor de tweede proef.
De twee proefreeksen zijn dan nitgevoerd met deelen van éénzelfde
individu. Dit laatste heeft noch Mevr. Drooglever Fortuyn: — van Leyden
noch Karsten gedaan, waardoor de resultaten veel aan zuiverheid
verliezen.
Niettegenstaande de onvolledigheid van mijn onderzoek schijnen
mij de gevonden feiten l)elangrijk genoeg om nader onderzocht te
worden, waarom ik dan ook deze mededeeling doe. Tevens zij het
mij vergund hier den heer M. W. Woerdeman te danken zoowel voor
de aansporing tot dit onderzoek als voor de vriendelijke hulp mij
hierbij verleend.
Histologisch Laboratorium, Amsterdam.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A®. 1919/20.
30
Wiskunde. — De Heer Cardinaal biedt eene mededeeling aan van
de Heeren J. A. Schouten en D. J. Struik: „Over n-voudig
orthogonale stelsels van n — \ -dimensionale uitgebreidheden in
een algenieene uitgebreidheid van n afmetingen.”
(Mede aangeboden door den Heer H. A. Lorentz).
II.
7. De stelling van Dupin en een omkeering. Uit het theorema I
volgt, dat de stelling van Dupin ook voor een algemeene uitgebreid-
heid geldig is :
De V„—i van een n-voudig orthogonaal stelsel snijden elkaar volgens
de kromtelijnen .
Deze stelling laat de volgende omkeering toe:
Wanneer n — 1 onderling orthogonale Vn-i-stelsels, bepaald door de
daarop loodrechte congruenties ii, . . . , elkaar snijden volgens een
congruentie i,„ en de volgorde der eerstgenoemde congruenties zoodanig
kan worden gekozen, dat de congruentie i,; in iedereVn—k-{-\ , - • ,
een congruentie is van kromtelijnen voor de Vn-k, die doorsnede is van
deze Vn-k-{-\ met de Vn-i -L ü, k — . . . . , n — 1, dan is lood-
recht op een Vn-i-stelsel, orthogonaal op de n — 1 gegeven stelsels
en ii, . . . , i„ zijn de congruenties der kromtelijnen voor elk der n stelsels.
Bewijs. Indien de fundamentaal tensor ’g van de Vn geschreven
wordt :
’g=:aa=bb=..., . . . . . (72)
dan is de ideale factor a als volgt te splitsen :
a = a' 4- a", (73)
waarin a' alleen th, . . . , in, a" alleen ij, ... , u_i bevat.
’g' == a' a' = b'b' =:.... is de fundamentaaltensor der V n-k-\-i J-
i,, . . . , ifc-i en de geodetische differentiatie van een vektor v, geheel
in die Vn-k->t-\ gelegen, is bepaald door de vergelijking:
V'v^’g'i V (a'.v)a' (74)
Voor xk geldt dus:
in ^ V ifc = in I V (ii . a) a = in 1 V (i* . a') a' + in 1 V (i* . a') a" =
= in 1 V' i* + in \ V (ii: . a') a".
453
Volgens onderstelling is nu i„ een congruentie van kromtelijnen
voor de Vn-k, die in de beschouwde Vn-k^i JL h zijn, zoodat volgens (38) :
^ \ V i& ^ Qk in , (76)
waarin Qk een nog onbekende coëfficiënt is. Uit (77) volgt dus:
1,.. yk—\
X 1 V ifc = (77)
3
waarin nog onbekende coefticienten zijn. Ondersteld wordt dus,
dat het mogelijk moet zijn aldus te rangschikken, dat
tegelijkertijd voldaan wordt aan (77) voor alle waarden k = l, n — 1.
Daar
ijt . i/ = 0, ^ = 1, n, k^l . . . (78)
volgt door toepassing van U . V :
iUn ^ V i* — — ijt in ^ V i/ . . . . . . (79)
Voor ^ volgt dus uit (77), (78) en (79):
ik in 1 V i/ — 0,
Z = 1, . . . . , n
— 1 . .
. . (80)
zoodat
o
II
s.
Z: = 1, . . . , , n — 1
• • (81)
;■ =: 1, . . . . , n — 2
.
De vergelijkingen (77) gaan
daardoor over in :
« in 1 ik — Qk in
Z: = 1, . . . . , n — 1
. (82)
hetgeen meetkundig wil zeggen, dat i„ in elk der n — 1 gegeven Vn—i-
stelsels een congruentie van kromtelijnen is. Door toepassing van
ik . V volgt uit (78) :
i/iA:?Vin = — in iyfc ^ V i/, Z = 1, . . . ., n — 1. , . (83)
Nu is 1/ Un— i-normaal, dus Vi/ sj^mmetrisch in k en n, zoodat uit
(80) en (83) volgt :
i/iA:?Vin = 0, Z = 1, . . . , , n - 1 , . . . (84)
in is dus Fn— i-normaal en ij, ... , i„_i zijn de congruenties der
kromtelijnen der Fn-i ± in-
Daar ij,...,in_i Fn— i-normaal zijn en onderling loodrecht, is
bovendien volgens (67) :
i>iü;?Vi/ = 0 A, Z = 1, . . . . , n — 1. . . . (85)
zoodat ij, . . . , in de congruenties der kromtelijnen zijn voor elk der
n stelsels 1 ij, ... , in.
Voor een F, luidt de bewezen stelling:
Wanneer twee onderling orthogonale oppervlakkenstelsels elkaar snijden
volgens een congruentie van krommen, die de kromtelijnen zijn van
een der oppervlakkenstelsels, dan bestaat er een oppervlakkenstelsel,
30*
454
orthogonaal op de twee gegeven stelsels en de drie stelsels snijden elkaar
volgens hunne kromtelijnen.
Vooi' de Ri is deze stelling liet eerst afgeleid door Darboux^).
8. De voorwaarden van Lilienthai-. De bedoeling is thans, verband
te leggen tusschen verschillende vormen, waarin in het geval,
dat i» Fn— i-normaal is, de voorwaarden in de literatuur voorkomen,
en te onderzoeken, in hoeveri-e zij geldig blijven, wanneer men
algemeenere uitgebreidheden ten grondslag legt.
Evenals ’h krijgt de tensor '‘p, zoo in F„_i-normaal wordt, een
eenvoudige beteekenis. Daar volgens (19) en (42):
V ^ in = — — . V) g'!' ] e’/ e’;. + in ^ u„, . • . (86)
^ > a
is het kontravariante «/?-kental van «(in . V) V ^ in :
X e« 2 (in . V) ( V - in) = - è 6^9 e. ^ ^ [e’;. e’;. (in • V)’ +
ifj.
+ { (in • V) e’>, e’v. I (in . V) Ca 2 u„ u„ =
= — i(in .V)* er=ez 2 .S" {(V'-'in)‘^ e;,e// (i,, •V)e’/e’«j + e,9ea2 UnUn=
/y.
= — g'^^— -2'(V'-"in)? e;e//je’/eV? (k .V)e^eK| + e;9e«? u,(Un=
'ly.
=— è(in-V)V'H^’'(V--in)2 e;e,„|e5e’«2 ((Vi„)i e^ea + e^Vk)! ea)l+
ïfj.
+ Ba ? Un U„ =
.(87)
= — \ (in . V)’ g^^ 4- Ca M V - in) 1 e. eV 1 (V in) 1 e,3 +
r
+ e;9 M V ^ in) 1 e) e’;, ^ (V in) 1 Ca +
+ e« 1 (V ^ in) \ in in \ (V in) \ 6/3 + 6/3 \ (V^i«) \ in in \ (V in) \ 6a =
= - Hin . V)F9“/' + 2 e. 6/3 2 T ( V -in) ' V in,
waaruit in verband met (59) volgt ;
*P = 6’a 6’,3 (in . V)" 5^“/® = 6’« 6’/3 (in • V) . . (88)
Voor ?^ = 3 kan men dus de voor waarde, dat *h en ’p dezelfde
hoofdriclitingen hebben, in coördinaten schrijven;
güa
gab
gbb
(in • V)
(in •
7) g^^ (in . V) g^’^
= 0,
(in . V)^
(in .
\7y .9“* (in . V)’
b G. Darboux, Sur les surfaces orthogonales. Annales sc. de l’Ecole Normale
3 (66) 97—141, bldz. liO.
455
en dit is juist de vergelijking, die het eerst voor de Z?, is aange-
geven door Lilienthal '), en waarop voor kort nog eens, eveneens
voor de R^, de aandacht werd gevestigd door Wieringa’). Deze
voor waarde is dus een speciaal geval van de eerste van Riccr. Verder
geldt zij voor een willekeurig lijnelenient, en ook, hoewel niet meer
als eenige voorwaarde, voor n > 3.
7. De voorioaarden van Ricci. Is i„ weer i-norniaal, dan
kan men een grondvariabele ?/" invoeren en vektoren s„ en s’„, zoodat
1
in — On Sn = Sn ....... (39)
Ön
Uit (C) en {D) (blz. 210) kan dan i;i verwijderd worden en vervangen
door Sn.
Daar :
(in . V) (V ^ in) = (in • V) {dn V S„ + ^ (V 0„) S,, "b è Sn V dn j, . (90)
is ;
4 4
é” ^ (in • V) (V ' ' in) én ^ I (in .'7 dn) V Sn dn in 1 W Sn d"
-b i (V dn) in 1 V Sn 4' è (U V Sn) V dn j,
of daai’ :
V dn V (xSn . Sn) ^ 3<dn* * (V Sn) ( Sn — dn Un “b ^^n Sn 1 (V dn) Sn» (92)
ook :
4 4
én ? (in • V) (V ^ in) — é’’ ^ { (in • V dn) V Sn ~\- On^ Sn 1 W Sn— XUnHn}. (93)
Daar uit (31) en (69) volgt:
ij i* 2 I 2 XT (V ^ in) 1 V inl = ij ifc 2 Un Un,
verkrijgt voorwaarde (C") (blz. 209) den vorm :
3) j 7^ ^
(C,) ijU? ^)CO„^ Sn 1 VV Sn — 2 Un Un j = 0
Daar :
. . (94)
’ y, ^ = 1, 2, n — 1.
V Sn V in “b f ^ 1 in i
dn V dn
(95)
(96)
is verder, in verband met (30) en (33) :
ij i/fc ^ Vsn = 0
waaruit door toepassing van (i .V) volgt:
^ (i/ 1 V ij) 1 (V in) 1 ii + — (it ^ V h) \ (V in) 1 ij + 0 Uit ^ 7Vsn=0. (97)
dn
dn
b R. V. Lilienthal, Ueber die Bedingung, unter der eine Flachenschar einem
dreifach ortliogonalen Flachensystem angehört. Math. Annalen 44 (94), 449 — 457.
*) W. G. L. WiERiNGA, Over drievoudig orthogonale oppervlakkensystemen. Diss.
Groningen, (18) 59 bldz., zie bidz. 13.
®) Zie noot 9 op de volgende bladzijde.
456
Daar (Vi„)'. h volgens (38) alleen i* * en i„ bevat, volgt hieruit in
verband met (67) :
(_Dj) ij ijc i/ ^ W Sn — 0 1 j ^ j ^ ^ ^ ^ 1. )
De vergelijking (Z),) kan gesplitst worden in :
iy i^:i/ 3 (V - V)s„ = 0
of :
en :
ij ifci/ 3 (V -- v) Vy" = o, , . .
. • (J)\)
(98)
ijifck MV - V)sn = 0 (99)
4
Zoo K de RiEMANN-CHRESTOFFEi/sche affinor van Vn is, kan men
(99) schrijven : °)
K ! Vy” = 0, (100)
of
ij i;t i/ 3 K 1 i„= 0,
. (i?/')
De vergelijkingen (C,), (D^), iD\) en (100) komen bij Ricci voor. ’)
(n — 1) (n — 2) (w — 3)
Het aantal \ ergelijkingen (Z) ,) is —
1.2.3
-, het aantal ver-
gelijkingen {D") is omdat behalve j en k ook
3
k en I verwisseld mogen worden *). {D\) bevat derde, {D'\) slechts
eerste ditferentiaalquotienten van ?/".
De voorwaai'den {D'\) verdwijnen identiek, wanneer de Ikjn-
4
ken tallen van K verdwijnen. Daar in een ruimte van konstante
RiEMANN’sche kromming K, :
K = 2 Z:. (a - b) (a - b) *) . . .
. (101)
IS :
i„hUv4K = 0, (102)
zoodat in een ruimte van konstante RiEMANN’sche kromming, in het
bijzonder in een euklidische ruimte, de voor waarde (D'\) identiek
b (C3) kan ook op analoge wijze als (Di) uit (84) worden afgeleid.
*) Verg. A R. bldz. 59.
®) G. Ricci, Dei sistemi etc., bldz. 314. De vergelijkingen (C3) en (Di) komen
hier voor als (Aj en (Rj). G. Ricci, Sui sistemi, bldz. 151.
b Vergelijk de opmerkingen van Ricci naar aanleiding van een verhandeling
van Drach, Comptes Rendus 125 (97) 598 — 601 en 810 — 811.
°) Verg. bijv. Bianchi-Lukat, Ie druk, bldz. 574.
457
vervuld is. Hier reduceert (D,) zich dus tot (Z>\). Voor de euklidische
ruimte is de voorwaarde {D\) gegeven door Darboüx ^) '). Deikjn-
kentallen van K verdwijnen oók, wanneer de Vn—i l in geodetisch zijn.
8. De voorwaarden van Lévy, Cayley en Darboüx. Door ditferenti-
eeren van de betrekking :
in Oyi Sn (103)
ontstaat :
V ifj := (V On) Sn -|“ V Sn (104)
Nogmaals dilFerentiëeren geeft :
W in — (W On) Sn -f- (V Sn) ^ 3 (V On) 3 -j“ (V On) V Sn “h Sn, (105)
en hieruit en uit (104) volgt voor VV On :
5€ W On = On (W in) 1 in — ön’ (VV Sn) 1 in -j- (V On) (V On). (106)
On
Daar n u :
(V V in) ^ in=v { (V in) | - (V in) 1 a (Vin) 1 a=r:-’h ! ’h-(Un . Un) in in,(i 07)
is, in verband met (92) :
4 4
gn ? VVO„= — Xö„*hl ’h — KOn’gjj ‘f (VV Sn) ^ Sn -f 2 0„ Un Un. (108)
In verband met (Cj) geeft dit een nieuwen vorm voor de eerste
voorwaarde :
G. Darboux, LeQons sur les systèmes orthogonaux et les coördinées curvi-
lignes I (98), bldz. 130, form. (85).
Als een eenvoudig voorbeeld van de toepassing van (Cg) en (D'j) voor een
euklidische ruimte, kan men nemen het stelsel u= (^b + • • • 4" Yn (y^), waarin
. ,yn Cartesische coördinaten zijn. Om goioi etc. uit te rekenen, is het noodig
een stelsel van n — 1 Vn—i te vinden, dat in de Fn— i u = const. een stelsel
coördinaten eo^ . . . bepaalt. Dan is y.eai . et»! = etc. Daarvoor moet men zoeken
n—1 onafhankelijke oplossingen van de diff.vgl.
1 , . . . , w cSii dili b • • • , ^
of .S-
■ • • ' " dw öib
^ ^ = 0,
dy* öt/*
Yi (y0^ = 0.
èyi
Voor de berekening vergelijke men bijv. Wieringa, Diss. bldz. 21 en volgende. Men
ziet dan, dat de voorwaarde {D\) identiek is vervuld, zoodat alleen de voorwaarde
van Lilienthal (Cg) overbiijft die in dit geval geschreven kan worden:
Yf
YlYi" — 2 Yi'
1
Yi'
YiYl' — 2 Yl"
Yii'
Yii Yk" — 2 Yk'"
of Yi Yi" — 2 Yi"^ — AYf B, waarin A en B konstanten zijn.
Dit resultaat is voor n = d door Serret afgeleid, en voor algemeene n door
Darboüx op een andere wijze dan hier. Vergelijk Darboux, Legons sur les systèmes
orthogonaux etc., bldz. 140 en 141.
458
i; \k 2 VV <T« — 2 KOn* * ifc 2 |sn HV 7) Sr,| = Xön ïj ifc ^ (i„ 1 K Hj?) (109)
of
4
ij ik ? VV On — KOn in ij ijt in ^ K.
ic,)
4
Voor een Vn, waarvoor de (nkjn) kentallen van K verdwijnen,
kan dus de eerste voorwaarde worden geschreven :
ij ik ^ W ön — 0.
iC\)
Deze vergelijking drukt uit, dat de tensor VV(7,i dezelfde hoofd-
richtingen heeft als ’h. De meetkundige beteekenis van On is, dat
deze grootheid evenredig is met den langs in gemeten infinitesimalen
afstand van opvolgende Fn-i J. in-
In een ruimte met konstante RiEMANN’sche kromming /f, is, in
verband met (101):
b i* 2 j i„ 1 K 1 in} = - K, \j ik 2 (K’g - in in) = 0, . . (110)
waaruit volgt, dat in deze ruimte de eerste voorwaarde den vorm
(C/) heeft, in het bijzonder is dit dus het geval in een euklidische
ruimte. In dit laatste geval is ze voor 7i = ‘ó afgeleid door Levy ^),
Cayley'^) en Darboux*), en voor algemeene waarden van 7i door
Darboüx^). De noodzakelijk en voldoende voorwaarden voor ruimten
van konstante kromming zijn dus (6V) en {Df.
9. De voorwaarde va7i Weingarten. We zoeken een vorm der voor-
waarden, waarin alleen i„ voorkomt, en niet meer de 2, . . ,n — 1.
Wordt een tensor, wiens hoofdriehtingen niet met die van ’h samen-
vallen, eenmaal met “h overschoven, dan ontstaat een affinor,
waarvan het alterneerende deel zeker niet nul is. Als voorwaarde
voor het samenvallen der hoofdrichtingen kan dus gesteld worden,
dat het alterneerende deel van de eerste overschuiving met ’h ver-
dwijnt. (109) is dus aequivalent met:
4 4
5 g (7 t.) 1 (V V On) - On (V in) In 2 R ^ b | = 0, . . (111)
waarin B aanduidt, dat het bivektordeel genomen moet worden.
b M. Lévy, Mémoire etc., bidz. 170.
b A. Cayley, Sur la condition pour qu’une familie de surfaces fasse partie d’un
système orthogonal, Gompies Rendus 75 (72), een reeks van verhandelingen.
*) G. Darboux, Sur l’équation du troisième ordre dont dépend Ie problème des
surfaces orthogonales. Comptes Rendus 76 (73) 41 — 45, 83 — 86.
*) G. Darboux, Legons sur les systèmes orthogonaux etc., bIdz. 128. De formule
(32) daar is onze formule (C'4).
459
Daar nu ;
Vl(Vin)’ (V(Tn)j = (VVin)l V dn + E (V In) ^ (a . V) V (?n, (112)
i6 :
4
V-|(7in)l V<J„} = SV|(Vin)( 7<J„| = V, K ! InVdn-^ (7in) 1 77<t„,(113)
zoodat (111) aequivalent is met:
4 r 14 4 1
— ((7in) 1 7 2 K ? in 7 On — O» S in) in ^
K 1 in
=0. (114)
Daar in een ruimte van konstante kromming tengevolge van (92)
en (101):
4 4 4 4 4
g ! K ! in 7 (7„ = - g 2 K 2 i„ u„ — - 2 (Tn A'o g 2 in - Un = 0, (115)
luidt de voorwaarde voor een dergelijke ruimte, in verbant! met
(110), dat de kornponente van 7 |(7in)l 7(Jni in het gebied j. i,,
verdwijnt. Daar echter wegens de wet van Stores ‘) voor iederen
vektor v geldt;
ƒ'
\ . dx =
(116)
waarin s een gesloten kromme is en ,fdrf de bivektor van het opper-
vlakte-element van eenig door die kromme begrensd oppervlak o,
volgt hieruit, dat in een ruimte van constante RiEMANN’ó'c/iö kromming
als eerste voorioaarde ook gesteld kan worden het verdwijnen van de
lijnintegraal van den vektor (7in)l 7(7n over iedere gesloten kromme
in een Fn_i ± in. Deze voorwaarde is voor een F', de eenige. Voor
een is zij het eerst aangegeven door Weingarten ’) en Ricci heeft
naar aanleiding van Weingarten’s werk opgemerkt, dat de voor-
waarde ook geldt in een Vt van konstante kromming. *) Uit het
bovenstaande blijkt, dat de voorwaarde, doch niet meer als eenige, ook
geldt voor uitgebreidheden van konstante kromming, waarvoor ^ 3.
10. Onderling orthogonale Vn—i-stelsels door een gegeven kongruentie
b Verg. A. R., bldz. 37 en 61.
2) Weingarten, Ueber die Bedingung, unter welcher eine Flachenfamilie einem
orthogonalen Flachensystem angehört. Grelle 83 (77), 1 — 12.
®) G. Ricci, Della equazione di coudizione pei parametri dei sistemi di superficie,
che appartengono ad un sistema triplo orlogonale. Rendiconü Acc. Lincei Ser. V,
Ilk (94) 93—96.
Ricci merkt voor het geval n = 3 op, dat de stelling van Weingarten ook geldt,
4
zoo K den vorm heeft:
K = M (a ^ b) (a ^ b) + r (i^^ i,) (ij ^ i,)
zoo V een willekeurige coëfficiënt is. Dit geldt echter ook voor algemeene waarden
van n.
460
hij niet- eenduidig bepaalde kanonische kongmenties. Zijn de wortels
van (24) niet alle enkelvoudig, dan worden door die wortels in
het algemeen q onderling loodrechte gebieden bepaald.
Bituien het gebied Rp^ voldoen onderling loodrechte, maar ove-
rigens willekeurige, richtingen aan de kanonische voorwaarden. De
vergelijkingen (47 — 51) leeren, dat de kanonische richtingen in elk
der gebieden Rp^ zoo gekozen moeten kunnen worden, dat zij V„-\-
normaal zijn, opdat er door in 7i — 1 onderling loodrechte
stelsels zullen gaan. Het is echter volstrekt niet noodig, dat de kanonische
kongmenties voor iedere mogelijke keuze F„_i-normaal zijn. De
voor waarden (C) en (D) zullen dus niet meer zonder meer gelden,
daar zij berusten op (55), i-esp. (67), d.w.z. op het F^j—i-normaal
zijn van alle kanonische kongruenties.
Zijn p,i, . . . ,pj. de eenheidS'/^-vektoren, behoorende bij de gebieden
Rp^ Rp , dan zullen de vergelijkingen :
|„i V^^ = 0 (117)
p\\'7y^ = 0 «=z 1, 1, 1
Pii onafhankelijke oplossingen moeten toelaten. Volgens (B) is dus;
(in pj.
en hieruit volgt:
i)2 V
ijfc in ^ V ij — 0,
h ^ i/ 2 V ij = 0,
(118)
(119)
(120)
waarin iy tot een ander gebied behoort dan i* en i/, en de keuze
overigens vrij is, mits k ^ l.
(119) heeft geheel denzelfden vorm als (55) en uit (120) volgt voor
het speciale geval, dat i^-, i*, U alle drie tot verschillende gebieden
behooren :
iti;2vi,=0, (121)
een vergelijking van denzelfden vorm en op dezelfde wijze afgeleid
als (67).
De vergelijkingen (C') en [D) gelden dus nu alleen nog onder de
genoemde beperkende voor waarden. Bovendien zijn zij niet meer
voldoende. Een aanvullende voorwaarde wordt als volgt verkregen.
Vergelijking (65) leert:
{Xk — ^i) ijk i/ 2 V ij + y\j\k i/ 3 V ’h = 0, )
(ijiJ)
(1/ — Xj) M 2 V ly + nj uij; 3 V ’h = 0. 1
geldende voor het geval, dat en k tot hetzelfde gebied behooren
en ij tot een ander gebied. Dan resulteert uit (122), in verband met
(121), zoo beide vergelijkingen van elkaar worden afgetrokken:
461
V ’h = O 1) k^l, j. k = \,2,..., n—\.
{E)
De vergelijkingen (C"), (Z>) en {E) zijn onder de genoemde voor-
waarden, behalve noodzakelijk, ook voldoende. Want nit {E) volgt
in verband met (122), daar — dat ^ ij symmetrisch is in
/ en k, indien / en k tot hetzelfde gebied behooren, doch yen / niet.
Uit {D) volgt, op een analoge wijze als dit is uitgewerkt in het eerste deel
dezer verhandeling, dat V ij symmetrisch is in / en indien iQuk tot
verschillende, van j verschillende gebieden behooren. (C') zegt, dat
V ij symmetrisch is in n en k, indien k verschilt van j. Deze drie
voorwaarden volstaan dus juist, om aan te toonen, dat Viy sym-
metrisch is in het gebied j. ij, dus dat ij F?j_i-normaal is.
Noemen wij ’) pi,pj,...,pq de multipliciteit der wortels van
de algebraïsche karakteristieke vergelijking (24), dan is het aantal
der vergelijkingen {C') de som van de produkten der getallen
P\> Ps) • • • » Pq^ twee aan twee genomen, en dat der vergelijkingen
(D) driemaal de som der produkten dezer getallen, drie aan drie
genomen. De vergelijkingen {E) zijn in aantal gelijk aan de som
'ph -f PJc
/ J
van de produkten van den vorm puphi-
— 1
11. Vereenvoudigingen voor het geval, dat de gegeven kongruentie
V„—\-normaaI is.
Is i„ F„_i-normaal, dan gaat (6’) over in (Cj of {C\), geldende
voor het geval, dat ij en ik tot verschillende gebieden behooren. (Z))
kan ook in den vorm (DJ gebracht worden en geldt dan voor het
geval, dat iy, i* * en i/ tot verschillende gebieden behooren.
Uit (97) volgt voor het geval, dat F en i/ tot hetzelfde gebied
behooren en ij tot een ander :
ij (i^;^ ii) 3 VV s„ = 0 .
welke vergelijking ook in den vorm :
^ 1 j„:=0 J
(123)
(Ed
gebracht kan worden, die formeel overeenkomt met (D/'), echter onder
andere voorwaarden geldt. Nu is echter:
4
Dki in — do i/ 3 K 1 j„ (124)
9 (E) is de vergelijking (C) van Ricci, Dei sistemi, bldz. 312, doch afgeleid
van *h, en niet van V ^ in.
*) Vergelijk Ricci, Dei sistemi bldz. 312.
*) (Ep is (Cj) van Ricci, Dei sistemi, bldz. 314.
462
de verandering van den vektor in, wanneer deze langs den rand
van het oppervlakelement da geodetisch is rondgevoerd '). (^,) eischt
dns dat deze verandering in het gebied van i^; en i/ valt ’).
In een gebied van konstante kromming is de voorwaarde [E^
altijd vervuld, tengevolge van de opmerking, bij de bespreking van
(Z>"i) gemaakt.
We hebben dus het volgende theorema verkregen :
III. Een stelsel van oo‘ in een V„, welker tweede fundamen-
taaltensor behalve op bepaalde V,-, r <C n, q eenduidig bepaalde hoofd-
gebieden R ^ heeft, doch binnen de gebieden van meer dan één
afmeting geen eenduidig bepaalde hoofdrichtingen, behoort dan en alleen
dan tot een n-voudig orthogonaal stelsel, indien bij een verplaatsing
loodrecht op m der hoofdgebieden de komponenten van de geodetische
differentiaal van in de door deze m-gebieden bepaalde uitgebreidheid
hoofdgebieden heeft, die met de m genoemde hoofdgebieden van samen-
vallen, en indien bovendien bij het geodetisch rondvoeren van i„ langs
een in eenig hoofdgebied gelegen oppervlakteelement de toename van
i„ geheel in ditzelfde hoofdgebied valt.
12. Voorwaarden, noodig opdat een Vn n-voudig orthogonaleYn-v
stehels kan bevatten.
De voorwaarde [Dj) is een voorwaarde voor de Fn, waarin het
?«-voudig orthogonale stelsel moet liggen. Wenscht men, dat ieder
stelsel van n onderling loodrechte (n — l)-richtingen in ieder punt
der Vn tot een n-voudig orthogonaal Fn_i-stelsel kan belmoren, dan
is het noodig' dat D'\ voor ieder stel van vier onderling loodrechte
i
eeidieidsvectoi'en geldt. Men kan bewijzen dat daartoe K van den
vorm
4
K = (a ^ z) (a -- z)
(F)
4
moet zijn, waarin z’ een willekeurige tensor is. Voor n = 3 kan K
altijd in dezen vorm gebiucht worden en ieder stel van drie onder-
ling loodrechte richtingen in eenig punt kan dus belmoren tot een
drievoudig orthogonaal stelsel, een eigenschap, die reeds aan Cotton ®)
bekend was.
1) A. R. bldz. 64.
2) Een soortgelijke meetkundige interpretatie is ook aan voorwaarde {Dj') te
verbinden.
E. CoTTON. Sur une généralisation du problème de la représentation conforme
aux variétés a trois dimensions Gomptes Rendus 125 (97) 225 — 228, vergelijk ook
E. Gotïon, Annales de Toulouse 1 (99) 385 — 438, Gliap. III.
468
ERRATA.
In liet eerste gedeelte dezer verhandeling (blz. 201 — 212) gelieve
men de
volgende drukfouten te
verbeteren
bldz.
201 form.
(2) staat
e,.
te
lezen
eV.
>>
201 „
(3)
"g =
51
55
X-g
=
202 „
(4)
5
5
■
V/
5 )
204 regel 7
en 8 v.b. ,,
V ^ V
5
55
'7
) >
204 „
lOv.o. ,,
i»
5
55
ü in
Un
207 „
15 V. b. ,,
j(/,
5
5
0.’^
209 form.
(59)
V (in
55
5
V ^
- in
In de formules
(17), (19), (21) en (33)
is
rechts x te schrappen.
in (21),
(23), (25)
en (26) is V
— . i,i te vei
■vangen
door
« V ^ in en
in (60)
en (61) u„
door K u„.
464
Dierkunde. — De Heer K. Martin biedt een mededeeling aan van
den Heer Fernand Meunier over : „ Queïques insectes de V Aquita-
nien de Roit, Sept Monts {Prusse rhénane)” .
(Deze inededeeling zal in een volgend verslag worden opgenomen).
Wiskunde. — De in het verslag van 27 September 1919, op
blz. 341 opgenomen mededeeling van den Heer J. Wolff, getiteld:
„Eenige toepassingen van de quasi-uniforme convergentie op reeksen
van reëeïe en van holomorfe functies”
is door den Heer L. E. J. Brouwer oorspronkelijk aangeboden
onder den titel: „Over reeksen van analytische functies”.
De vergadering wordt gesloten.
12 Januari 1920.
KONINKLIJKE AKADEMIE VAN WETENSCHAPPEN
TE AMSTERDAM.
VERSLAG VAN DE GEWONE VERGADERING
DER WIS- EN NATUURKUNDIGE AFDEELING
VAN ZATERDAG 29 NOVEMBER 1919.
deel XXVIII.
N°. 5.
Voorzitter: de Heer H. A. Lorentz.
Secretaris: de Heer P. Zeeman.
INHOUD.
Ingekomen stukken, p. 466.
F. A. H. SCHREINEMAKERS: „In-, mono- en divariante evenwichten”. XX. p. 467.
W. KapteijN: „Over eene formule van Sylvester", p. 480.
A. J. DEN Hollander en F. E. van HaefteN: „Over de nitratieproducten van p-dichloorbenzol”.
(Aangeboden door de Heeren A. F. HOLLEMAN en S. HOOGEWERFF), p. 488.
A. J. P. VAN DEN Broek: „Over den invloed van radio-aktieve elementen op de ontwikkeling”.
(Aangeboden door de Heeren H. Zwaardemaker en J. Boeke), p. 492. (Met één plaat).
G. A. F. Molenqraaff en MAX WebeR; „Het verband tusschen den plistoceeneb ijstijd en het
ontstaan der Soenda-Zee (Java- en Zuid-Chineesche Zee) en de invloed daarvan op de
verspreiding der koraalriffen en op de land- en zoetwaterfauna” , p. 497. (Met twee kaarten).
NiL Ratan Dhar: „Catalysis. Part. Vil. Notes on Catalysis in heterogeneous systems". (Aange-
boden door de Heeren ERNST COHEN en P. VAN ROMBURGH), p. 545.
Nil Ratan Dhar: „Notes on Cobaltanimines”. (Aangeboden door de Heeren ERNST COHEN en
P. VAN ROMBURGH), p. 551.
B. VON KERéKjdRTó: „Ueber die endlichen topologischen Qruppen der Kugelfiache”. (Aangeboden
door de Heeren L. E. J. Brouwer en Hendrik de vries), p. 555.
H. T. Deelman: „Bijdrage tot de kennis van de dermatomerie bij de vogels (duif)”. (Aangeboden
door de Heeren G. van Rijnberk en C. Winkler), p. 557.
W. J. H. MOLL: „Een nieuwe registreerende microfotometer”. (Aangeboden door de Heeren
W. H. JULIUS en j. P. VAN DER STOK), p. 566. (Met één plaat).
H. A. BROUWER; „Kristallisatie en Resorptie in het Magma van den Vulkaan Roeang” (Sangi eil).
(Aangeboden door de Heeren G. A. F. Molenoraaff en C. E. A. Wichmann), p. 576.
Aanbieding van een boekgeschenk, p. 576.
Erratum, p. 576.
Verslagen der Afdeeling Natiiiirk. Dl. XXVIII. A° 1919/20.
31
466
Het proces-verbaal der vorige vergadering wordt gelezen en
goedgekeurd.
Ingekomen zijn ;
1®. Bericht van de Heeren F. A. H. Schreinemakers en G. van
Iterson Jr., dat zij verhinderd zijn de vergadering bij te wonen.
2®. Van zijne Exc. den Minister van Onderwijs, Kunsten en Weten-
schappen een bij renvooi i^an 13 November 1919, no. 4091, Afd.
K. W. aan de Afdeeling, met verzoek om bericht en raad, door-
gezonden request van den Heer H. Nort, te Gouda, om boven
de hem reeds verleende Rijkssubsidie voor astronomische onder-
zoekingen, ter voltooiing van zijn onderzoek, in de eerstvolgende
vijf jaren nog eene jaarlijksclie Rijkstoelage van ƒ 360. — te
verleenen.
Door den Voorzitter wordt het request gesteld in handen vaji de
Heeren J. C. Kapteyn en W. H. Juliüs, met verzoek om daarover
te prae-adviseeren in de volgende vergadering.
Scheikunde. — De Heer- Schreinemakkrs biedt eene iiiededeeling
aan over: „In-, mono- en divariante eveyiivichten” , XX.
Eveniüichien van n /componenten in n pfiasen, waarin, de hoeveelfieid
van één der /componenten tot nul nadert-, de invloed van een
nieuwe stof op een invariant [P of T) evemvic/it.
In de mededeelingen XVI, XVII en XVIII hebben wij gezien dat
een veld in de nabijheid eener keerlijn twee- en in de nabijheid
eener grenslijn [b.v. kurve ab of cd in fig. 1 (XVI)] éénbladig is.
Wij zullen dit laatste nu nader beschouwen.
Wij nemen het evenwicht E = F, -|- 7^^, h '^^.n n kompo-
nenten in 7i phasen bij constanten druk. Dit evenwicht is (Med.
XVll) monovariant {P); het heeft n.1. bij constanten druk ééne vrijheid.
Voor dit evenwicht gelden de vergelijkingen (2) en (3) (XVII);
bij verandering van een der veranderlijken b.v. van v, doorloopt
dit evenwicht in het P, 7-diagram eene rechte lijn, evenwijdig aan
de P-as.
♦
In de nabijheid eener grenslijn van een veld, b.v. in de nabijheid
van kurve ab of cd in fig. 1 (XVI), nadert de hoeveelheid van één
der komponenten tot nul. Is dit het geval met den komponent X,
n.1. met dien komponent, wiens hoeveelheden in de verschillende
phasen door a:, . . . .r„ worden aangegeven, dan worden in (2) en
(3) (XVII):
aZj dz, dZn
dx, dx„
oneindig groot; in Z, komt n.1. de term x, log in Z, de term
log a’, enz. voor.
Wij schrijven nu:
Z, =z Zé + 727’ X, loy Z^ = Zé -f RT x, log .r, . . (1)
enz. Hierin blijven Zf Zf . . . en hunne difFerentiaalcoëfücienten ook
voor x, = Q .r, = 0 . . . eindig. Uit (1) volgt :
bZ,_bZé
d.r,
bx^ d.v.
RT{1 -f log X,)
log x^)
(2)
enz. De n vergelijkingen (2) (XVII) gaan nu over in:
31*
468
— RT — .'c,
Z; - RT — A-,
dZ/
bZ'
>
Öa,
bZ’
bz:
i
da.
dv, • •
. . . =
(3)
enz.
De eerste rij der vergelijkingen (3) (XVII) gaat nn over in:
bz: dZ'
^ + RTlor/x^ = ^ + KT log x^ =.....= — RT . (4)
0.rj ' Oo:,
De volgende rijen der vergelijkingen (3) (XVII) worden:
dZ,' _dZJ
^yn
= K„
(5)
enz. Uit (4) volgt:
X, dZ' dZJ
RTlog^ = ^-^
X, 0.r, ox.
RT log
of
x^ = fi, x^
_bZ^
dic,
= M. •'«'■i
bx.
. Xn =
(6)
(7)
waarin ji, ja, . . . bepaald zijn door (6).
Voor oneindig kleine waarden van a’, a, . . . zijn de Verhoudingen
tusschen a, . . . x„ dns door (7) bepaald.
Wij geven nu aan de veranderlijken T x^ a, . . . y, ■ enz.,
waarin wij a, = 0 a, ==: 0 . . . nemen, de aangroeiingen : dT . .a, a, . . .
dy^ dy^ . . . enz.
Uit (3) volgt nu:
(O-
//, d'T -j- R T a, -j- ?/, öf ^
+ . . .
. . — ~ dK
bZ '
//, dT + RT a, y^d
VV,
+ . . .
. . r- —dK
(8)
enz., waarin het teeken d aangeeft, dat naar alle veranderlijken
moet gedifferentieerd worden.
Wij tellen nu de n vergelijkingen (8) samen, nadat wij del® met
de 2® met enz. vermenigvuldigd hebben. Wij krijgen dan, als
wij gebruik maken van de betrekkingen die uit (5) volgen:
fbZ'\
2: (/ H) dT + RT ^ {X x) -f ^ {). y) d j +...=— X (i) • (9)
Wij bepalen A, . . . nu zoo, dat zij voldoen aan de n — 1
vergelijkingen (10)
469
^ (A) = -|- -^5 + + ■^•11 = O j
— ^'■1 3/i + ^3 + • • • • • + ^'n ^li = o ( . . (10)
2 {?. 2) =r A, -j- 2, 4" 4- ^'■n = 0 |
enz. Hierdoor zijn de 71— 1 verhoudingen tusschen de n coëfficiënten
Aj A, . . . bepaald.
Daar
^ (P. x) = Pj a!j 4- Aj .r, -j- . . . . . -4 ‘^n I
S{xa) = i.ji, + ff. ( • • ' '
is, is de verhouding \ eveneens bepaald. Uit (9)
volgt nu : 4
RT :2{).x)
{dT)p =
(12)
^ {Km
De waarde van dT in (12) hangt af van ^(^.x), dus nog van de
71 aangroeiingen x■^ . . . x„. Men kan deze echter in één dezer aan-
groeiingen, b.v. in ,v^ uitdrukken. Met behul|) van (7) krijgt
.men dan :
RT x^ S (A [x)
{dT)p = -
(13)
V(p H)
waarin ;
^ (P fi) 4 U A, fij 4“ A77 Hn .... (14)
Neemt men het evenwicht E = B\ F,, van 71 kom-
ponenten in 71 phasen bij constante temperatuur, dan is liet mono-
variant (T). Op dezelfde wijze als boven vindt men nu:
RT 2! (P x) R'I X 2 (P u)
{dR)T = ^ KJF .... (15)
^ ’ 2i?.V) :r(PF) ^ ^
Hierin hebben Pj P^ . . . weer de waarden, die door (10) zijn
bepaald. S(Pa’) heeft ook dezelfde waarde van (11) 11. 1.:
2 (P. x) :::2: X^ 4“ ^'2 “H • • • • . 4~ A»! Xn j
terwijl • • (16)
^ (P V) = V, -f- A2 F, -h + A„ Vn I
2:(Pju) heeft weer dezelfde waarde als in (14).
In de vorige beschouwingen is aangenomen dat de hoeveelheid
van den komponent X in het evenwicht E = F-^ Fn
van 71 komponenten in 7i phasen zeer klein is. Wordt die hoeveelheid
echter nul, dan gaat E over in een evenwicht van n- 1 komponenten
in 71 phasen. Dit is monovariant en wordt in het /47’-diagram voor-
gesteld door een kurve. Bij constanten druk is het invariant (P),
') Voor eene andere afleiding zie men F. A. H. Schkeinemakers, Die hetero-
genen GleicLgewichte von H. . Bakhuis Hoozeboom UF 289.
470
bij constante temperatnui' invariant (7’). In dit invariante [P of T)
evenwiclit kan tnsschen de pliasen . . . Fn eene reactie optreden;
de lioeveelheden der aan deze reactie deelnemende phasen
zijn bepaald door (10). De bij deze reactie optredende entropie-
verandering is door (II), de optredende voluineverandering
iS’(AP) is door (16) bepaald.
Van de coëfficiënten P.; . . . zijn eenige positief, andere negatief.
Zoo lang men hiervoor geen bepaalden regel aanneemt, kan men
positief en negatief wil leken rig verwisselen. Wij nemen het volgende
aan. De coëfficiënten der phasen, die bij eene reactie ontstaan,
nemen wij positief; de coëfficiënten der phasen, die bij de reactie
verdwijnen, nemen wij negatief.
Nn is 2{).) de algebraïsche som van de hoeveelheden der phasen,
die aan de reactie deelnemen; deze is natuurlijk nul.
ij^Ay) is de algebraïsche som van de hoeveelheid van de komponent
V die aan de reactie deelneemt ; deze is eveneens nul. Hetzelfde
geldt voor de andere komponenten.
Daar de komponent X niet in het invariante (P of T) evenwicht
vooi'komt, heeft 2{kx) dus een andere beteekenis. Voegt men echter
aan dit evenwicht een weinig van den komponent x toe, dan ver-
deelt deze zich tnsschen de // phasen ; deze verdeeling is bepaald
dooi' (7), zoodat .r, . . . x„ en dus ook i;(A.?;) bepaald zijn.
Wij denken ons nu eene reactie in het invariante (P of 7’) even-
wicht; Aj . . . stellen dus de hoeveelheden der aan de reactie deel-
nemende phasen voor. Als deze phasen nu eens de hoeveelheden
.r, . . . ,t’n van den nieuwen komponent bevatten, dan zou 2J(Aj;) de
algebraïsche som zijn van de hoeveelheid van den komponent X,
die aan deze reactie deel neemt. Wij zullen 2J(Aa') daarom noemen
,,de fictieve reactiehoeveelheid van den komponent A”.
Wij nemen nu een punt op de grenskurve van een veld, b.v.
punt /< op de grenskurve aó in fig. 1. (XVI). Deze grenskurve stelt
een evenwicht voor van n — 1 komponenten (nl. de komponenten
V, X, U . .) in 71 phasen; dus een monovariant evenwicht. In het
punt h zelf hebben PTy^y^ . . . . enz bepaalde waarden; hetzelfde
geldt voor de verhoudingen van . A„, die door (10) zijn bepaald.
Wij voegen nu een weinig van den komponent AT toe ; deze verdeelt
zich over de //, phasen; deze verdeeling is bepaald door (7). Voor
een bepaalde waarde van bv. .x\ zijn nu de verhoudingen U(Ax): ^(XH)
en 2J(Xx): I!(XV) eveneens bepaald. Men kent volgens (12) en (15)
dus ook {dT)p en (dP) t-
Is nu {dT)p positief, dan ligt liet veld F rechts van het punt A;
471
men gaat dan, zooals in tig. 1 (XVI,, van h uit in de richting hl
het veld binnen.
Is {dP)T negatief, dan ligt het veld Ë beneden punt h ; men gaat
dan, zooals in fig. 1 (XVI), van h uit in de richting hm het veld
binnen.
Het veld E ligt dus rechts en beneden het punt h.
De richting van kurve ah zelf is in ieder punt bepaald door:
dP _2:{kH)
dï' ~ iS" {XV)
(17)
Uit onze aanname over het teeken van {dT)p en {dP)'r volgt,
dat wij negatief en eveneens negatief
hebben aangenomen. Uit (17) volgt dan dat kurve ah in de nabij-
heid van het punt h een met de temperatuur stijgende kurve moet
zijn, zooals ook in fig. 1 (XVI) geteekend.
In tig. 3 (XVI) stelt ahchd eene grenskurve voor, die in h een
druk- en in c een temperatuurmaximum heeft.
Uit de richting van tak ah volgt met behulp van (17) dat
en '^{kV) hetzelfde teeken hebben; wij kiezen de teekens van
).n nu zoo, dat beide positief zijn. Uit de richting der takken
hc en cd volgt dan, met behulp van (17), welke teekens en
i:(AF) op deze takken moeten hebben. Men heeft dan:
op tak a
in h
op tak h
in c
op tak c
S(A £7)>0
2 (///) = 0
UfA /7)<0
(A /7)< o
S(A //)< o
2 (1 U) > 0
2 (;i F) > 0
2(?, F)>0
u (A F) = o
2(A F)<0
In elk punt van kurve ahchd heelt 2 (A-r) een bepaald teeken;
men kan dit vinden met behulp van (7) en (10).
Neemt men aan dat 2(;.d') in ieder punt der kurve negatief is,
dan volgt uit (12) en (15) dat het veld E geheel binnen de grens-
kurve ahcd moet liggen en dus niet zooals in fig. 3 (XVI) waar
het deel afe er buiten ligt.
Is in elk punt van kurve ahcd 2 (A.r) O 0 dan volgt uit (12)
en (15) dat het veld links en boven tak ah moet liggen, rechts en
boven tak hc, rechts en beneden tak cd. Men heeft dan fig. o (XVI).
[Zooals uit den stand der letters blijkt, heeft de drukker deze figuur
gedraaid ; de lezer legge ze daarom zoo, dat de i'aaklijn in b hoii-
zontaal en in c weer vertikaal staat].
Wij kunnen ook aannemen dat i:(kx) in het eene deel der kurve
positief, in een ander deel negatief is. Wij nemen aan dat 2(A,r)in
472
deel (ibf van knrve abcd lig. 3 (XVI) positief en in het deel fcd
negatief is. Uit (12) en (15) volgt dan dat het veld moet liggen,
zooals in lig. 3 (XVI) geteekend nl. dat een deel n fe van dit veld
buiten de grenslijn moet liggen en dat dit veld een keerlijn e ƒ moet
hebben.
Dat dit |)unt f een punt van de keerlijn moet zijn, blijkt uit het
volgende. In dit punt is = Daar in dit punt ook de ver-
gelijkingen (10) gelden, zoo kan er tusschen de n phasen van het
evenwicht E — F„ waarin thans ook een oneindig kleine
hoeveelheid van den kom|)onent X voorkomt, eene phasenreactie :
-f • • • + = 0 optreden.
Is dus in een bepaald punt ƒ van knrve abcd IJ(P..r) = 0, dan
is ƒ een gemeenschappelijk punt van keer- en grenslijn; wij zullen
laten zien dat ƒ een raak|)unl is. Verandert .i" {).x) in ƒ van teeken,
dan is /’ een eindpunt der keerlijn, zooals in tig. 3 (XVI) ; verandert
in /' echter niet van teeken, dan is ƒ geen eindpunt, maar
zet de knrve zich verdei' voort.
Uit (12), (15) en (17) volgt de betrekking:
(dP)r : {dT)p
(18)
De index
.c— 0 in het tweede lid van (18) geeft aan dat
dP
dT
geldt voor de grensknrve, waarin de komponent ontbreekt.
Om de beteekenis \an (18) in te zien, denken wij ons de P,T-
kiii've van het grenseven wicht, waarin dus de komponent A"^ niet
voorkomt, geteekend. Men neme daartoe kurven ab en cd in de
figui'en, 1, 2 en 4 (XVI) en knrve abcd in de figuren 3 en 5 (XVI).
[Men legge deze laatste figuur weer in den goeden stand].
Wij zullen de takken, waarop bij 7’-verhooging de druk toeneemt,
de ,, stijgende” takken noemen ; b.v. de takken a b en c d in de
tigiiren 1, 2, 3, 4 en 5 (XVU. Een tak, zooals b.v. bc in fig. 3 en
5 (XVI), waarop bij 7’-verhooging de druk afneemt, noemen wij een
,, dalenden” tak.
Op een stijgenden tak is positief; uit (18) volgt dan, dat
\d I Jj_=o
{dP)T en {dT)p tegengesteld teeken hebben. Is {dT)p positief en
dus {dP)i' negatief, dan ligt het veld dus rechts en beneden den
tak; dit is het geval ten opzichte van tak ab in de fig. 1, 2 en 4
(XVI) en ten opzichte van tak cd in de fig. 2, 4 en 5 (XVI). Is
{dT)p negatief en {dP)T dus positief, dan ligt het veld dus linksen
473
boven den tak; dit is het geval ten opzichte van tak ah in tig. 3
en 5 (XVI) en ten opzichte van tak c d in de tig. 1 en 3 (XVI).
Wij vinden diis: een veld ligt altijd rechts en beneden of links
en boven den stijgenden tak zijner gi-enskurve.
negatief. Uit
x=o
(18) volgt dat [dP)T en (dT)p dan hetzelfde teeken hebben. Zijn
beide positief, dan ligt het veld dus rechts en boven; zijn beide
negatief, dan ligt het links en beneden den tak. In tig. 5 (XVI) ligt
het veld rechts en boven tak hc -, in tig. 3 (XVI) ligt het veld rechts
en boven het stuk b f en links eïi beneden het stuk ƒ c van tak (6 c.
Wij vinden dus:
een veld ligt rechts en beneden of links en boven den stijgenden
tak van zijn grenskurve; het ligt rechts en boven of links en beneden
den dalenden tak van zijn grenskurve.
In Mededeeling XI over; ,,Evenwichten in ternaiie stelsels”, hebben
wij deze zelfde eigenschap reeds afgeleid voor een bijzonder geval
nl. vooi' het tei iiaire veld F L G, waarin F eene binaire ver-
binding voorstelt, ten opzichte van zijne binaire grenskurve F-\-F-\-(^-
Het blijkt thans dat dit geheel algemeen geldt voor elk willekeurig
veld ten opzichte van al zijn grenskurven.
Op den dalenden tak eener grenskurve is
\(i 1 J
Men kan de boven verkregen uitkomsten ook op andere wijze
uitdrukken. Het evenwicht E = F^ F» ' ^ komponenten
iji w phasen is monovariant of iijvariaut {F of T). Voegt men een
weinig van een nieuwe stof X toe, dan kan een nieuw evenwicht
Ë' — F\ -f- . . . -)- .F'n ontstaan. Hierin hebben de onveranderlijke
phasen dezelfde samenstelling als in E; de veranderlijke phasen (die
natuurlijk niet alle de nieuwe slof X behoeven te bevatten) ver-
schillen nog slechts zeer weinig van die in E.
Men kan zich nu de vraag stellen :
hoe moet men bij constante F de tempeiatuui- veranderen,
of : hoe moet men bij constante (7’ den druk veranderen opdat in
beide gevallen het evenwicht E in E' overgaat.
Het is wel duidelijk dat beide xragen slechts een andere vorm
zijn van de boven behandelde: hoe moet men bij constante P de
temperatuur ‘ en bij constante 7’ den druk veranderen om van eene
grenskurve over te gaan in het bijbehoorende veld.
Wij nemen het evenwicht E= L Ft ~\~ ■ 'an n — 1
komponenten in n |)hasen (of van n komponeJiten in n -j- 1 phasen).
Hierin stellen F^ F^ . . . \aste stoffen voor van onveranderlijke samen-
474
stelling en L eene vloeistof. Bij toevoeging van een nieuwe stof X
treedt deze dus alleen in de vloeistof op.
Als in dit evenwicht E bij constante T en P de reactie:
P-i i 4- ^3 4“ • • • • • = 0 • • • • (19)
optreedt, dan is U (A ^) =: /^ .i;, als n.l. x de concentratie van de
nieuwe stof in de vloeistof voorstelt.
Stelt men Aj = 1, dan zijn en iS (a F) de entropie — en de
volumetoename, als bij de phasenreactie één hoeveelheid vloeistof
wordt gevormd. Wij stellen ze voor door LH en L V~.
(12 en (15) gaan nu over in:
{dT)p =
RT X
LH
en
{LP)t =
RTx
(20)
Stelt men de iioeveelheid warmte, die toegevoerd moet worden, om
bij de reactie één hoeveelheid vloeistof te vormen, door LW voor,
dan gaat (20) over in :
u/r X
en
(AP)r
E2' X
~'lv'
(21)
Reactie (19) kan het gemeenschappelijk smelten voorstellen van
de vaste stoffen F, . . . ; dit is liet geval, als de reactie van
den vorm
+ . . .. . . (22)
is en A, A, . . . positief zijn.
Is de reactie van den vorm :
Pi Et L 'P Ep -\~ (23)
waai'in wij eveneens alle coëfficiënten positief nemen, dan stelt ze
de omzetting voor van de stoffen F» ■ ■ ■ in E'p ■ ■ ■ onder gelijk-
tijdige vorming van vloeistof.
Wij nemen nu aan dat bij de vorming van vloeistof uit vaste
stoffen, dus bij smelten volgens (22) en bij omzetting volgens (23)
warmte toegevoerd moet worden; L l¥ is dan positief; de volome-
verandering bij het smelten of omzetten kan zoowel positief als
negatief zijn. Uit (21) volgt nu:
De gemeenschappelijke smelt- of omzettingstemperatuur van een
of meer stoffen wordt door toevoeging van een nieuwe stof verlaagd;
de gemeenschappelijke smelt- of omzettingsdruk van een of meer
stoffen wordt door toevoeging van een nieuwe stof
verhoogd, als bij bet smelten of omzetten het volume toeneemt,
verlaagd, als bij het smelten of omzetten het volume afneemt.
Deze verhooging en verlaging zijn bij eerste benadering even-
redig met de hoeveelheid van de nieuwe stof.
475
Past men deze regels toe op het smelten van een enkelvoudige
stof, dan volgt de bekende regel der smelt- of vriespuntsverlaging ;
de eerste formule (21) is dan de-bekende formule van Raoult-van’t Hoff.
Wij kunnen de voorafgaande afleidingen ook toepassen, als wij
in (19) de vloeistof L vervangen door een gas G. In liet algemeen
is A F” dan positief en bij benadering gelijk aan het x'olume V
van het gas; men kan hierdoor aan de tweede formule (21) een
anderen voro-ï geven, n.1.
{dP)T = Fx ........ (24)
Wij kunnen de vorige regels ook op de volgende wijze afleiden.
Wij nemen het evenwicht E — L waarin de
nieuwe stof X nog niet aanwezig is, bij constanten druk; het is
dan invariant (P) en bestaat bij eene bepaalde temperatuur, die wij
Pj zullen noemen. Neemt men aan dat reactie (22) van links naar
rechts onder warmtetoevoer plaats heeft, dan volgt:
P, -f P, + A P > 0
{F) I (P,) (P.)
naar lagere T \ naar hoogere T.
Het evenwicht {L] = F^ -F P» ■ bestaat bij temperaturen lager
dan Tg. Voegt men de nieuwe stof X toe, dan gaat E over in
E' = L' F F, F Ft F waarin L' van P verschilt; dit even-
wicht E' bestaat bij eene temperatuur T' , die van verschilt.
Neemt men uit E' de vloeistof L' weg, dan gaat het over in
P, -j- • • • > hierboven besproken evenwicht (L);
daar dit bij lagere temperaturen beslaat dan T^, zoo volgt T' F 2\.
Bij toevoeging van de nieuwe stof moet dus het gemeenschappelijk
smeltpunt dalen.
Men vindt uit reactie (23) hetzelfde voor het gemeenschappelijk
omzettingspunt. Neemt men het evenwicht E ~ L F F^ -j- F^ -{-•••.
waarin de nieuwe stof nog niet aanwezig is, bij constante tempe-
ratuur, dan is het invariant {T)\ het bestaat dan bij een bepaalden
druk l\'
Ais nu reactie ,22) van links naar reclits onder voluraetoenaine
plaats vindt, dan volgt:
FFr FtF ..... AF>0
(L) j (P,) (P,)
naar hoogere F '\ naar lagere P
Het evenwiciit (L) = P, 4“ P, • bestaat dus bij drukken
grooter dan P^. Hieruit volgt dat het evenwicht eveneens optreedt
bij een druk liooger dan Treedt bij het gemeenschappelijk smelten
dus volumevergrooting op, dan rijst de smeltdruk.
Uit reactie (23) volgt hetzelfde voor het gemeenschappelijk om-
zettingspunt.
Neemt men aan dat AT^<^0 is, dan volgt dat bij toevoeging van
de nieuwe stof de smelt- of omzettingsdruk daalt.
Wij nemen nu het evenwicht
+L, + T A, +
van u — J (of n) kompouenten in n (of J) phasen.
. . . stellen weer vloeistoffen, . . . weer vaste stoffen
van onveranderlijke samenstelling voor. Wij hebben vroeger’) de
temperatuur, waarbij dit evenwicht onder constanten druk optreedt,
de schichtungstemperatuur genoemd; men kan ze ook de stratificatie-
temperatuur noemen.
Wij schrijven de in dit evenwicht optredende reactie:
P., L, f L, -p -|- ftj F, -|- ft, -^1 + =0. (25)
Wij kunnen bij deze reactie de 2 hoofdtypen:
ft, i', i ftj A, • • • • ^ ^1 + ^5 T/, -]-.••• + ft^ Fq -(-•••• (26)
+ •••• + f'i Fj + ft, F, . . . . ^ Z/y, -j- . . . . 4- fty F^ . . . . (27)
onderscheiden, waarin wij alle coëfficiënten positief nemen. In (26)
kunnen de vaste stoffen aan de rechter, in (27) aan de i-echter- of
linkerzijde ontbreken. Van beide typen zijn experimenteele voor-
beelden bekend U- Om het verschil tusschen beide reacties uit te
drukken, zullen wij zeggen : in (26) liggen alle vloeistoffen in reactie-
coujunctie, in (27) liggen twee of meer in reactieoppositie ')■
Voegt men een nieuwe stof toe dan verdeelt deze zich tusschen
de vloeistoffen; zijn concentraties zijn bepaald door (7). [Het
is wel duidelijk dat de ft’s in (7) een geheel andere beteekenis liebben
dan in (25), (26) en (27)].
Voor reactie (26) is U (2a;) == waarin alleen
de P.’s en niet de ft’s optreden. Daar de A’s alle positief zijn, is ^().x)
eveneens positief. Wij nemen hierbij aan, dat, om reactie (26) van
') F. A. H. ScHREiMAKERS, die heterogenen Gleichgewichte von H. W. Bakhuis
Roozeboom UB 108.
s) F. A. H. ScHREiNEMAKERS ibid. UB 106 — 113, 193—203.
*) Om verwarring te voorkomen lette de lezer op het volgende. In de bovenge-
noemde boeken UB en UB is meermalen gesproken over phasen, die in het diagram in
conjunctie of oppositie liggen. Noemt men deze ligging diagramconjunctie en diagram-
oppositie, dan hlijkt dat reaclieconjunctie met diagramoppositie en dat reactieoppositie
met diagramconjunctie overeenkomt.
477
links naar rechts te doen verloopen, warmte toege\ oerd moet worden,
zoodat ook positief is. Het teeken van 2:(;iF) is echter on-
bepaald. [Het is wel duidelijk dat in 2:{aB) en 2: (AF) ook de p’s
van (26) optreden].
Uit (12) en (15) volgt nü -.
{dT)p c^O en (rfP)7->0 (28)
Hieruit volgt: heeft men een invariant (F of T) evenwicht met
2 of meer vloeistoffen, die alle in reactieconjunctie liggeji en voegt
men een nieuwe stof toe, dan wordt :
bij constante F de stratificatietemperatuur verlaagd,
bij constante T de stratificatiedruk verhoogd, als bij de vorming
der vloeistoffen het volume toeneemt,
verlaagd, als bij de vorming der vloeistoffen het volume afneemt.
Voor reactie (27) is
2 {X x) ■= Xp -j- — a\ — X^ — ...
zoodat Il{Xx) zoowel positief als negatief kan zijn. Dit hangt af van
de verdeeling van de nieuwe stof tusschen de verschillende vloei-
stoffen.
Om dit nader toe te lichten beschouwen wij een bepaald geval,
nl. het evenwicht
+ P, 4- F + + iV. . . . (29)
tusschen de n komponenten Y Z... N. In dit evenwicht treden dus
alle komponenten, behalve F, als vaste phasen op. Daar er dus
n — I vaste en 2 \loeibare phasen zijn, is het invariant {F of T).
Wij stellen nu de reactie voor door:
Al -|- A, Z/, Y Z F -\- ..... 4 An-j-i = 0 . (30)
zoodat 'L(k x) = Aj A, x^. Ter bepaling van de verhouding tusschen
A, en A, nemen wij uit (10) de vergelijking 2; (A y) = ü. Daar de stof
Y alleen in de beide vloeistoffen optreedt, zoo volgt:
^ (Ay) = A, y, 4- A, y, = 0 (31)
Hieruit blijkt dat Aj en A, tegengesteld teeken hebben, zoodat reactie
(30) tot type (27) behoort. Wij schrijven ze in den vorm:
A-i + A, Z 4" F -|- ^ Avj . . . . (32)
Wij hebben dus A, = 1 gesteld; A, is dus positief; één of meer
der coëfficiënten A, . . . . kunnen natuurlijk negatief zijn. Verder nemen
wij aan dat A, de vloeistof is, die zich bij toevoer van warmte vormt.
[Was dit met het geval, dan zouden wij L■^ in het linker lid
van (32) hebben geplaatst].
Wij hebben nu : 2 (A y) = — A, y, eu 2 (A x) = — Aj x^. Hieruit
volgt •
478
2:(A x)
= *■(;
Uit (12) en (15) volgt nu:
RT^
(dT)p =
—
LW
en
{dP)T =
RTx, (
a:.
y,
AF
(33)
(34)
(35)
Hierin is A IF de warmte, noodig om één (loeveelheid der vloeistof
L, te vormen; AF is de bij deze vorming optredende volumetoename,
die zoowel positief als negatief kan zijn.
Wij zullen nu onder verdeeüngscoëfficient van een stof verstaan :
de concentratie van die stof in de vloeistof, die zich bij warmte-
toevoer voi'mt, gedeeld door de concentratie van die stof in de andere
vloeistof. .X’, : X, is dus de verdeelingscoëfticient van de nieuwe stof,
y, : IR die van den komponent, die niet als vaste pliase optreedt.
Wij vinden dus :
als in een invariant {P of T) evenwicht met 2 vloeistoffen alleen
komponenten als vaste phasen optreden, dan liggen beide vloeistoffen
in reactieoppositie. De stratificatietemperatuur wordt bij constante P
door toevoeging van een nieuwe stof :
verhoogd (verlaagd) als de verdeelingscoëfficient van de nieuwe
stof kleiner (grooter) is dan die van den komponent, die niet als
vaste phase optreedt *).
Uit (35) kan men overeenkomstige regels afleiden voor den invloed
van een nieuwe stof op de drukverandering bij constante T.
Men kan aan (34) en (35) ook nog een eenvoudiger vorm geven.
Wij hebben n.1. de concentraties der komponenten in de vloeistoffen
zoo uitgedrukt, dat elke vloeistof in het geheel één molecuul bevat.
Wij kunnen onder concentratie echter ook verstaan de hoeveelheid
der komponenten, als de vloeistof één molecuul bevat van den
komponent, die niet als vaste phase optreedt; in ons geval dus van
den komponent Y. Daar en y, dus 1 worden, gaan (34) en (35)
over in :
(,v„ — o;,) RT (x. — a^j)
<"> = — — kV— • •
1) Voor enkele voorbeelden van den invloed van een derde stof op binaire even-
wichten zie men F. A. H. Schreinemakkrs, Die heterogenen Gleichgewichte von
H. W. Bakhuis Roozeboom IIH 160.
479
Men vindt nu :
de stratificatieteinperatuur wordt bij constante P door toevoeging
van een nieuwe stof verhoog*d (verlaagd) als de concentratie van de
nieuwe stof in de vloeistof, die zich bij verwarming vormt, kleiner
(grooter) is, dan haar concentratie in de andere vloeistof.
De eerste formule (36) is reeds vroeger voor evenwichten met
twee en meer *) komponenten afgeleid.
Wordt vervolgd.
Leiden, Anorg. Chem. Lab.
b F. A. H. ScHEEiNEMAKERS. Zeitschr. f. Phys. Ghem. 25 320 (1898).
2) H. A. Lorentz. ibid. 25. 332 (1898).
Wiskunde. — De Heer W. Kapteyn biedt eene raededeeling aan :
,,Over eene formule vari Sylvester”.
Onder den titel: “On the partitioii of nnmbers” heeft Sylvester
in the Quart. Jonrn. of Math. I (1857) p. 141— 152, eene aigemeene
formule gegeven voor het aantal oplossingen in positieve geheele
getallen (nul inbegrepen) van de vergelijking
+ «i ‘«5 + «r = a (1)
waarin de grootheden n en a bekende positieve getallen voorstellen.
Deze formule, die zonder bewijs is medegedeeld, toepassende opeen
bijzonder geval, kwam ik tot het ongerijmde resultaat dat het aantal
oplossingen een gebroken getal zoude zijn. Dit gaf mij aanleiding
naar een bewijs te zoeken en daarbij vond ik, zooals uit het volgende
zal blijken, dat de bedoelde formule eene kleine verbetering behoeft.
Wanneer men de breuk
1 1
= . ... (2)
<1* [x] (1 — .«“l )(1 — . . (1 — x^^r)
naar opklimmende machten van x ontwikkelt, dan vindt men voor
den coëfficiënt van juist het aantal gevraagde oplossingen van de
vergelijking (1). Het ligt dus voor de hand om bovenstaande breuk
in gedeeltelijke gebrokens te ontbinden en ieder dezer naar opklim-
mende machten van x te ontwikkelen. Daartoe moeten we eerst de
verschillende factoren van den noemer en liiinne aantallen bepalen.
Schrijven we de vergelijking die alleen de primitieve wortels van
1 — ,)?”* = 0 bevat ,1 — x’'‘ = 0 en noemen we de deelers van m : d^,
(f, . . . d]c isf = 1, tifc = m) dan is
k
1 — /7 1 xdi (3)
Om dit te bewijzen stellen we
m~ p^- qi^ . . U-
aannemende dat p, q, . . . t de ondeelbare factoren van m. voorstellen.
De deelers van m zijn dan de termen van het produkt
(^1 + . . (^1 +
Nu heeft de vergelijking j — xA — Q waarin r/ = p" f/'' . . . /^ een
aantal primitieve wortels gelijk
481
Past men dit toe op alle' deelers ck van m, dan vindt men een
totaal aantal primitieve wortels
1 + ( 1 - - J Sp"
1
/3
1
r r
1 A ^ 1
1 f 1 -
V
tji J
= qF
P' = rn.
Daar nu al deze primitieve wortels verschillend zijn en voldoen
aan 1 — = 0, zoo blijkt dat wanneer men alle deelers 1 — van
1 — x'n nitsclirijft en van ieder dezer den factor bepaalt die gelijk
nu! gesteld de primitieve wortels oplevert, het produkt dezer factoreji
juist weer 1 — .r”* oplevert.
Zoo bijv. in = 20 = 2’ . 5, dan zijn de deelers
1, 2, 4, 5, 10, 20
waarmede correspondeeren de factoren
1 — .V, !-!-''«> 1 -j- + 1 — — .1'’ + A'k 1
of
1 — .V, 1 — 1 — x^, 1 — x^, 1— 1 — ,f’“.
Het produkt dezer factoren is nu juist J — -a-’", of
6
l—x^’‘=n{\—xdi).
i=X
Ontbindt men op deze wijze alle factoren van (r), dan neemt
dit produkt den vorm aan
— x^i) . (1 — x^^) . . . (1 — ) .... (4)
waarin de exponenten «, die we naar opklimmende grootte gerang-
schikt denken, de verschillende deelers aanduiden die in a,, . . a,-
optreden terwijl het aantal der daarin voorkomende deelers door
7'i wordt voorgesteld. Hierbij is = 1, = r.
Is bijv. de gegeven vergelijking
x^ -\- 2 X, 5 A-, -f 10 + 20 x^ r= n
dan is
0{x) = (1— a) (1— a’) (1— a*) (1-a^«) (1—
1 — X = 1— A
1 — a’ = 1 X . 1 — a’
1— A® =1 — A . 1 A®
1-a'“=1— A . 1— A* . 1— A® . 1— A^*
1— A^»=l— A . 1— a’ . 1— a" . 1— A® . 1— A^° . 1— A^®
dus
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIH. A°. 1919/20.
32
482
0(,'f) = (1— (1— (1— .^■*)* (l-.f"’)’ (1—
Gaan we nu tot de ontbinding over, dan maken we gebruik van
de bekende formule van Cauchy
1
<P (x)
waarin de dubbele haken aanwijzen dat de residu genomen moet
worden voor alle wortels van de vergelijking = dns voorde
wortels van de vergelijkingen
1
(( ^ G) ))
(5)
0, 1—^“’ =0, . . . 1-
'« = 0
Schrijft men nu in het tweede lid van de vergelijking (5)
1 / X x^ x'^
= - 1 + - + ^+
X — z
dan vindt men onmiddellijk voor den coëfficiënt van .r'’
1
r 1
2«+i (( <2» (2) )) "*■
waarin
2"+l (1 2“l)'' (1 2“2)’’ . . ((1 2:**))’' . . (1 2"*’»)’
of, zoo men den oorspronkelijken vorm van weer invoert
1 1 — 2^
2"+l (1— 2«l) (1 — 2«ü) . . (1 — 2«,) ( (1 — 2“ ))
waarin dus de residus genomen moeten worden voor alle wortels
van de vergelijking
1—2“ =0 - (6)
Stelt men nu een willekeurige wortel van de laatste vergelijking
voor door q en verder
dan wordt
z — Q e~^
Q~
(1 — p"i (1 — ()“2 e- . . (1 — Q ’ e ’’ ) ((t))
(7)
waarin nu de residu genomen moet worden voor de pool ^ = 0 en
de sommatie zich uitstrekt over alle wortels van de vergelijking (6).
Bij de toepassing dezer formule kan de term nader worden
uitgewerkt. Dan toch is de vergelijking (6)
1 — 2 = 0 of 1 — 2 = 0
483
zoodat (>:=!. Derhalve bevat Wj slechts één terra nl. de residu
voor de pool t = 0
pVt
(1 — (1 — . . (1-
-o t
nm)
Deze residu is de coëfficiënt van — in
t
X^—gnt — lg{l — e-a^i) - Ig {I — g- .. . — (1
Nu is
11 B, B, 5.
= — ^ -| ^ 2^* d 1 — . . mod z <^2jr
e^~l z " ^ 2 / 4/^6/ ^
waarin
B — i B — ^ B — -i-
Integreert men beide leden dezer vergelijking tusschen 0 en z,
dan komt
B^ z^ B^ z'
Ig ~lgz — \
^ ^ ^ 2 / 2 4 / 4 6 /6
Met behulp dezer ontwikkeling wordt
. («)
X,=
1
vt
B^ s B„ s t*
t j I I J
1 / 2^ 3 / 4’
Cj a, . , ttr f
zijnde
V = n d- i «1 en Si = a/‘ d- «jt ■ • «;•'
Derhalve vinden we voor W^, evenals Sylvëstbr, den coëfficiënt van
/'■“i in het produkt
1 / 111
1 + 1’^^+ - d- - V» f . .
a, a, . . «r V ^ / 3 / 4 /
1
’ t*-
24 ' 1152
« 4
1 d ^ . .
^ 2880
Passen we het voorgaande toe op het voorbeeld
2 d- 5 .-r, d- 10 ^4 -b 20 = 7i.
De verschillende deelers van 1, 2, 5, 10, 20 zijnde
1, 2, 4, 5, 10, 20
0 (x) = (l-^)‘ (1-^T (1-A-^) (1— (1—0
32*
zoo 18
484
We moeten dus berekenen W, TFj en
Volgens het voorgaande is de coeff van het bovenstaande
prodiikt waarin
aj = l, aj = 2, rt, = 5, ö^ = 10, «5 = 20
s, =38, Sj = 530, 5^ = 170642, ï;=?i-j-19
derhalve
1
W =
' 48000
r- — 265 -f
72741'
10
of
1
\V =
„4 ^ 70 „S ^ 17366« + 41930
48000
Voor 14^, wordt de vergelijking (6)
1— ^^ = 0
10
of
1 + ^ = 0.
De eenige wortel p = — 1 zijnde, zoo bestaat slechts nit
één term
(— t
'n=if
of ( — 1)" maal de coëfficiënt van — in
t
nt — lg{\ — lq{l — e~^^- — (<7(1 -lq{l. — e— — lg^\ — g—20i\
X^=: e ' " ‘ ' '
Daar nu volgens de vergelijking (a)
15
z 3 5, ,
^ 22 2/ 16 4/
zoo vinden we met behulp van (a) en {b)
\f 97
¥7 +
(15v* - 727 i)
X, = — ^ — ( 1 + +
^ 1600«\
dus
(—1)”
TF, — ^ ’
’ 48000
of
(-1)«
11/ =
48000
(15 + 570 « + 4687 0
Voor 147 wordt de vergelijking (6)
1 —2^ = 0
of
derhalve
1 +^’ = 0
. ih)
485
w = '
' ‘^(1— -0(1— ()=e-20(l— ^)'e-5 0(l—
waarin de som genomen moet worden voor de beide wortels q van
de vorige vergelijking. We kunnen dus door — 1 vervangen, zoodat
Q—n gti
w,= s£
= — 2: ^
( 1 ~Qe ~i)(l^e~^>)(l — Qe-5t)(ï-\-e-iotj(l _e-20
1
80 (1— 160
Schrijven we nu voor de som der machten van de wortels
der vergelijking 1 -\- z^ = 0 en merken op dat 9^ = 1, dan is
i;. = 2 i;=o s, = ~2 s, = o
en algemeen
= 2 = 0 2^4fc-]-2 = — 2 2j4;fc-|_3 = o
dus
Naar gelang dus = 4 p, 4:p i, 4 p -f- 2, 4 /> -f- 3, heeft men
600
W,~ (0, 1, 0, —1)
' 48000 ^
Voor Wf, wordt de vergelijking (6)
1 — = 0
of
dus
Zij
1 + .t’ A-’ 4- + X^ = 0
Q—n gil t
(l-(>e-0(l— ;)(l_e-i0()(i_e-20i) ((i))
nt~lg {\- {ie~^)—lg (1 — Q^e ~‘^‘)—lg ‘)—lg{l~e~^^‘)—lg(l—e~'^^^)
X, = e
dan komt met behulp van de vergelijkingen (a) en (ó)
X. =
525
p 2p^ 35'\ / p 4p^
1— p “ 2 V2(ï^(>)' ^ 2(1 -p^)^ ~ ~Ü
1000 (1— p)(l—p^) i"
Bepaalt men hieruit den coëfficiënt van — dan vindt men
p-«
2000 (l_p)(l_p^)
4
525 34p + 98p’ — 42p' — 114p^
(1-pT
486
of
n’ -|- 35n +
2000
525
(i~e) (i-e’)
n p-’i (2p + 6p’)
2ti
2000 (1—^) (!—(»=')*
1 ()-"(34p + 98(>* 42^* — 114()')
2000 (1 (1 __
Met dezelfde notaties als boven d.i.
= 4 Sj = - 1 S, = - 1 S, = - 1 S, = — 1
dus algemeen
•— 4, =13 1 2(5^_j_2 = 1 2j5^-j_3 1 S5^_|_4 1
vindt men, naar gelang n = 5p, hp -f- 1 > 5p -j- 2, 5^ 5p -j- 4
^7^ — VTT — r, = r 2p“"(l-(-’)(l-?‘) = ^ =
(1—9) (1 — 9) 5 5
1
= — (y4n-b ■^4n-j-2 S4n-{.3 — S4n-J-4) (1 1 0, 1, — 1, — 1)
9—” (29 69’) 1
S = - (2 2:4„+3 + 4 2:4„+4 - 6 r4„) = (- 6, o, o, 2, 4)
(1— 9) (I — 9*)^ 5
9-»(349 + 989’— 429* — 1149‘) 1
(1-9)(1-9T
— — ( — 538 Sin — 8 S4n-j-i -|-
25
+ 32 r4„+2 + 162 i;4„+3 + 352 i:4n+4) = F (- 269, - 4, 16, 81, 176)
5
Derhalve
(24n* + 840n + 6300) (1, 0, 1, - 1, - 1)
+ . 48n(3, 0, 0, — 1, - 2)
^ 48000 V . , - . / .
1 48
H (269, 4, — 16, — 81, — 176)
48000 5 ^ ’
Op dezelfde wijze vindt men, naar gelang
n = 10p, lOp + 1, 10^4-2,... lOp + 9
^>o = 7FLF (120n + 1800)(— 1, 0, 1, 3, 3, 1, 0, - 1, — 3, - 3)
4oUUU
1
' 48000
en naar gelang
. 60 (5, 16, 21, 29, 19, —5, —16, — 21, — 29, — 19)
487
n = 20;>, 20p + l, 20 /> + 1, . , . 20ju4-19
1200
'^”“48000^“^’
5, -8, 5, 7, 5, 3, 0, —3, -5, —7)
Uit de vorige formules kunnen wij de aantallen oplossingen
afleiden voor n = ‘lOp q =0,1. . 19).
Voor n = 20/9 -|- 7 staat deze berekening bijv zoo
IV,
IV, =
IV, =
IV. =
+
+
M^,.=
— — 4- 76n*
48000 ^ ^
1
,48000
1
48000
]
48ÖÖÖ
1
48ÖÖÖ
1
(
(
(
(
I901a^ + 17366a + 419303^-)
15a’ ■— 570a — 4687^ )
— 600 )
24a’ 4- 840a 6300 )
- 1534 )
48000^
1
48000 ^
1
48ÖÖÖ^
— 120n— 1800 )
— 1260 )
3600 )
dus
^ + 1910a’ + 17516a + 43329)
= i(P + 1)(P + 2)(10p’ + 22p + 9).
Dat dit getal geheel is ziet men gemakkelijk wanneer men het
schrijft
ip(i> + 1)(P + 2)(10p’ 4- 22) + 3(;9 + l)(p 4- 2).
Uit het voorgaande blijkt dus dat in de formule van Sylvester
Q” t
(1 — (?— ') (1 — Qf’ie—Oif) . . (1 — ■ e ((<))
0" in Q—^ veranderd moet worden. Bij de berekening van TV, en
TV, geeft deze verandering geen verschil, wel echter bij de overige
termen TV. In het voorbeeld dat Sylvester behandelt nl.
4~ 2 tZj, 4“ ^ V 1 ^4 4~ ^ 'T~ 0 «r, —
moeten dus ook de termen TV, TV, TT4 TT^, herzien worden.
Scheikunde. — De Heer Hotj.eman biedt, namens de Heeren
A. J. DEN Hollander en F. E. van Haeften eene mededeeling
aan ; „Over de nitratie-producten van p-dichhorbenzol.”
(Mede aangeboden door den Heer S. Hoogewebff).
JuNGFLEFscH heeft in 1868 p-dichloorbenzol genitreerd door het
met een mengsel van rookend salpeterzuur en zwavelzuur gedurende
eenige uren te koken. Hij verkreeg daardoor een mengsel van dini-
tro-p-dichloorbenzolen, omtrent welks samenstelling de meeningen
nog steeds verdeeld zijn. Theoretisch zijn er drie isomeren mogelijk n.l.
Cl
Cl
Cl
no/^Nno,
\/
/\NO,
en
o"
O
IZi
Cl
Cl
Cl
JüNGFLEiscH zelf isoleerde er twee verbindingen uit, die hij met a
en d aanduidde, doch welker structuur hij niet bepaalde. Voor de
«-verbinding gaf hij het smp. 87°, voor de d-vevh. 107° op. Van de
eerste ontstaat volgens hem veel meer dan van de tweede. Door
Körner ’) en veel later door Uli.mann en Sake is voor dit hoofd-
product de structuur I bewezen; het smeltpunt werd door hen
echter bij 105° gevonden. Engelhahdt en Latschinoff hadden dit
hoogere smp. ook reeds waargenomen, en konden ook uit het
reactieproduct de (1-verbinding isoleeren, bevestigden dus in hoofd-
zaak de resultaten van Jungfleisch.
Daarentegen beweren Morgan en Norman dat verbinding III als
hoofdproduct ontstaat; Hartley en Cohen "), die hunne proeven her-
haalden, bevestigen dit en geven als smeltpunt 105 — 106° op. Ein-
delijk heeft Mej. Edith Nason ') in het vorige jaar op nieuw p-dich-
loorbenzol genitreerd en nit het reactiemengsel eveneens lil in eeiie
opbrengst van 45.6 “/o vermogen te isoleeren, waarvoor zij echtei
het smp. 81° opgeeft.
0 A. ch. (4), 15 259.
’) J. 1875, 324.
») B. 44, 3730 (19J2).
*) Z. 1870, 234.
«) Soc. 81, 1378, 1382 (1902).
«) Soc. 85, 868 (1904).
7) Am. Soc. 40, 1602 (1918).
489
De structiiurbewijzeji, die deze ojiderzoekers voor hun vermeend
isomeer III aangeven, zijn echter geheel onvoldoende. Er bleef dus
nog uit te maken: 1°. welk isomeer of welke isoraeren naast I
(waaromtrent iedereen het eens is) ontstaan ; 2". een afdoend structuur-
bewijs voor dat isomeer of die isomeren te levei'en.
De Heeren den Hollandek en van Haeften hebben nu in de eerste
plaats aangetoond, dat alle drie isomeren ontstaan, en wet I als
hoofdproduct, II en III als nevenproducten. Zij zijn daarbij als volgt
te werk gegaan: Het ruwe reactieproduct wordt met een overmaat
van 4 N-alcoholische ammonia overgoten, en wel op 1 mol dichloor-
dinitrobenzol 4 mol NH,. Na eenig omroeren gaat alles in oplossing.
Men laat nu gedurende eenige dagen bij kamertemperatuur staan.
NH,
no,/Nno,
Hierbij wordt I omgezet in
2-6-dinitro-4-chlooraniline,
Cl
smp. 145°, dat zich grootendeels in fijne naaldjes en nagenoeg zuiver
afzet. Men filtreert nu en distilleert het alcoholische filtraat af;
hierbij blijft een rest terug, die uit de isomeren II en Hl bestaat,
maar ook nog een zekere hoeveelheid van bovengenoemd chloor-
dinitraniline bevat. Deze rest wordt met water uitgewasschen om Am-
nitriet te verwijderen, daarna gedroogd en in ca. | L. benzol opgelost
(als van 1 mol. reactieproduct is uitgegaan). Deze oplossing wordt
eenige malen met 20 cc. geconc. zwavelzuur uitgeschud, waardoor
het chloordinitraniline verwijderd wordt. Dit is het geval, als het
zwavelzuur zich niet meer kleurt.
Daarna wordt het benzol afgedistilleerd ; men houdt dan een residu
over, dat uit de verbindingen II en III bestaat, zooals kan worden
aangetoond door het opnieuw met alcoholische ammoniak te be-
handelen, en wel op 50 gr. mengsel 100 cc. 4N.NH,. Thans echter
wordt gedurende 24 uur op een waterbad aan een opstijgenden koeler
gedigereerd (temp. in de kolf 80 — 85°) en eenige malen ammoniak-
gas ingeleid om het verlies te compenseeren. Men neuti-aliseert nu
de vloeistof, distilleert het grootste gedeelte van den alcohol af en
giet de rest in water uit. Door behandeling van het reactie-pi-oduct
met zwavelzuur, als boven aangegeven, gaat 2-nitro-3-6-dichlooraniline
Cl
Cl
/^\NH,
in oplossing en l-4-dichloor-2-5-dinitrobenzol
//\NO.
Cl
blijft achter.
Cl
490
Na oinkriötallisatie uit alooliol is dit laatste zuiver en vertoont
dan het smeltpunt van 119°.
De vorming van 2-iiitro-3-6-dic‘hlooraniline, smp. 68°, waarvan de
structuur door een onderzoek van Bkilstein en Kurbatow *) vaststaat,
bewijst dat in het ruwe reactieproduct het l-4-dichloor-2-3-dinitrobenzot
Cl
/\NO,
aanwezig moet zijn. Inderdaad kon er dit ook door lang-
C1
durige gefractioneerde kristallisatie uit alcohol uit worden afgescheiden.
Het is waarschijnlijk het isomeer van Jüngfleisch en smelt bij
103°. De structuur werd bewezen, door in 2-nitro-3-6-dichlooraniline
de NH, -groep door NO, te vervangen volgens de methode van
Körner en Contardi’)-
Voor het derde isomeer van het smp. 119“ blijft dus enkel de
structuurformule III over. Deze werd echter nog op de beide vol-
gende wijzen nader bewezen :
Cl Cl Cl Cl
1». /\ NH ac. /\ NH ac. /\ NH, /X NO,
NO.
Cl
NO,
Cl
2“.
NH,
NH,
X\
NO,'
Cl Cl
NH ac.
X\
NO,
Cl Cl
NH ac. Cl
NO, /\ NO
' ' NO,
Cl
\/ NO,
Cl
NO,
Cl
waarbij de structuur der tusschenproducten telkens werd vastgesteld.
Wil men uit het luiwe nitratieproduct van Jüngfleisch de drie
bestanddeelen afzonderen, dan gelukt het wel door zeer langdurige
gefractioneerde kristallisatie uit alcohol om de verbindingen I en II
in zuiveren toestand te verkrijgen, niet echter III. Men verkrijgt nl.
ten slotte eene vrij aanzienlijke hoeveelheid eener bloemkoolachtige
massa, die voor verdere scheiding door kristallisatie niet meer bruik-
baar is, en die — blijkens de daarop toegepaste behandeling met alco-
1) A. 196, 221 (1879).
2) Atti (5) 22 II, 632 (1913).
491
holische ammoniak als boven aangegeven — in hoofdzaak uit I,
verder uit een weinig II en vrij veel III bestaat. Rationeeler is het,
om het ruwe nitratieproduct in zijn geheel met alcoholische ammoniak,
eerst bij gewone temperatuur, vervolgens bij 80 — 85° te behandelen,
NH, Cl
/\nh.
omdat uit de verkregen verbindingen
NO,
iNO,
en
Cl
VNO.
Cl
zich de overeenkomstige dichloordinitrobenzolen door diazotatie ge-
raakkelijk laten terugwinnen.
Eene uitvoerige beschrijving van dit onderzoek zal binnenkort in
het Recueil verschijnen.
November 1919.
Org. chem. lab. d. Univ. v. Amsterdam.
Physiologie. — De Heer Zwaardemaker biedt eeiie mededeeling aan
van Prof. A. J. P. v. d. Broek: ,,Over den invloed van radio-
ahtieve elementen op de ontwikkeling
(Mede aangeboden door den Heer Boeke).
Eén van de elementen, die de levende stof opbonwen, het kalium,
is radioaktief. De onderzoekingen van Zwaardemaker en zijn leer-
lingen omtrent de beteekenis van het kalium in het organisme,
hebben geleerd dat, in hoofdzaak bij doorstroomingsproeven van het
geïsoleerde kikvorschhart, het kalium door eene aequiradioaktieve
hoeveelheid van elk ander radioaktief element kan worden vervangen.
Op grond hiervan komt Zwaardemaker tot de uitspraak^): ,,die
Radioaktivitat und keine andere Eigenschaft der sich gegenseitig
vertretenden Atome erfüllt die für die Automatie notwendige Bedin-
gung” (l.c. blz. 49). Naast deze vervangbaarheid heeft Zwaardemaker
de aandacht op een tweede verschijnsel gevestigd, n.1. op een anta-
gonisme tusschen verschillende groepen van radioaktieve elementen.
In het volgend schema komt dit antagonisme tot uitdrukking;
' ; Uranium
Kalium | Thorium
Kubidium . Radium
(Casium) lonium
Niton (Emanatie)
Kan dus bij. bepaalde proeven het uranium het kalium vervangen,
beide elementen Ie zamen hetfen eikaars werking op.
Deze onderzoekingen deden de vraag rijzen of het mogelijk ware
tijdens de ontwikkeling het kalium door een ander radioaktief element
te vervangen. Ik heb getracht op deze vraag door proefondervindelijk
onderzoek eeri antwoord te verkrijgen. Van de genomen proeven en
verkregen resultaten wil ik een kort ovei'zicht geven.
De proeven werden met kikvorscheieren genomen en als volgt
in gericht.
Onmiddellijk na de bevruchting (in het laboratorium) wordt de
eimassa in gelijke hoeveelheden verdeeld en deze worden in vloei-
1) H. Zwaardemaker, Die Bedeutung des Kaliums im Organismus. Pflügers’
Archiv. Bd. 173.
'iiv.p
A. J. P. V. d. BROEK: „Over den invloed van radio-aktieve elementen
op de ontwikkeling”.
cVUi
8 ‘J
;;6
P.6
13
A
Cv
ff
ff
O
tf
H
6 Ö luj .
Physiologie. — De Heer Zwaakdkmaker biedt eeiie niededeeling aan
van Prof. A. J. P. v. d. Broek ; „Over den invloed van radio-
ahtieve elementen op de ontwikkeling
(Mede aangeboden door den Heer Boeke).
Eén van de elementen, die de levende stof opbouwen, het kalium,
is radioaktief. De onderzoekingen van Zwaardemaker en zijn leer-
lingen omtrent de beteekenis van het kalium in het organisme,
hebben geleerd dat, in hoofdzaak bij doorstroomingsproeven van het
geïsoleerde kikvorschhart, het kalium door eene aequiradioaktieve
hoeveelheid van elk ander radioaktief element kan worden vervangen.
Op grond hiervan komt Zwaardemaker tot de uitspraak : ,,die
Radioaktivitat und keine andere Eigenschaft dei‘ sich gegenseitig
vertretenden Atome erfüllt die für die Automatie notwendige Bedin-
gung” (l.c. blz. 49). Naast deze vervangbaarheid heeft Zwaardemaker
de aandacht op een tweede verschijnsel gevestigd, n.1. op een anta-
gonisme tusschen verschillende groepen van radioaktieve elementen.
In het volgend schema komt dit antagonisme tot uitdrukking:
Uranium
Thorium
Radium
lonium
Kalium
Rubidium
(Casium)
Niton (Emanatie)
Kan dus bij . bepaalde proeven het uranium het kalium vervangen,
beide elementen (e zamen heffen eikaars werking op.
Deze onderzoekingen deden de vraag rijzen of het mogelijk ware
tijdens de ontwikkeling het kalium door een ander radioaktief element
te vervangen. Ik heb getracht op deze vraag door proefondervindelijk
onderzoek een antwoord te verkrijgen. Van de genomen proeven en
verkregen resultaten wil ik een kort overzicht geven.
De proeven werden met kikvorscheieren genomen en als volgt
ingericht.
Onmiddellijk na de bevruchting (in het laboratorium) wordt de
eimassa in gelijke hoeveelheden verdeeld en deze worden in vloei-
i) H. Zwaardemaker, Die Bedeutung des Kaliums im Organismus. Pflügers’
Archiv. Bd. 173.
'Hl i) '^Suu\\ 'Ih P <)2;!i Iii;|7
At J. P. V. d. BROEK: „Over den invloed van radio>aktieve elementen
op de ontwikkeling".
aC
fuf.
ff
t
♦ ♦
M
fi-
ff
♦f
t
Op de bijgevoegde plaat zijn minimum- en maximumgrootfe van larven
uit verschillende uraniumhoudende vloeistoffen en die welke aan rijst- en aan
dierlijk voedsel waren onderworpen, op verschillende tijdstippen weergegeven.
493
stoffen geplaatst waarin kalinin of een hoeveellieid van een nraan-
zont is opgelost.
Terwijl in het ütrechtsche leidingwater praktisch geen kalinm wordt
aangetroffen, werd tevens zooveel mogelijk zorg gedragen de ,,uraan-
larven” met een kaliloos voedsel groot te brengen, terwijl de in
kaliiimhondende vloeistof geplaatste larven zooveel mogelijk gewoon
(dierlijk) voedsel kregen. Als kaliumloos voedsel werd rijst verstrekt^
die in gedistilleerd water gekookt was. Ten einde te ontgaan, dat
kalinm uit het glas, waarin in het eerste proefjaar ook de nraan-
larven verbleven, zon worden opgelost en opgenomen, werden in
het tweede (en derde) jaar de nraanlarven in kwartsbakken groot
gebracht.
I. Een eerste reeks van proefnemingen bestond in de toevoeging
van bepaalde quanta nraniumnitraat aan het water.
Ter compenseering van het in de eieren aanwezige kalinm werd
4 7, mgi'. nraannitraat per liter gegeven ; bovendien nog 12.5, 25 mgr.
(dns in het geheel 17 en 29 7^ mgr.) en 50 mgr. per liter.
Naast de larven in deze vloeistoffen werden andere in gewoon
leidingwater groot gebracht met piscidine 7 en met rijst.
De eieren waren gelegd op 14 April. De ,, piscidine” larven zijn
op 29 Mei 13 — 12 m.m. 7 gi’oot en bezitten achterpooten ; op
6 Juni zijn er larven van 34.2 rn.na. met achter en voorpooten ; dan
volgt regelmatig de metamorphose en slaartrednctie. Op 26 Juni zijn
er nog slechts enkele larven van 8 — 12 m.m. die nog niet gemeta-
morphoseerd zijn.
De rijstlarven ontwikkelen aanmerkelijk langzamer; daarbij blijkt
tevens, dat op een zelfde tijdstip de mate van ontwikkeling der larven
vrij sterk kan uiteenloopen. Op 26 Juni vind ik larven van 6 — 3 2
m.m.; dan gaat de groei langzaam door; op 6 Augustus vind ik de
eerste algeheele metamorphosen (staart verdwenen); de grootte is dan
15 m.m. Op 10 October komt nog eene staartreductie tot stand.
Enkele larven metamorphoseeren niet, doch groeien tot zeer groote
dieren uit, n.1. 16 — 17 m.m., die slechts achterpooten hebben.
Wat nu de uraanlarven betreft zijn de meest op den voorgrond
tredende kenmerken het achterblijven in groei en de verlangzaming
der ontwikkeling. De volgende tabel licht ons omtrent de grootte in.
Uit deze tabel blijkt wel, dat de ontwikkeling aanmerkelijk lang-
zamer is gegaan dan bij de controle-dieren, en dat ook de afmetingen
1) Piscidine is een preparaat dat uit gedroogde en gepoederde visch bestaat.
*) Bij deze en alle volgende maten geldt de lengte vanaf de punt van den kop
tot het begin van den staart.
494
4V2 «n.gr. uraan-
nitraat per L.
1
17 m.gr. uraan- i
nitraat per L.
291/2 m.gr. uraan-
nitraat per L.
26 Juni
5.5 — 10 m.m.
5— 9.8 m.m.
5 —7.5 m.m.
10 Juli
6 —11 m.m.
5—10 m.m.
4.5—9 m.m.
30 Juli
7 —11 m.m.
6— 9.5 m.m.
5 —10 m.m.
14 Augustus
9.5 m.m.
24 Augustus
10.5—11 .5 m.m.
3 September
14 September
12 m.m. ) voorp.
; begin
1 1 m.m. t staartred.
10.2 m.m.) voorp.
> begin
8.4 m.m. ; staartred.
8.5— 9.6 m.m. (voorp.
27 November
10 m.m.
11 m.m.
8—11.8 m.m.
geringer zijn. Al zijn de verscliillen klein, toch schijnt het, dat de
larven des te kleiner zijn, naarmate de quantiteit uraannitraat grooter
is. Dit blijkt ook uit het volgende, meer gedetailleerde overzicht.
o. 41/2 mgr. uranylnitraat per Liter.
26 Juni en 10 Juli zijn de maten als opgegeven; de grootste larven hebben
slechts eene aanduiding van achterpootjes. 30 Juli bezitten de grootste larven
achterpooten, die niet meer vlak langs den staart liggen, doch geabduceerd zijn.
Op 14 Augustus braken voor het eerst, bij eene larve van 9.5 m.m. voorpooten
door; op 3 September en 13 September werden de eerste staartreducties waarge-
nomen. Op 27 November is de laatste larve 10 m.m. met kleine achterpootjes
wegens teekenen van verminderende vitaliteit gedood en gefixeerd.
5. 17 mgr. uranylnitraat per Liter.
Van 14 April tot 10 Juli vordert de groei zeer weinig, dan is de maximum-
lengte eerst 10 mm. en zijn slechts uiterst kleine stompjes van achterpooten aan-
wezig; eerst op 30 Juli zijn bij ééne larve de achterpooten zoo groot, dat zij in
abductie staan; op 3 September wordt de eerste staartreductie waargenomen; op
27 Nov. heeft de laatst levende larve eene lengte van 11 mm.
c. 291/2 mgr. uranylnitraat per Liter.
De groei gaat nog langzamer dan bij de voorgaanden. Op 30 Juli vond ik
larven met stompjes van achterpooten. Voor het eerst werd het begin van staart-
reductie op 7 September waargenomen; daarna regelmatig; de grootte der larven
is dan 9,6—11,5 mm. 27 November werden de laatste 2 larven, 8.5 en 11 m.m.
gefixeerd.
II. Op verschillende tijdstippen der ontwikkeling zijn larven uit
de nraanoplossingen in gewoon leidingwater overgebracht. Dan bleek
dat vrijwel onmiddellijk de ontwikkeling sneller verliep dan bij de
larven die in de uraanoplossing bleven ; met dien verstande natuurlijk
weer, dat de met piscidine gevoederde larven sneller groeiden dan
de rijstlarven.
III. Een aantal larven zijn op een jong stadium der ontwikkeling
495
(o|) 30 April) in een vloeistof gebraclit, die eene hoeveellieid uraniuni-
üont en een aequiradioaktieve hoeveelheid kalium bevatte, lii deze
vloeistof groeiden de larven bijna even snel als de contróledieren ;
op 15 Juli vond ik reeds eene larve met vooi'- en achterpooten ;
verschillende andere larven -krijgen deze spoedig; de kleinsten zijn
8 — 9 m.m. Deze larven groeiden dus sneller dan de uraanlarven.
Als algemeen resultaat der genomen proeven kan men zeggen,
dat kikvorschlarven in een medium met een aan kalium antagonis-
tische radio-aktieve stof minder snel groeien en metamorphoseeren
dan in een medium, waarin alleen kalium is. De oorzaak dezer
verlangzaming ligt niet in den aard van het aan de larven gegeven
voedsel, want ook ten opzichte van met rijst gevoedde larveti in
gewoon water blijven de uraanlarven achter in groei.
De eerste vraag, die zich voordoet is deze, of de larven naast of
in plaats van kalium ook uranium hebben opgenomen.
Deze vraag kan nog niet bevestigend beantwoord worden. Uit
een onderzoek, door Prof. Ringer welwillend verricht, is gebleken,
dat geen uranium in de larven aantoonbaar was.
In ander opzicht heeft dit onderzoek toch een zeer belangrijk
resultaat gehad. Terwijl bij larven met piscidine gevoed, het percen-
tage kalium bij twee bepalingen resp. 0.76 en 0.82 '/o
gedroogde lar\'en bedroeg, uraanlarven de minimale kaliumhoeveel-
heden klaarblijkelijk hadden opgenomen en zelfs 0.91 */» kalium
gevonden werd, bedroeg het kaliumgehalte van larven, waarbij in
het water IVVj m.gr. UOj (NOJ, en 50 m.gr. KCl. per Liter was
gevoegd (dus aequiradioaktieve hoeveelheden) slechts 0.49 7o- Het
maakt hierbij dus den indruk of bij de aanwezigheid van ± aequi-
radioaktieve hoeveelheden der antagonistische stoffen de opname van
kalium bemoeilijkt is. Merkwaardig intusschen dat de betrokken
larven slechts weinig in groei achterbleven bij de normaal opge-
kweekte larven ')•
Het achterblijven in groei zoude men aan eene mogelijke giftig-
heid van het uraniumzout kunnen toeschrijven.
In 1919 heb ik hieromtrent een enkele proef genomer). Op 6 Mei
werden in bakken met 4 Liter water en resp. 0, 272. 5, 77, en 10
m.gr. uranium-acetaat elk 75 larven gebracht. Op 19 Juni waren
in deze bakken nog in leven 51, 38, 24, 20 en 20 larven, zoodat
het schijnt, alsof in hoogere concentraties de larven spoediger en in
*) Prof. Ringer maakt er opmerkzaam op, dat het scheikundig onderzoek, resp.
het onderzoek op de radio-activiteit der gedroogde larven aan zoo geringe gewichts-
hoeveelheden der gedroogde larven is geschied, dat eene herhaling van dit onder-
zoek, met name naar de afwezigheid van uranium, gewenscht is.
496
grooter getale sterven. Dit resultaat is dan niet in overeenstemming
met de resultaten van Hirsch *), die meent dat de snelste ontwik-
keling tot stand komt in de concentratie, die het dichtst bij de
giftigheidsgrens staat. Men zoude dan in de hoogere concentraties
eene snellere ontwikkeling verwachten dan in de lagere, wat niet
gebleken is. Trouwens strekt H[rsch zijne onderzoekingen telkens
slechts over een kort tijdsverloop (7 dagen) uit, wat met het oog op
de groote variabiliteit in de ontwikkeling van kikvorschlarven mij
niet gewenscht voorkomt. Hoewel dus schijnbaar in de oplossingen
met grooter hoeveelheid uraanzout een giftigheid niet onmogelijk is,
pleiten de feiten dat vele larven zelfs in aanmerkelijk sterkere
uraanoplossingen rustig voortleven en zich ontwikkelen en verder
het ontbreken van uianium in het lichaam tegen het aannemen van
de giftigheid van het nraninmzout als oorzaak der verlangzaming.
Mikroskopisch onderzoek van seriesneden van enkele uranium-
larven, vergeleken met normale larven van dezelfde grootte, heeft
nog geen verschillen in bouw of ontwikkelingsgraad van bepaalde
organen, die voor den groei van belang zijn, aan het licht gebracht.
h E. Hirsch. Die biologische Wirkung einiger Salze. Zool. Jahrbücher Band 34.
Geologie. — De Heeren G. A. F. Molenghaaff en M. Weber
bieden eene mededeeling aan : Het verhand tusschen den
plistoceenen ijstijd en het ontstaan der Soenda-zee {Java- en
Zuid-Chineesche Zee) en de invloed daarvan op de verspreiding
der koraalrijfen en op de land- en zoetnmter-fauna.
L GEOLOGISCH GEDEELTE door G. A. F. Molengkaaff.
De vastelandsplatten en de factoren, die hun vorming heheerschen.
Het is een bekend feit, dat de continenten over groote afstanden
onageven zijn door zeeën, waarvan de diepte zeer langzaana tot
ongeveer 100 vaam toeneemt. Verder zeewaarts neemt deze sneller
toe, totdat de gemiddelde diepte der oceanen is bereikt.
De bodems dier ondiepe zeeën woi’den de vastelands- of circum-
continentale platten, te zamen wel het vastelandsplat of het plat
{the Continental shelf) genoemd. De totale vlakteuitgebreidheid van
dat vastelandsplat is volgens Muhray ongeveer 25.000.000 K.M.'-* *
In de meeste handboeken wordt zelden iets medegedeeld over
de wijze van ontstaan der vastelandsplalten, en wordt in hun
bestaan min of meer als in een fataliteit berust. Ook overigens in
de Europeesche geologische literatuur behoort het vraagstuk van
het ontstaan der continentale platten tot de min of meer verwaar-
loosde. Ten onrechte, want de platten zijn in staat door hun al of
niet voorkomen en door hun wijze van ontwikkeling veel licht te
werpen op de geologische geschiedenis van een bepaald gebied.
Platten moeten ontstaan om ieder continent, zoolang zijn ligging
ten opzichte van den zeespiegel onveranderd blijft; het plat wordt
dan opgebouwd en zeewaarts uitgebouwd door de sedimenten, waar-
van het materiaal door het totaal van alle denudeerende werkingen ')
van het land naar de zee is getransporteerd "). Bij voortschrijdende
denudatie blijkt toenemendei’ mate, dat het circum-continentale plat
de geleidelijke onderzeesche voortzetting is van de boven den zee-
h Hierin is ook begrepen de werking der brandingsgolven, de afslag aan de
kusten en de vorming van het abrasievlak.
*) Zoolang de toestand van stabiliteit van land en zee ten opzichte van elkaar
blijft bestaan, zal het plat door groei zeewaarts in uitgebreidheid toenemen, land-
waarts zal het echter terrein inboeten, omdat de schiervlakte zich bij toenemende
denudatie niet alleen landwaarts uitbreidt maar ook door aanslibbing of verlanding
eenig terrein op het plat verovert.
33
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVlll. A". 1919/20.
498
spiegel gelegen schiervlakte. ’) De groei van liet plat zeewaarts neemt
slechts een eind, als het bedoelde continent tot nagenoeg aan zijn
eindniveau is geërodeerd, d. w. z. een volmaakte schiervlakte is
geworden.
Hiervan zijn geen voorbeelden bekend, omdat de platvorming
telkens fal geschiedt dat met tnsschenpoozen van duizenden jaren,
zal meti liet woord ,, telkens” geologisch niettemin mogen gebruiken)
wordt gewijzigd of tegengegaan of ook wel eens vvordt versneld
door bewegingen van land en zee ten opzichte van elkaar.
Om juist te kunnen beoordeelen, hoe die bewegingen de platvor-
ming beïnvloeden, verdient liet aanbeveling den naam grndntievlak
te geven aan het vlak, dat men zich kan ontstaan denken uit de
vereeniging van schiervlakte en plat. Vastelandsplat is dan het
gedeelte van het gradatievlak, dat door de zee wordt bedekt, scliier-
vlakte het gedeelte, dat boven water uitsteekt.
Het wordt dau duidelijk, dat de ontwikkeling van het plat afhan-
kelijk is
1". van de ontwikkeling van het geheele gradatievlak,
2“. van de mate v an onderdompeling van het 'gradatievlak,
3°. van den stand v,an het gi-adatievlak.
De uitgebreidheid van het plat houdt vooreerst ceteris paribus
gelijken tred met deu groei van het geheele gradatievlak, maar,
onafhankelijk daarvan, neemt zij ook toe en af al naarmate meer
of minder van het gradatievlak beneden den zeespiegel komt te
liggen. Eindelijk wordt zij beïnvloed door den stand van het gradatie-
vlak ; wordt dit uit den oorspronkelijken, zeer zwak zeewaarts hel-
lenden stand door bodembewegingen in een anderen, bijv. in een
steileren stand gebracht, dan zal gedurende die beweging de diepte
van het water op hel plat zeewaarts telkens meer toenemen en dit
zal ten gevolge hebben, dat de sedimenten, die van het land zee-
waarts gevoerd worden, telkens meer ruimte vinden en allicht niet
meer in staat zullen blijven om het plat tot naliij den zeespiegel op
te bouwen en dus nog veel minder om het plat zeewaarts uit te
breiden.
De bovengenoemde drie voorwaarden voeren tot de volgende
besluiten :
1. Diastrophisme, dat gewoonlijk de hellingen van den vasten
bodem zoo boven als onder de zee, dus ook die van het gradatie-
M Terecht worden denudatie van het land en ophouw van het plat door Chamberlin
beschouwd als de twee deelen van een grooter proces, dat hij gradatie noemt.
T. C. Chamberlin. Diastrophism and the formative processes. lil. Journal of
Geology XXI. p. 585, 1913.
499
vlak zal vergrooten, werkt daardoor in eerste instantie de platvor-
ming bijna altijd tegen en zal aanvankelijk meestal steile kusten
met gering ontwikkelde of onibi-ekende platten doen ontstaan. Veelal
echter leidt diastrophisme een nieuwen cjclus van erosie in, doet dus
het denudafieproces herleven en heeft daardoor op den duur versterkte
gradatie en daarmede groei der vaslelandsplatten ten gevolge.
Een tijdperk, dat terstond volgt op een periode van diastrophisme,
zal voor de gebieden, die door het proces zijn getroffen, er een zijn
van krachtige denudatie, sterke sedimentatie en daarmede van over-
eenkomstige ontwikkeling van het gradatieviak en dns ook van
groei van het vastelandsplat.
2. Negatieve beweging der strandlijn, d.i. rijzing van het land of
daling van den zeespiegel, zal eo ipso, dus onmiddellijk, het vastelands-
plat smaller maken of geheel doen verdwijnen door uitbreiding van
het bovenzeesche deel van het gradatieviak ten koste van het onder-
zeesche deel, maar daar tegenover zal zulk een beweging door ver-
lagen van het eindvlak van denudatie de erosie krachtiger
maken en dus op den duur den groei van het vastelandsplat zee-
waarts weer bevorderen.
3. Positieve beweging der strandlijn, d.i. daling van hef land of
rijzing van den zeespiegel, zal eo ipso, dus onmiddellijk, de breedte
van het vastelandsplat doen toenemen door uitbreiding van het
onderzeesciie deel van het gradatieviak ten koste van het bovenzeesche,
al wordt op den duur de groei er vaii, doordat het eindvlak van
denudatie in een hooger niveau wordt gebracht, tegengegaan. Zelfs
al is bij intreden van zulk een positieve beweging het bovenzeesche
deel van het gradatieviak weinig of niet ontwikkeld, dan zijn er
toch nog omstandigheden denkbaar, waarbij het plat dan sterk in
uitbreiding zal toenemen. Dit heeft plaats, zoo de rijzing van den
zeespiegel langzaam gaat maai- lang aanhoudt. Dan zal de zee, ook
al biedt het land hevigen weerstand, in staat zijn over zeer groote
afstanden terrein te veroveren, het land tot aan het abrasievlak te
vernietigen en het abrasievlak bij het plat in te lijven. Geldt het
een eiland van niet al te groote uitgestrektheid, dan zal dit geheel
afgeknot en met den zeespiegel gelijk gemaakt kunnen worden,
d. w. z. tot een vlak gemaakt worden, dat nergens hoven de opper-
vlakte der zee zal uitsteken en zeer zwak zal hellen in de ricliting
van de zijde, van waar de zee gewoonlijk placht aan te grijpen, dus
bijv. in de richting van waar heerschende winden waaien. Zulk èen
eiland wordt dus een onderzeesche, nagenoeg geheel vlakke bank.
Het is duidelijk dat de bovengenoemde uitbreiding van het vaste-
landsplal bij positieve strandverschni\'ing sneller, gemakkelijker
33*
500
en volkomenei' zal plaats hebben, zoo aan die positieve beweging
een periode van stabiliteit van het land en dus van schiervlakte-
vorining is \ oorafgegaah. Immers behoeft dan de zee niet raet groote
inspanning het land te vernielen en op te ruimen om een abrasievlak
te vormen en bij het plat in te lijven, iriaar zij vindt dan reeds
een schiervlakte, dus een laag land van groote vlakteuitgebreidheid
aanwezig dat zij zonder strijd kan veroveren en tot een plat maken.
En in nog hoogere mate zal dit het geval zijn, wanneer aan die
periode van stabiliteit weder een van diastrophisme is voorafgegaan,
omdat zij dan zal gekenmerkt zijn door krachtige ontwikkeling der
processen van peneplenisatie en sedimentatie. De transgressie der zee
treedt dan in op een oogenblik, dat zoowel het plat als de daaraan
aansluitende schiervlakte reeds sterk zijn ontwikkeld') en met haar
intreden onder deze omstandigheden zijn optimale condities voor de
uitbreiding van het vastelandsplat verwezenlijkt.
Waar nu op aarde in uiteengelegen gebieden thans opvallend
groote platten voorkomen, ligt het voor de hand zich af te vragen
of wellicht in den jongsten geoiogischen tijd dergelijke optimale
voorwaarden \oor de uitbreiding der \ astelandsplatten hebben
bestaan.
Die vraag zal hier bevestigend beantwoord worden.
Vooreerst zijn de \'Oor waarden voor pfatvorming thans gunstig,
omdat het plistoceen en ook nog wei het holoceen (het heden) tijd-
perken zijn, in welke de processen van demidatie en sedimentatie,
dus ook die van gradatie en platgroei, over groote oppervlakten der
aarde zeer krachtig verloopen ten gevolge van het diastrophisme,
de orogenetische bewegingen, in tertiairen tijd, die zich nog tot in
het heden doen gevoelen, maar daarbij komt ra.i. nog een tweede
voorwaarde, die voor de buitengewoon groote uitbreiding van de
hedendaagsche platten beslissend is geweest. Deze is, dat na den
afloop van den plistoceenen ijstijd voor een groot deel der aard-
1) Isostatische opwaartsche bewegingen der continenten zullen insgelijks in het
algemeen het zeewaarts uitgroeien der platten tegenwerken. De plastische uitzakking
der continenten zeewaarts {Continental creep, zie T. G. Ghamberlin l.c. p. 585, 191 3)
bevordert daartegen de ontwikkeling der platten. Deze beide factoren zullen hier
verwaarloosd worden, omdat hun invloed in het gebied, dat nader zal worden
beschouwd, n.l. den Oost-Indischen Archipel, tegenover andere invloeden slechts
verdwijnend klein kan zijn.
2) Barrell beschouwt in zijn belangrijke studie over de „rhythms in deoudation”
den tegenwoordigen tijd ais eenen in de geschiedenis der aarde, waarin het conti-
nentale denudatieproces bijzonder krachtig verloopt. J. Bakeell. Rhythms and the
measurements of geoiogical time. Buil. of the Geol. Soc. of America, XXVÜI,
p. 775, 1917.
501
oppervlakte een transgressie der zee zich heeft doen gevoelen. Zij
trad in op een oogenbük, dat, zooals uit het bovenstaande blijkt, de
platten en de daaraan aansluitende schiervlakten reeds sterk waren
ontwikkeld ten gevolge van de orogenetisclie bewegingen in jong-
tertiairen tijd. Het doel van dit opstel is voor een der gi-ootste platten
der aarde aan te toonen, dat het zijn ontstaan dankt aan die opti-
male condities voor platvorraing, welke intraden na afloop en ten
gevolge van den plistoceenen ijstijd.
Invloed van den plistoceenen ijstijd op den stayid van den zeespiegel.
Wat is de invloed geweest van den ijstijd op den stand van het
water in de oceanen en dus op den stand van den zeespiegel?
In plistoceenen tijd — den zoogenaamden ijstijd — moeten de
ijskappen van groote dikte en uitgebreidheid, die toen een aanzienlijk
deel van het land op hooge breedten iti en om de poolstreken
bedekten, en in mindere mate ook de groote fiertivelden en gletschers
in de bergstreken buiten die poolgebieden, groote hoeveelhec^en water
uit de oceanen in zich hebben vastgelegd. Het water in de oceanen
moet tengevolge daarvan ten opzichte van het land bij den aan vang
van den plistoceenen tijd gedaald zijn.
Na afloop van den ijstijd, dus aan het eind van het plistoceene
tijdvak, nam de ijsbedekking in hooge breedten af tot den tegen-
woordigen toestand.
Zulks moet tengevolge gehad hebben, dat het verloren water door
het smelten van de ijsbedekkingen weder aan de oceanen werd
teruggegeven en deze dus het peil, dat zij voor den aanvang van
het plistoceene tijdvak bezaten, thans weer ongeveer zullen hebben
bereikt. Dit wel zeggen, dat van het eind van den plistoceenen
ijstijd tot op lieden de zee in tropische streken langs alle kusten
ten opzichte van het land moet zijn gerezen. De zee moet dus
overal in tropische streken terrein veroverd hebben op het land en,
waar dit land zich weinig boven den zeespiegel verhief, moet de
horizontale terreinwinst der zee sedert het plistoceen aanzienlijk zijn
geweest. Penck ') heeft den invloed van den plistoceenen ijstijd (ge-
durende andere ijstijden zal hetzelfde hebben plaats gehad) op den
zeespiegel reeds in 'J882 iielder uiteengezet. Omtrent liet bedrag dier
schommeling van den zeespiegel kan men van gevoelen verschillen.
0 A. Penck. Scliwankungen des Meeresspiegels. Jahrb. der geogr. Ges. zu
München Vil 1882 p. 47.
In lioofdpunten schijnt mij Penck’s voorstelling onwederlegbaar en zij mag eerder
een theorie dan een hypothese genoemd worden.
502
Met iiiachtneiiiing van eeiiige der bijkomstige voor waarden, die het
\ raagstnk ingewikkelder maken, zijn daaromtrent o.a. berekeningen
nitgevoerd door Croi.l M in 1875, door Penck in 1882, en door Daly in
1910 en 1915. Penok kwam toen tot de slotsom, dat in plistoceenen
tijd in tropische streken de zeespiegel meer dan 100 Meter *) lager
moet hebben gelegen dan thans. Later, in 1894 ') kwam hij, van
dezelfde [)raemisse uitgaande en een gendddelde ijsdikte van 1000 M.
in de veigletscherde gebieden aannemend, lot het cijfer van 1 50 Meter
welk cijfei' in 1887 ook door von Drygat.ski werd genoemd. Daly
komt bij zijn berekeningen, insgelijks aannemend dat de maximale
ontwikkeling der ijskappen in plistoceenen tijd overal op aarde te
gelijker lijd bereikt werd en hnn gemiddelde dikte 1100 M. bedroeg,
lot een (‘ijfei', dat in ieder geval tnsschen 23 en 129 M. moet liggen
en waarschijidijk tnsschen 50 en 60 Meter ligt.
Waar zoo juist over bijkomstige vooi’waarden werd gesproken,
die het vraagstuk ingewikkelder maken, werd gedacht aan andere
verschijnselen, die de verhoudingen lusschen land en zee kunnen
wijzigen, dus bewegingen veroorzaken, die deels evenwijdig met deels
tegengesteld aan de bovengenoemde verloo|)en.
Voor zoover deze iets met den ijstijd Ie maken hebben, zijn dat
de volgende :
1". schommelingen van den zeespiegel, veroorzaakt door het feit,
dat bij het groeien van het landijs, dat op den vasten bodem rust,
de aantrekkende werking van dat ijs op het water iti de oceanen
toeneemt en bij afsmellen van hel ijs weder afneemt. De oppervlakte
van den zeespiegel ovei- de geheele aarde woi’dt hierdoor gewijzigd,
maai' alleen in de onmiddellijke nabijheid van de ijskappen is de
vervorming \ au beteekenis en lut zich daar door een rijzing van
den zeespiegel. De daarmede samen hangende daling van den zee-
') J. Croll. Olimate and time, Londen 1875.
’) Penck kwam I. c. p. 67 tot dit cijfer .slechts bij de veronderstelling, dat in
plistoceenen tijd de groote uitbreiding der verijsde gebieden niet tot één halfrond
is beperkt geweest, maar zich tegelijker tijd over de geheele aarde heeft doen
gevoelen, een voorstelling, waarbij wij ons hier aansluiten.
Indien men aanneemt, dat in plistoceenen tijd de sterke ijsbedekking tot het
noordelijk halfrond is beperkt gebleven, dan zou volgens Penck l.c. pag. 29 de
algemeene stand van den zeespiegel minstens 50 en hoogstens 66.5 M. hooger zijn
geweest dan thans, al naar mate men aanneemt, dat het ijs op het zuidpoolcontinent
al dan niet tol verdwijnens toe zou verminderd zijn.
*) A. Penck. Morphologie der Erdoberflache II. p. 660, 1894.
R. A Daly. Pleistocene glaciations and the coral reef problem. Amer. Journal
of Science XXX, p. 300, 1910 en The glacial-control theory of coral reefs. Proc.
of the Amer. Acad. of Arts and Sciences LI, p. 173, 1915.
508
spiegel overal elders op aarde, die liet sterkst zich zal doen gevoelen
in de streken die het verst van de vergletscherdo gebieden verwij-
derd liggen, is niet aanzienlijk; men mag aannemen, dat zij gedu-
rende den lijd van maximale giaciatie in [ilisloceenen tijd in de
tropische zeeën, bijv. in den Oost-lndisehen archipel hoogstens 10
Meter ') heeft bedragen.
2". Schommelingen van den zeespiegel, veroorzaakt door het
\erdringen van water in de oceanen dooi' ijs. In de poolstreken
wordt door het landijs, dat van de landen zich zeewaarts beweegt,
langs de kusten het water der zee over eenigen afstand terugge-
drongen en dit lerugdi'ingen had gedurende den ijstijd op grooter
schaal jdaats dan thans. Von Dkygalski meent, dat gedui-ende den
ijstijd hierdoor de zeespiegel in het algemeen 0 M. hooger moet
hebben gelegen dan thans
3". Schommelingen van den zeespiegel, die veroorzaakt worden
door de elastische benedenwaartsche beweging van de aardkorst onder
het gewicht van het groeiende landijs, ge\ olgd, bij weder afsmelting
van het ijs, met eenige vertraging, door een beweging in tegenge-
stelden zin van overeenkomstige grootte. Deze belangrijke bewegingen
zijn beperkt tot de landstreken, die door het landijs bedekt werden,
zooals vooral door herhaalde zorgvuldige onderzoekingen in Noord-
Amerika is vastgesteld*): zij kunnen geen invloed van beteekenis
hebben op de hoogte van den zeespiegel, behalve in de verijsde
gebiedej) en hun onmiddellijke nabijheid. In tropische streken zullen
’) Dit bedrag is hier ontleend aan Daly's giacial-conlrol theory of coral reet's,
pag. 174. Daly heeft het cijfer afgeleid uit berekeningen, gegeven in R. S. Woodwaru.
On the form and position of the sea level. Bulletin No. 48 of the U."S. Geol.
Survey 1888. Daarin waren echter (zie noot op pag. 78) de resultaten nog niet
verwerkt, waartoe E. von Drygalski kwam in: Die Geoidformation der Eiszeit.
Zeitscbr. der Ges. für Erdkunde XXII p. 169, 1887. In dat opstel heeft von
Drygalski den deformeerenden invloed op den zeespiegel der ijskappen, die op
continentale landmassa’s in den ijstijd opgehoopt waren, welke invloed door Penck
l.c. was overschat, tot een juistere en bescheidener maat terug gebracht. Opmerking
verdient, dat al deze berekeningen zijn geschied bij meer of minder volledige aan-
sluiting aan de meeningen van Groll, die veronderstelde, dat gedurende een ijstijd
altijd slechts één der halfronden zeer sterk is vergletscherd, het andere daarentegen
weinig of niet, zie J. Croll, Glimate and Time, vooral hoofdstuk XXIIl, London
1875. Nieuwe berekeningen omtrent den invloed van de aantrekking van het landijs
op den algemeenen vorm van den zeespiegel, uitgaande van de thans vrij algemeen
aangenomen onderstelling, dat gedurende den ijstijd overal op aarde tegelijkertijd
de gletschers en ijsbedekkingen grooter waren dan thans, zijn gewenscht.
2) E. VON Drygalski l.c. p. 199.
*) Zie: H. E. Eairchild, Post-glacial uplifl of northern America. Buil. of the
Geol. Soc. of America XXIX, p. 187, 1918.
504
deze bewegingen zich slechts door een geringe rijzing van den zee-
spiegel gedui'ende de periodes van groei en daling gedurende de
afsmeltingsperiodes hebben gekenmerkt.
In tropische streken worden dns, zooals uit het bovenstaande
blijkt, al die bijkomstige invloeden slechts in zoo geringe mate
gevoeld, dat het liootd verschijnsel er niet belangrijk door kan zijn
gewijzigd.
Zorgvuldige waardeering van alle mij bekende bereketiingen geeft
m.i. het recht aan te nemen, dat het vereenigde resultaat van al de
bovengenoemde invloeden, die, zooals reeds werd opgemerkt, ten
deele in dezelfde richting werken ten deele elkaar tegenwerken, is
geweest, dat de zeespiegel gedurende de tijdperkeji van maximale
uitbreiding der ijsbedekkingen in plistoceenen tijd in tropische streken
(dat zijn dus die streken, die gemiddeld het verst van de groote
centra van ijsophooping verwijderd waren) minstens 40 vaam (72
Meter) lager moet hebben gelegen dan thans. Daly ‘) heeft dit cijfer
geschat op 33 — 38 vaam of 60 tot 70 Meter.
De verhoudingen tusschen land en zee worden echter ook nog
beïnvloed door bewegingen van de aardkorst, die geheel onafhankelijk
van de ijstijden optreden. Ik bedoel in de eerste plaats zelfstandige
orogenetische bewegingen (plooiing en blokvoi’ming) van het land,
die schijnbare bewegingen van den zeespiegel ten gevolge hebben,
zich uitend door verschuivingen van de strandlijn, niet zelden van
aanzienlijk bedrag. Zij worden over de geheele aarde verspreid aan-
getrotfen, maar treden lokaal op, uitsluitend in gebieden, die tektonisch
actief zijn.
Eindelijk worden de verhoudingen tusschen land en zee overal
nog voortdurend gewijzigd door verschuivingen van de strandlijn
ten gevolge van groei der alluviale gronden ten koste van de zee
door materiaal, afgevoerd bij denudalie (door water en wind) van
het land en ten gevolge van ditferentieele, isostatische opwaartsche
bewegingen van het land, die de gevolgen der den udatie aanmerkelijk
compenseeren, welke twee laatstgenoemde verschijnselen ik hier
voorloopig buiten beschouwing wil laten.
Aan de juistheid van de hier boven geschetste theorie kan m.i.
in dezen algerneenen vorm moeielijk getwijfeld worden, zoo men
althans aanneemt, dat in den ijstijd inderdaad ijsmassa’s van groote
dikte, bijv. gemiddeld 1000 — 1200 M., over een groote uitgestrekt-
heid op de poolwaarts gelegen landen der aarde opgehoopt zijn
geweest. Tot nu toe is echter de juistheid dezer theorie nog niet
1) R A. Daly l.c. p. 174, 1915.
504
deze bewegingen zich slechts door een geringe rijzing van den zee-
spiegel gedurende de periodes van groei en daling gedurende de
afsmeltingsperiodes hebben gekenmerkt.
In tropische streken worden dus, zooals uit het bovenstaande
blijkt, al die bijkomstige invloeden slechts in zoo geringe mate
gevoeld, dat het hoofd verschijnsel er niet belangrijk door kan zijn
gewijzigd.
Zorgvuldige waardeering van alle mij bekende berekeningen geeft
m.i. het recht aan te nemen, dat het vereenigde resultaat van al de
bovengenoemde invloeden, die, zooals reeds werd opgemerkt, ten
deele in dezelfde richting werken ten deele elkaar tegenwerken, is
geweest, dat de zeespiegel gedurende de tijdperken van maximale
uitbreiding der ijsbedekkingen in plistoceenen tijd in tropische streken
(dat zijn dus die streken, die gemiddeld het verst van de groote
centra van ijsophooping verwijderd waren) minstens 40 vaam (72
Meter) lager moet hebben gelegen dan thans. Daly ‘) heeft dit cijfer
geschat op 33 — 38 vaam of 60 tot 70 Meter.
De verhoudingen tusschen land en zee worden echter ook nog
beïnvloed door bewegingen van de aardkorst, die geheel onafhankelijk
van de ijstijden optreden. Ik bedoel in de eerste plaats zelfstandige
orogenetische bewegingen (plooiing en blokvoi’ming) van het land,
die schijnbare bewegingen van den zeespiegel ten gevolge hebben,
zich uitend door verschuivingen van de strandlijn, niet zelden van
aanzienlijk bedi’ag. Zij worden over de geheele aarde verspreid aan-
getroffen, maar treden lokaal op, uitsluitend in gebieden, die tektonisch
actief zijn.
Eindelijk worden de verhoudingen tusschen land en zee overal
nog voortdurend gewijzigd door verschuivingen van de strandlijn
ten gevolge van groei der alluviale gronden ten koste van de zee
door materiaal, afgevoerd bij denudatie (door water en wind) van
het land en ten gevolge van differentieele, isostatische opwaartsche
bewegingen van het land, die de gevolgen der denudatie aanmerkelijk
compenseeren, welke twee laatstgenoemde verschijnselen ik hier
voorloopig buiten beschouwing wil laten.
Aan de juistheid van de hier boven geschetste theorie kan m.i.
in dezen algemeenen vorm rnoeielijk getwijfeld worden, zoo men
althans aanneemt, dat in den ijstijd inderdaad ijsmassa’s van groote
dikte, bijv. gemiddeld 1000 — 1200 M., over een groote uitgestrekt-
heid op de poolwaarts gelegen landen der aarde opgehoopt zijn
geweest. Tot nu toe is echter de juistheid dezer theorie nog niet
b R A. Daly l.c. p. 174-, 1915.
G. A. F. MOLENGRAAFF en M. WEBER: „Het verband tusachen den plisttceeneo ijstijd en het ontstaan der Soenda-zee (Java- en Zuid-Chineesche Zee
en de invloed daarvan op de veripreiding der koraalriffen en op de land- en zoetwater-fauna".
i
1
505
over groote sti’ekeii der aardoppervlakte getoetst aan de verlioudingen,
die men thans aan de kusten vindt.
In tropische streken zullen deze toetsingen eenvoudiger zijn en
eerder tot een juist resultaat moeten leiden dan buiten de tropen.
Immers wordt het verschijnsel van een stijgen en dalen van den
zeespiegel, al naar mate de polaire ijskappen geringere of grootere
uitbreiding hadden, buiten de tropen en wel voornamelijk in de
gebieden, die onmiddeliijk grenzen aan de gedurende den ijstijd ver-
gletscherde gebieden, onduidelijk gemaakt door den invloed der
hierboven opgesomde bijkomstige invloeden, die zich hier sterk, in
tropische streken daarentegen slechts zwak doen gevoelen Voorts
zal zulk een toetsing slechts resultaat kunnen hebben in streken,
die sinds plioceenen tijd niet door tektonische bewegingen zijn
getroffen.
Er bestaat dus een redelijke kans, de verschuivingen van de
strandlijn, die in en na het plistoceen door den invloed der wisse-
lende ijsbedekkingen zijn ontstaan, ook werkelijk terug te kutinen
vinden en te kunnen bepalen in tropische streken en daar uitslui-
tend in de gebieden, die sinds den aanvang van het plistoceen stabiel
zijn gebleven.
In hetgeen volgt zal worden beproefd, in een gedeelte van den
Oost-Indischen archipel de verhoudingen tusschen land en zee, het
b Dit wil nog niet zeggen, dat men het verschijnsel van de schommelingen van
den zeespiegel ten gevolge van den plistoceenen iistijd niet zou kunnen terugvinden
in gematigde luchtstreken. Het zal ook daar te vinden zijn, maar moeilijker, omdat
men het eerst moet losmaken van de bovengenoemde bijkomstige invloeden, waarvan
men de grootte in verhouding tot die van het gezegde hoofdverschijnsel nog niet
voldoende kent. Omgekeerd is er een factor, die een soortgelijk onderzoek
in de nabijheid van de verijsde gebieden toch weer vruchtbaarder zou kunnen
maken n.1. de omstandigheid, dat zich daar de opeenvolgende glaciale en interglaciale
tijdperken door variaties in de marine fauna zullen verraden. Zoo zal b.v. de eerste
nadering van het ijs, bij den aanvang van den ijstijd zich in hel noordelijk halfrond
hebben verraden door eenigszins ,arktisch” worden der fauna. Het is bekend dat
zulks reeds in het laatste gedeelte van het „plioceene” tijdperk in Engeland en
Nederland merkbaar is, en dat op dien grond er iels voor te zeggen zou zijn, dat
de ijstijd reeds is begonnen in wat gewoonlijk „Boven-plioceen” wordt genoemd.
De wisseling van interglaciale en glaciale tijden zal daarentegen in tropische
streken vermoedelijk geen merkbaren invloed op de fauna gehad hebben, zoodat,
wat dat betreft, het onderzoek in tropische streken een hulpmiddel zal moeten
ontberen, dat buiten de tropen beschikbaar is. Alles te samen genomen, zullen de
strandverschuivingen tengevolge van het groeien en weer verdwijnen der polaire
ijskappen in tropische streken echter zooveel regelmatiger blijken te zijn en zooveel
minder gewijzigd door andere invloeden dan daarbuiten, dat onderzoek in tropische
streken, althans voor de hoofdlijnen van het verschijnsel, verre de voorkeur verdient
boven dat in gematigde streken.
onderzeese!) relief en de verspreiding der koraalriffen in verband met
den plistoceenen ijstijd te beschouwen.
Het stabiele en het labiele gedeelte van den Oost- Indischen archipel.
li) den Oost-Indischen archipel kan men twee tegengestelde gebie-
den onderscheiden, een met opvallend rustig en gelijkmatig onder-
zeese!) i’elief en een tweede met opvallend onrustig onderzeese!) relief.
Deze beide gebieden zijn in de nevensgaande scliets (Fig. 1) onder-
scheiden. Tot de zeeën niet rustig boderarelief behooren de Soenda-
zee en de Sal)Oe!-bank, tot die met onrustig boderarelief alle overige
zeeën van den Oost-lndischen archipel.
Merkwaardig is, dat deze tegenstelling )-eeds in het jaar 1845 aan
W. Eahi.e *) is opgevallen. Hij noemde het Soenda-plat de Great
Asiatic bank e)) de Sahoel-bank de Great Australian bank. Hij merkte
de zeei' gelijkmatige gemiddelde diepte van de zee boven die banken,
door hem op 30 vaam gesteld, op en vestigde de aandacht op het
feit, dat het karakter van het land en van de kusten, die die banken
o)ngeven, ot)deiling overal groole ovei-eenkomst vertoont en sterk
afwijkt van dat der overige landstreken in den Oost-lndischen archipel.
Verbeek heeft het eerst in zijn Moiukken verslag*) deze beide
gebieden geologisch tegenovei- elkaai- gesteld en, uitgaande van eenigs-
b W. Earle. . On the Physical Structure and Arrangement of the islaiids of
the Indian Archipelago. Journ. Royal Geogr. Soc. XV. p. 358, 1845.
Earle zegt 1. c. op pag. 359:
These banks which extend from the continenis of Asia and Austraüa form very
remai’kable features in the geography of this part of the world, and, as such, are
deserving of more attenllon than has hitherto been bestowed upon them, since
it wilt be found that a!l the counhies lying upon these banks partake of the
character of the continents to which they are attached ; whüe those which are
situated on the deep sea which separates them are ail of comparatively recent
volcanic formation, witli the exceptioo of a few small coral islands, which, in all
probability, are constructed upon the summits of submerged volcanoes. The depth
of water on these banks averages about 30 fathoms, deepening rapidly as the
edge is approached, and shoaling gradually towards the land. It will be seen that
the one 1 have termed the Great Asiatic Bank extends into the Archipelago from
the soüth-eastern extreme of Asia to a distance of nearly 1000 miles, in fact to
within 50 miles of Gelebes, and i strongly suspect that it will be found to extend
to the south-western extreinity of that island also ; but as there is a space of
nearly 30 miles across which no soundings have been carried, I have preferred
reducing the bank to the limits for which we have actual data.
R. D. M. Verbeek. Moiukken verslag. Geol. verkenningstochten in het
oostelijke gedeelte van den Ned O.-I. Archipel. Jaarb. v.h. Mijnwezen XXXVll,
p. 797 en volg. 1908.
507
zins andere geologische opx atlingen, is lielzelfde door sclirijver dezes '),
in het jaar 1912 gedaan.
De jongste geologische geschiedenis van den Oost-Indischen Archipel
leert dan, dat de twee eerstgenoemde ondiepe zeeën of platten deel
uitmaken van grootere gebieden, die in den laatsten tijd, althans na
het plioceen, stabiel zijn gebleveit en zich dus geologisch gesproken
,, continentaal” hebben gedragen, terwijl alle andere deel nitmaken
van bewegelijke strooken of geosynclinalen, die iii dienzelfden tijd
zeer actief zijn geweest.
In den Oost-Indischen archipel komen dns naast elkaar deelen
van de aardkorst voor, die zicli tektonisch in den jongsten tijd zeer
verschillend hebben gedragen ; in de stabiele of passieve gedeelten
zullen de gevolgen van de schommelingen van den zeespiegel in
verband met den ijstijd ongewijzigd waarneembaar zijn, in de labiele
of actieve gedeelten zullen die .schommelingen even goed hebben
plaats gehad, maar de sporen er van zullen alleen waarneembaar
zijn, waar zij niet uitgewischt of al te zeer gewijzigd zijn dooi-
de gevolgen van diastrophisme, of anders gezegd van de orogenetische
bewegingen van het land. Dit is een zeer gunstige omstandigheid,
daar zij gelegenheid geeft de theorie, waar het om gaat, op allerlei
wijze aan een toets te onderwerpen.
De wijze van ontslaan der Soenda-zee.
In het jaar 19J6 bracht schrijver dezes hel ontstaan van de boven-
genoemde merkwaardige ondiepe zeeën van rustig relief en gelijk-
blijvende diepte, de Soenda-zee of het Soenda-plat en de Sahoel-bank,
in verband met den plisloceenen ijstijd") en dal denkbeeld zal in
hetgeen volgt thans nader worden ontwikkeld.
Ondersteld wordt, dat de Soenda-zee evenals ook de Sahoel-bank,
gedurende den tijd van rijzing van den zeespiegel tengevolge van
het afsraelten der groole ijsbedekkingen uit den ijstijd, door onderloopen
van een laag land zijn ontstaan.
De uaam Soenda-zee wordt hier gegeven aan de ondie[)e zee
tusschen Malakka, Snmatra en Java aan de ééne zijde en Borneo
') G. A. F. Molengraaff. De jongste bodem bewegingen op het eiland Tirnor
en hunne beteekenis voor de geologische geschiedenis van den O.-l Archipel.
Verslag. Afd. Nat. d. Kon. Akad. van Wet. Amsterdam, XXI. p. IBO en volg. 1913.
*) G. A. F. Molengraaff. Het probleem der koraaleilanden en de isostasie.
Versl. Afd. Nat. d. Kon. Akad. v. Wet. Amsterdam. Dl. XXV p. 217, 1916
f*J. WiNG Easton ging in 1919 van een soortgelijken gedachtegang uit bij zijn
besprekingen over bet ontstaan der tinertsbeddingen in Nederlandsch Indië. Zie:
Het ontstaan der tinertsbeddingen in Indië. Weekblad de Ingenieur, 12 Maart 1919.
508
aan de andere zijde, welke de geheele Java-zee en het zuidelijkste
deel van de Chineesche zee omvat. Deze zee heeft thans geen
afzonderlijken samenvattenden naam, maar maakt zoowel geografisch
ais genetisch een niet wel deelbaar geheel uit. Nikrmkyer heeft
reeds in 1911 aan den bodem der ondiepe zee tusschen Snmatra,
Java en Borneo den naam Soenda-plat *) gegeven. Ik sluit mij daar
bij aan, maar breid dien naam uit tot het geheele plat, dat ontstaan
is door onderloopen van alle schiervlakten van het nader te defi-
nieeren Soenda-land, die gevormd waren gedurende de tijdperken
van verlaging van den zeespiegel gedurende de plistoceene glaciaal-
tijden.
De wijze van ontstaan van dat lage land kan men zich ais volgt
\oorstellen.
Voor den aanvang van het plistoceene tijdperk, dus tegen het
einde van het plioceen, werd, wat nu de Soenda- zee is, vermoedelijk
ingenomen door vrij laag land of door een eilandengroep. Men mag
zich daarvoor voorstellen een onvolkomen ontwikkelde schiervlakte,
die ten deele tot geringe diepte door de zee was bedekt. *)
Bij het begin van den plistoceenen tijd tiok de zee zich ten gevolge
van den gi’oei der ijsbedekkingen terug en dit gebied werd daardoor
een aaneengesloten land, het Soenda-land, dat met de hedendaagsche
eilanden Snmatra, Borneo en Java een geheel nitmaakte en zich
over het algemeen niet hoog, maar toch gemiddeld wel meer dan
70 M. boven den zeespiegel verhief.
In den plistoceenen tijd volgde er een tijdperk van langdurige
erosie, een erosie, die verlevendigd en bijzonder krachtig was
geworden door de verlaging van het eindvlak ; er vormde zich
dientengevolge een uitgebreide schiervlakte, waaruit alleen de
terreinen, die het meeste weerstand boden, als heuvels, zoo-
genaamde monadnocks . of hardkoppen uitstaken. Deze groote
schiervlakte werd naar Zuid, Zuidwest en West begrensd door
de deels vulkanische, deels niet vulkanische bergketenen van Java
en Snmatra, naar Noord resp. Noordoost door de granietkern,
het hooge plateauland en de ketengebergten van Borneo. In die
groote schiervlakte vereenigde zich waarschijnlijk al het water,
1) J. F. Niermeyer. Barrière-riffen en atollen in den Oost-Indischen archipel.
Tijdschr. Kon. Ned. Aardr. Gen. 2. XXVIll p. 880, 1011.
2) Krümmel heeft dit plat de Borneo Javaschelf genoemd. Hij geeft voor de
uitgebreidheid het cijfer 1.850.000 K.M^. bij een zeediepte van 50—100 M. Zie
O. Krümmel, Handbuch der Ozeanographie 1, p. 113, 1907.
Uit de tot nu toe bekende geologische gegevens is deze onderstelling niet te
bewijzen, maar die gegevens zijn evenmin met onze onderstelling in strijd.
509
dat van die beide berggebieden in naar elkaar toegekeerde rich-
tingen afstroomde, tot eenige groote stroomen. Een dier stroomen
moet ergens in het gebied, waar thans de Java-zee zich uitstrekt,
zijn bed gehad hebben en, de schiervlakte naar Oost-Zuidoost ont-
waterend, zich ontlast hebben in het zuidelijkste gedeelte van de
straat Makassar. Door een tweeden stroom werd die groote schier-
vlakte waarschijnlijk naar Noord en Noord-Noordoost ontwaterd in
de richting van de Chineesche Zee.
. Het stroomgebied van die twee stroomen moet zeer groot geweest
zijn, n.1. ongeveer 1.285.000 K.M\ Zij moeten dus wanneer wij een
regenval aannemen, die met den tegen woord igen overeenkomt ^),
2.7 M. per jaar, =h 1156 K.M* water naar zee hebben afgevoerd,
d. i. ongeveer het dubbele, van wat de Missisippi (552 K.M’) afvoert,
in wier stroomgebied, dat veel grooter is (3.6184.640 K.M’.), de
gemiddelde regenval gering is en op ruim 52 cM. mag geschat worden.
Men mag verwachten, dat deze rivieren zich trots hun gering
verval door hun groote watermassa in de schiervlakte diep zullen
hebben ingesneden en hun bed tot beneden den zeespiegel zullen
hebben uitgeschuurd. Zoo met» in aanmerking neemt, wat hieromtrent
bij andere groote rivieren wordt waargenomen, mag men veilig
aannemen, dat de geulen van die rivieren in hun benedenloop in
de schiervlakte minstens 10 — 15 M. diep zullen geweest zijn.
Na afloop van den ijstijd begon de zeespiegel, naarmate de ijs-
massa’s op hoogere breedten wegsmolten, geleidelijk weder te stijgen.
In het Soenda-land werkte thans alles samen voor het intreden
van optimale condities voor platvorming. Diastrophisrne in tertiairen
tijd had een periode van sterke erosie en dus snelle ontwikkeling
van het gradatievlak voorbereid, het terugtrekken der zee bij het
begin van den ijstijd had door verlagitig van het eindvlak van
denudatie in denzelfden zin gewerkt, belemmerende factoren voor
platvorming waren er in het Soenda-land, dat sinds het einde van
het tertiaire tijdvak stabiel was, niet geweest, dit alles had sameti-
gewerkt om een gradatievlak, grootendeel als schiervlakte, van
buitengewone afmetingen te doen ontstaan. En juist toen die toestand
was ingetreden begon de zeespiegel te stijgen. Zeer nitgestrekte
landstreken kon de zee bij stijging bij haar gebied inlijven en tol
plat maken. De Soenda-schiervlakte liep onder, totdat de zee daarop
de tegenwoordige diepte van gemiddeld 50 Meter had bereikt.
Aldus o)itslond de tegenwoordige Soenda.-zee en het Soenda-plat, het
grootste en een der merkwaardigste platten der wereld.
') Aangenomen is, dat 1/3 van het water, dat in het stroomgebied viel, naar
zee werd afgevoerd, welke ruwe schatting voor dit geval toelaatbaar is.
510
De groote stroomen werden bedolven en al liun zijtakken werden
tot zelfstandige rivieren, die thans in de Soenda-zee uitmonden.
Verschillende dei- monadnocks werden door de zee omspoeld en tot
eilanden gemaakt, zooals Banka, Billiton, Singkep de Karimata-
eilanden, de Karirnoen-Djawa eilanden, Bawean, de Arendseilanden,
Klein- en Groot-Salembouv\ en tal van andere kleine eilanden.
De hier gegeven voorstelling moet beschouwd worden als een
sterk \ ereenvoudigde wedergave van hetgeen in werkelijkheid ge-
schied is; immers is de ijstijd niet één ei»kele koude periode geweest,
maar een opeenvolging van zulke perioden, afgewisseld door mildere,
interglaciale tijdperken en tengevolge daarvan moet in werkelijkheid
iets zijn gebeurd, dat veel iïigewikkelder is geweest dan hierboven
is geschetst. Men kan zich voorstellen, dat gedurende den eersten
glaciaaltijd de Soenda-schiervlakte nog slechts zeer onvolledig werd
gevormd, dat zij gedurende den eersten interglaciaaltijd door de zee
werd bedekt, dat de tweede glaciaaltijd haar wat volkomener maakte,
dat de tweede interglaciaaltijd haai' weder onder water zette, dat
in de daarop volgende glaciaaltijden dezelfde wisselingen zich her-
haalden, totdat de laatste glaciaaltijd de Soejida-schiervlakte tot die
volmaaktheid bracht, welke thans het relief van den bodem der
Soenda-zee ons doet kennen.
Vele eigenaardigheden van de Soenda-zee en de haar omgevende
kuststreken zijn met de hierboven gegeven voorstelling in overeen-
stemming of worden door haar op aannemelijke wijze verklaard.
Maar, alvorens deze verder na te gaan, is het noodig de volgende
twee vragen te beantwoorden.
i". hoe ver strekte zich het plistoceene Soenda-land uit? en 2“.
wat waren de grenzen van dat land ?
Het plistoceene Soenda-land.
Het samenvattende antwoord op de twee vragen is; Het Soenda-
land is dat gedeelte van de westelijke helft van den Oost-Indischen
archipel, dat bij het laatste maximum van glaciatie in plistoceenen
tijd zich boven deji zeespiegel verhief. Volgens onze onderstelling is
dit Soenda-land na dat laatste maximum van glaciatie tot op heden
door het stijgen van den zeespiegel tot ongeveer 72 M. hoogte door
de zee bedekt.
Het Soenda-land bestond uit Java met Madoera, Suniatra, Borneo,
Malakka en de tegenwoordige zee met haar eilanden om die
landen tot een diepte van 40 vaam (72 M.) zoodat de grenzen van
het plistoceene Soenda-land terstond uit de kaai-t (Fig. 1) kunnen
worden afgeleid. Evenwel geldt al wat hier gezegd wordt alleen
voor het gedeelte van het Soenda-land, dat sinds plistoceenen tijd
stabiel of orogenetisch niet actief is geweest; alleen voor dat ge-
deelte mag men de tegenwoordige isobaath van 40 vaam als kustlijn
gedurende het laatste maximum van glaciatie in plistoceenen tijd
aannemen. Het is dus om de uitbreiding van het stabiele of conti-
nentale gedeelte van het Soenda-land te leeren kennen nog noodig
de grens te weten tusschen het land, dat orogenetisch niet actief is
geweest sedert het eind van het plioceen en het land, dat zulks wel
is geweest. Op de kaart is die grens met veel voorbehoud door een
gebroken lijn aangegeven. Al wat daar binnen ligt is hel stabiele
gedeelte van het Soetida-land, wat ik het Soenda-land in engeren
zin wil noemen.
Tot dit stabiele Soenda-land behoort vooreerst al wat hierboven
Soenda-zee is genoemd, verder Horneo, waarschijnlijk met uitzonde-
ring van het noordelijkste gedeelte, Malakka en de oostelijke kust-
strook van Sumatra, hier en daar misschien een klein gedeelte van
de noordelijke kuststrook van Java en Madoera. Al het land gren-
zend aan den Indischen Oceaan, dat tot de groole Maleische geosyn-
clinaal behoort, valt buiten het Soenda-land in engeren zin. Dat
tektonisch actieve gebied is klaarblijkelijk de \ erlenging van de wes-
telijkste plooibundels van de Birrna-boog, thans nog orogenetisch een
der meest actieve gebieden der wereld. Het is )iiet mogelijk de grens
tusschen het stabiele en het labiele gedeelte van het vroegere Soenda-
land precies aan te geven ; waarschijnlijk is er geen scherpe en
blijvende grens, maar is deze veranderlijk. Ik ben geneigd de ge-
bieden die vulkanen bezitten, welke gesteenten van het atlantische
type leveren, ais de Moeriah, de Loeroes en de Ringgit, tot het
stabiele gebied te rekenen, omdat de Bawean-eilanden met hun
atlantische gesteenten stellig daarin liggen en omdat de vulkanen
der Maleische geosynclinale, evenals die van nagenoeg alle andere
geosynclinalen op aarde, overigens uitsluitend gesteenten van het
pacitische type hebben aan de dag gebracht, maai' het is onvermij-
delijk de grens tusschen het stabiele en het labiele gebied dan zulk
een verloop te geven, dat de twee gebieden in Oost-Java hier en
daar in elkaar grijpen. Misschien worden daardoor de juiste ver-
houdingen wel zeer goed weergegeven. De Sibbaldsbank, de Kaloe-
Kaloekoeang-bank, de Laarsbanken, de Bril, de Paternoster-eilanden
en de Postiljons-eilanden, thans alle koraaleilanden en misschien ook
het Spermonde-plat en een deel van Zuid-Celebes vormden naar mijn
meening in plistoceenen tijd eilanden, die tot het stabiele Soenda-
land behoorden.
5J2
Wat zijn nu de eigenaardigheden die bekend zijn van de tegen-
woordige Soenda-zee, haar eilanden, en haar kuststreken?
De tegemnoordige Soenda-zee.
a. Algemeen relief van den bodem der Soenda-zee en der kaar
omgevende kuststreken.
De Soenda-zee heeft een opvallend gelijkmatige diepte, gemiddeld
is deze 40 — 45 Meter en zelden gaat zij 50 Meter te boven. Het
ondiepst is het gedeelte, waar de eilanden Banka en Billiton liggen,
een diepte van meer dan 20 vaam wordt daar slechts op enkele
plaatsen aangetroffen.
Behalve in enkele geulen worden grootere diepten dan 23 vaam
(i'uim 50 Meter) alleen gevonden in het uiterste oostelijke deel,
waar op de Borneo-bank de diepte naar de veel diepere Sti-aat van
Makassar langzaam toeneemt, en weder in het noordelijke deel,
waar hetzelfde geschiedt naar het diepere bekken der Chineesche
Zee, en eindelijk in de nabijheid van Straat Soenda, die zich als
een diepere geul onderzeesch als ’t ware nog een eind weegs in de
Java-zee voortzet. Het meest opvallende kenmerk van de Soenda-zee
of het Soenda plat is dus zijn gelijkblijvende diepte,
effenheid van zijn bodem. Zulk een onderzeesch relief is juist, wat
zou ontstaan, indien deze zee ware gevormd door onderloopen van
een groote schierv lakte. De bijzonderheden van dit relief zijn ook
zeer begrijpelijk, zoo men aanneemt, dat die schiervlakte naar de
Bali-zee en naar de Chineesche Zee ontwaterde en dat een baai, de
tegenwoordige Straat Soenda, van uit den Indischen Oceaan een
eindweegs er in greep.
Het kustland van Borneo tot eenige honderden kilometers land-
waarts in is zeer weinig geaccidenteerd en hetzelfde geldt voor de
kuststreek van Oost-Sumatra en voor de eilanden in de Soenda-zee,
als bijv. Banka, Billiton, Singkep, enz. Het grootste gedeelte van al
dat land draagt het karakter van een schiervlakte en verheft zich
slechts weinig boven den zeespiegel, terwijl hier en daar heuvels,
bestaande uit gesteenten, die tegen erosie meer weerstand biedend
zijn, meestal met zachte glooiingen uit het lage terrein zich verheffen.
Alleen voor de kuststrook van Java, op welk eiland vulkanische
werkzaamheid het land telkens van vorm deed wijzigen en ophoogde,
geldt deze beschrijving in mindere mate.
De zeer weinig geaccidenteerde oppervlakte van den bodem der
1) Inderdaad is al dat land te zamen het nog niet door de zee overstroomde
deel der groote schiervlakte, die in plistoceenen tijd is gevormd.
513
Soenda-zee zet zich als ’t ware voort op het omringende land. Langs
de kust van West-Borneo zon een terugtrekken van de zee tot een
diepte van niet meer dan 10 vaam talrijke eilanden met de kust
verbinden en de nog bestaande schiervlakte van West-Borneo met
haar eigenaardige zacht glooiende monadnocks sterk vergrooten, zonder
dat dan eenig kenmerk in het terrein zou kunnen doen onderscheiden,
wat nimmer zee was geweest en wat zoo juist weer tot land zou
zijn geworden.
Alle eilanden in de Soenda-zee, zooals bijv. Billiton en Singkep,
vertonnen zoo sterk het beeld van terreinen, die door de aanwezig-
heid van talrijke hardere kernen iets in rijpheid van erosie bij hun
omgeving zijn ten achteren gebleven, dat als vanzelf het denkbeeld
opkomt West-Borneo met Bangka, Billiton enz. te verbinden en het
geheele gebied der Soenda-zee op te vatten als een ondergedoinpelde
schiervlakte, uit welke de tegenwoordige eilanden als meer weer-
stand biedende kernen zich eenigszins verhieven, toen in plistoceenen
tijd de zeespiegel lager lag.
h. Aard van dm bodem, der Soerida-zee.
De bodem van de Soenda-zee is zeer modderig; de groote meer-
derheid der loodingen, die in deze zee verricht zijn, geeft als aard
van den ondergrond slib of modder aan, terwijl schelpen en koraal-
fragmenten slechts zelden vermeld worden. Dit kan in een ondiepe
zee, zooals de Soenda-zee is, niet wel verklaard worden door den
invloed der rivieren, die thans in haar uitmonden. Immers brengen
deze wel een groote hoeveelheid slib in die zee tot op vrij grooten
afstand van de kust, maar zeer waarschijnlijk nei’gens verder dan
60 K.M. uit den wal. In Februari 1894 vond ik bij hoog water
voor de mondingen der Kapoewas in West-Borneo de uiterste grens
van het modderige rivierwater tot op 50 K.M. buitengaats. ') Zoo
men bedenkt, dat het modderige zoete water, zeer langzaam zee-
waarts uitwiggend, op het zwaardere zeewater drijft, en in zeewater
de bezinking meer dan tienmaal sneller geschiedt dan in zoet water,
kan men zeker zijn, dat slib niet veel verder dan tol die 50 — 60 K.M.
van de kust tot bezinking komt.
Neemt men verder in aanmerking, dat de Kapoewas en de Barito
de grootste en slibrijkste rivieren zijn, die in de Soenda-zee uitmonden,
dan zal men stellig geen fout begaan door te zeggen, dat de grens,
tot waar slib in de Soenda-zee bezinkt, ligt tusschen de strandlijn
en een afstand van ± 60 K.M. uit den wal.
De kaart leert, dat de bodem echter in de geheele Soenda-zee
■) Die grens ligt daar uiterlijk 62 K.M. uit den wal.
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Di. XXVlll. A". 1919/20.
34
514
overal, dus tot op afstanden van 100 K. M, en meer van de naastbij
gelegen kust, uit slib bestaat.
Ziet men in de Soenda-zee een verdronken schiervlakte, dan is
het zeer begrijpelijk, dat de zee, toen zij zacht en allengs, zonder
het zwakke relief vee! te wijzigen, die vlakte overstroomde, overal
een bodem van slib vond en dezen tot den haren moest maken.
Juist die slibbigheid van den bodem en de nog altijd sterke invloed
van het zoete water der vele rivieren, die in de wordende zee
uitmondden, belemmerden de snelle verspreiding van zeedieren, met
name van koralen, en daardoor werd de aard van het bodemslib
door de mariene invasie weinig veranderd.
Men mag de slib, die bijna alle loodingen in de Soenda-zee als
het hoofd bestanddeel van den bodem hebben leeren kennen, beschou-
wen als een slib of modder, gevormd gedurende de lange periode
van erosie en fluviatiele sedimentatie, toen de schiervlakte werd ge-
vormd of ten deele reeds was gevormd.
c. Geen sporen van opheffing.
De kusten der eilanden, die de Soenda-zee orageven of er uit
oprijzen, vertoonen geen sporen van opheffing van eenige beteekenis.
Zoo men in aanmerking' neemt, dat in streken, waar rifbou wende
koralen aan de kust leven — en dat geldt voor de Soenda-zee, al
is deze vergeleken met de zeebekkens der Molukken arm aan rif-
bou wers — , iedere opheffing van het land (of daling van den zee-
spiegel) zich bijna onfeilbaar verraadt door he! boven water komen
en bewaard blijven — althans geruimen tijd — van rifkalken, dus
door de zoogenaamde opgeiieven koraal-rifFen, dan is het duidelijk,
dat men het recht heeft uit het ontbreken van zulke kenmerken
bijna overal aan de kusten van de Soenda-zee, de gevolgtrekking
te maken, dat in den jongsten geologischen tijd aan de kusten der
Soenda-zee althans geen negatieve strandverschuiving van eenige
beteekenis heeft plaats gehad.
d. Sporen van daling-, verdronken en verzonken rivieren.
Aanduidingen van daling van die kusten of, wat in dit verband
hetzelfde is, van rijzing van den zeespiegel, zijn er daarentegen wel.
De wijze, waarop de groote slibrijke rivieren van Snmatra en van
Borneo in zee uitmonden, is kenmerkend. Zoowel het ontbreken van
delta’s als het aanwezig zijn van wijde, trechtervormige mondingen
— zeer opvallend bijv. bij de Sampit — en van groote diepten in
den benedenloop der rivieren wijst op positieve strandverschuiving.
Slechts één rivier, de slibrijkste van alle, de Kapoewas, heeft
515
het tot het vormen van een delta, die echter bijna niet in zee
nitsteekt, gebracht.
Voorts zijn de sporen der rivieren van de Soenda-schiei vlakte, die
door de rijzing van den zeespiegel zijn ontleed en verdronken, duidelijk
waarneembaar. Op het eiland Singkep heeft de exploitatie van het
tinerts zulke verdronken rivieren doen kennen. (Zie tig. 2). Hel is
daar gebleken, dal het tinerts, dat in de diepste gedeelten van het
allnvinm der rivieren Dabo en anderen door het stroomend water
is afgezet, zich nog ovei’ aanzienlijken afstand in zee voortzet en
dat de geulen van de Dabo en andere rivieren daardoor nog tot een
afstand van omstreeks 1500 Meter nit den wal te vervolgen zijn.
Bij één dier rivieren, de Djangkang, ligt het benedenste tinhoudende
gedeelte van het rivieralluviurn thans op ongeveer 17 M. beneden
den zeespiegel. De rivierafzettingen zijn daar op den afstand van
1300 M. uit den wal ongeveer 10 M. dik, terwijl de zee daarboven
Fig. 2. Naar een kaart in het bezit van de directie der Singkep Tin Maatschappij.
34*
516
7 M. diep is. De exploitatie vaji het zoogenaamde zeetin bij het
eiland Singkep heeft de geleidelijke voortzelting van een aantal
rivierdalen onderzeesch met stelligheid aangetoond.
Door daling van het land of rijzing van den zeespiegel, maar ook
daardoor alleen, is dat verschijnsel gereedelijk te verklaren. Ik meen
te mogen voorspellen, dat ook bij andere tin-eilanden in de Soenda-
zee, met name bij Bangka en Billiton, het bestaan van dergelijke
tinertsafzettingen onder den zeespiegel in de stroomgeulen van ver-
dronken rivieren zal kunnen worden aangetoond. Het is zeer wel
mogelijk, dat, evenals dit thans bij het eiland Singkep reeds het
geval is, de exploitatie van zulk zeetin ook bij Bangka en Billiton
een belangrijke oeconomisclie beteekenis zal kunnen verkrijgen.
Niet altijd behoeven de stroomgeulen der verzonken rivieren thans
in zee te liggen; zij kunnen ook nog in het land, maar dan in een
zoo laag niveau liggen, dat zij bij den tegen woordigen stand van
het eindvlak van denudatie (de zeespiegel) nimmer tot zoo diep door
de erodeerende werking van het water kunnen uitgeschuurd zijn.
Zulke abnormaal diep liggende stroomgeulen heeft de exploitatie
van het stroomtin zoowel op Bangka als op Billiton leeren kennen.
Verbeek ’) vermeldt hiervan verscheidene voorbeelden, waarvan ik
hier zal noemen :
Op het eiland Bangka, de plistoceene geul van het riviertje Krasak
in het district Pangkalpinang, die minstens 16 M. diep beneden de
bedding van den tegen woordigen waterloop is ingesneden, het oude
bed van het riviertje Paiidji in het district Blinjoe, dat 9.25 M.
beneden het tegenwoordige bed en niet veel minder beneden den
zeespiegel ligt, het oude bed der (nat-rivier in het district Soengeiliat
dat in haar benedenloop 13—19 Meter onder haar tegenwoordige
bed en ongeveer even veel beneden den zeespiegel ligt ;
op het eiland Billiton het oude bed van de Sidjoek-rivier, dat, bij
mijn N*. 30, 6 — 11 Meter dieper ligt dan het tegenwoordige, een
zijtakje van de rivier Moensang in het district Manggar, waarvan
het bed tot 5 M. diepte met afzettingen gevuld is, verscheidene oude
riviergeulen nabij de plaats Manggar, waarin de benedenste afzet-
tingen, die het tinerts bexatten, in diepe koilings zijn ontgonnen en
veelal ondei- den tegen woordigen zeespiegel liggen, hij de mijn N“. 30
bijv. niet minder dan 6\/, Meter.
In verband met het voorkomen dezer verzonken en verdronken
stroomtinertsafzettingen zij nog iets opgemerkt omtrent den invloed
der zee, met name der brandingsgolven, op de niet samenhangende
') R. D. M. Verbeek, Geol. Beschrijv. van Bangka en Billiton. Jaarb. van het
Mijnw XXVI, p. 143—156, 1897.
517
zoetwaterafzeUingen, gedurende het tijdperk van stijgen van den zee-
spiegel, dus van onderloopen van de Soenda-schiervlakte. Hoewel in
die aanvankelijk zeer ondiepe zee met zwakke getijden de werking
der brandingsgoiven het algemeen bodemrelief niet veel zal hebben
kunnen wijzigen, zullen die onsamenhangende afzettingen toch
zeker wel min of meer oingewerkt zijn. Wat de tinertseilanden
betreft, is het mijn meening, dat zoowel gedurende het tijdperk van
stijgeti der zee na het plistoceen als gedurende de periodes van
kleinere schommelingen van den zeespiegel in recenten of subrecenten
tijd zoowel de stroomtinertsafzettingen als de eluviale afzettingen
door het zeewater min of meer kunnen zijn oingewerkt en vooral
wat de laatste betreft, daarbij kunnen zijn geconcentreerd. Als zulke
door de zee betrekkelijk kort geleden omgewerkte tinerisafzettingen
meen ik die te mogen beschouwen, welke even boven den zeespiegel
op het eiland Singkep langs het strand ten Westen van de hoofd-
plaats Dabo werden aangetroffen maar thans uitgewerkt zijn (zie fig. 2)^).
Gaat het bij de eilanden Singkep, Hiiliton en Bangka slechts om
betrekkeiijk kleine rivieren uit het heuvelland van het vroegere Soenda-
land, er bestaat reden te mogen verwachten, dat ook de geulen der
groote stroomen, die het Soenda-land ontwaterden en in de Soenda-
schiervlakte hun beddingen hadden ingesneden, bij het geleidelijk
overstroomeii dier vlakte ten gevolge van de rijzing van den zee-
spiegel wel ten deele zullen zijn toegeslibd, maar toch nog niet geheel
zullen zijn verdwenen. In dat geval zon de mogelijkheid bestaan
hun verloop te kunnen aflezen uit het verloop der isobathen in de
tegenwoordige Soenda-zee.
Evenwel zijn de isobathen, zooals die op de zeekaarten voorkomen,
geconstrueerd uit een beperkt aantal loodingen, die zelfs in zeer
gunstige gevallen nog wel ongeveer een kilometer uit elkaar liggen ^).
Bovendien zijn die loodingen verricht ter wille der belangen der
scheepvaart en hebben deze altijd veeleer ten doel gehad de ondiepe
punten dan wel de diepere plaatsen of geulen te leeren kennen en
op de kaart weer te geven.
Raadpleegt, men nu de bestaande kaarten’) en de minuutbladen,
Eene samenvatting van discussies, gevoerd over de wijze van ontstaan der
tinertsafzettingen en over de rol van het zeewater daarbij vindt men in een artikel,
dat gedurende het ter perse zijn van dit opstel is verschenen, getiteld: J. Rueb.
Onstaan der alluviale tinertsafzettingen van Banka en Billiton. De Ingenieur
35e Jaargang p. 21, 1920.
Dit geldt voor de vrij goed afgeloode gebieden der wereld, w'aartoe slechts
enkele gedeelten van den O. I. archipel behooren.
'*) De kaarten, die in den handel zijn, geven slechts een deel der verrichte loodingen
aan ; het totaal daarvan is te vinden op de minuutbladen, die bij de afdeeling
518
dan blijkt het inderdaad mogelijk daaruit iets, doch niet zeer veel,
af te leiden omtrent het verloop der groote rivieren in de plioceene
Soenda-schiervlakte. Vooi'eerst blijkt, dat in deze Soenda-schiervlakte
de hoofd waterscheiding tusschen de Bali-zee en de Chineesche-zee
heeft geloopen van Snmatra over de tegenwoordige eilanden Bangka,
Billiton, door de sti-aat Karimala, en verder over de Kariinata-eilanden
naar Borneo. Wij zullen haar de Karimata-waterscheiding noemen.
Verdei' is uit het verloop van de isobaath van 40 vaam op te maken,
dat van uit de Chineesche zee een baai (zie fig. 1) diep in het land
ingreep tusschen de eilanden Groot-Natoena en Soebi. Die baai is
aanvankelijk wijd, maar versmalt zich zuidwaarts en gaat over in
een grooten stroom, die, uit het Zuiden komend, er zich in ontlastte.
Die stamrivier liep ten Westen van de Tarnbelan-eilanden en juist
langs de Badas-eilanden en is zuidwaarts tot nabij Pedjantan
duidelijk te vervolgen.
Deze gi’oote riviei-, die de geheele Soenda-schiervlakte ten Noorden
van de Karimata-waterscheiding ontwaterde, nam vermoedelijk als
voornaamste rechter zijrivieren de Kapoewas en de Sambas in zich
op, en als voornaamste linker zijrivieren de Moesi en de Djambi,
die zich evenwel misschien al tot één stroom vereenigd hadden, voor
zij den hoofdstroom bereikten. De onderzeesche voortzetting van de
Kapoewas is zwak aangeduid als een geul, gelegen in het verlengde
van den Poengoer-arm, terwijl direct langs de noordwestkust van
Bangka een geul met diepten van 20 tot 25 vaam het vroegere
stroombed van de Moesi aangeeft. De Kapoewas-geul is op de
bestaande kaarten niet verder dan tot P. Datoe, de Moesi-geul niet
verder dan tot de meridiaan van de noordpunt van Bangka te vervolgen.
De gegevens, aan de kaarten ontleend, maken dus slechts waar-
schijnlijk, dat de Kapoewas en de Moesi zich in den hoofdstroom
ontlastten op de wijze, zooals op kaart 1 is voorgesteld. Bewijzen
doen zij het niet.
Var) de Indiagiri en de Kampar is het onzeker, langs welken
weg zij den genoemden hoofdstroom bei’eikten ; alleen wettigt ons,
wat van het tegen wooi’dige onderzeesche reiief bekend is, aan te
nemen, dat van straat Sit)gapoi‘e oostwaarts een stroomgeul in de
richting van de Victorj e)i Barren eilanden veidiep welke zich van
daar tot in den hoofdstroom laat vei'volgen.
Het water van de Siak-rivier en een deel misschien ook van dat
hydrographie van het Departement van Marine berusten. Met dankbaarheid maak
ik hier melding van de welwillende wijze, waarop de directeur dier afdeeling, de
Kapitein ter Zee Phaff, mij inzage van de minuutbladen heeft gegeven.
519
der Kaïnpar-rivier ontlastte zich door de straat van Malakka, in welke
straat de isobaath van 40 vaam de aanwezigheid van een diepe baai
van uit het Noordwesten aanwijst, in welke do rivieren van een deel
van het toenmalige Malakka en Noord-Snmatra uitmondden.
Ten Noorden van de Kaïrgean-eilanden greep insgelijks een diepe
baai, de oostbaai, van nit de Bali-zee in het Soenda-land in. In die
baai mondde een groote stroom uit, die door het verloop der isobathen
van 40 en meer stroomopwaarts van 37 en 35 vaam over een afstand
van omstreeks 350 K.M. eenigszins te x ervolgen is, en wel van een
punt ten Noorden van de Karimon-djawa eilanden in oostelijke
richting, Noord langs Bawean en vervolgens zuidoostwaarts naar
de reeds genoemde oostbaai.
Deze groote stroom werd gevormd door de vereeniging der rivieren van
het deel van het Soendaland, dat ten Zuiden van de Karimata- waterschei-
ding was gelegen. Men mag aannemen, dat hij aan zijn linkerzijde,
het watei' van de Koemai, de Sampit, de Katingan, de Kahajan,
de Kapoewas Moeroeng en de Barito in zich heeft opgenoraen. Een
gedeelte van de verdronken Sampit rivier ter lengte van 65 K.M.
is nit de isobaath van 10 vaam goed af te lezen. De Kahajan en de
Kapoewas Moeroeng .vereenigden zicii waarschijnlijk niet ver zuid-
waarts van hun tegenwoordige monden en die vereenigde rivier
ontlastte zich ongeveer 60 K.M. meer stroomafwaarts in de Barito.
De Barito stroomde in de Soenda-schiervlakte waarschijnlijk in
zuidelijke richting ten Westen van de Arends eilanden en Groot
Salembouw en ontlastte zich daarna in de groote Oost-baai. Meer
kan men omtrent het verloop van deze thans verdronken slroom-
loopen niet uit de kaarten afleiden,
Op eenigen afstand van de noordkust van het tegenwoordige eiland
Java liep vermoedelijk ook een aanzienlijke stroom, die stellig wel
door vele zijrivieren, op het bergland van Java ontspringend, moet
zijn gevoed.
Eindelijk mag men waarschijnlijk het spoor van een groote rivier,
die in de richting van straat Soenda een deel van het Soenda-land
ontwaterde, zien in een smalle diepte, die thans tusschen 30 en 40
vaam onder den zeespiegel ligt en sterk gelijkt op het zeewaarts
verbreede deel van een verdronken stroom. Zij verloopt, zooals op
tig. 1 is aangegeven, juist ten Zuiden van de Hoorn-eilanden en
van P. Pajoeng en kan van daar noordoost waarts nog over een
afstand van 70 K.M. met nagenoeg gelijkblijvende diepte van onistreeks
30 vaam vervolgd woiden.
Er bestaan nog geen gegevens, waaruit men het verder verloop
van dezen stroom en van haar zijtakken kan afleiden.
520
e. Sporen van verjongde erosie in plistoceenen tijd. Eenige der
groote rivieren van Borneo bezitten, waar het lage land in het
heuvelland overgaat, terrassen. De rivieren hebben zich hier een
bed ingesneden in grint, vroeger door hen afgezet. Dat moet geschied
zijn in een tijd, dat de insnijdende werking der rivieren grooter
was dan nu, want tlians hebben zij dat bed weder grootendeels
met fijnere afzettingen, zand en slib gevnld. Deze oude grintterrassen
werden door mij waargenomen aan de Kapoewas bij Sintang, even
boven de samenvloeiing van die rivier met de Melawi en aan de
Katingan bij, en langs haar rechteroever ook nog stroomaf van, het
punt, waar de Samba zich in haar uitstort^). Bij Sintang werd nog
in het jaar 1894 goud gewasschen uit het grint van deze terrassen.
Ik ben geneigd aan Ie nemen, dat het grint van deze terrassen
door de rivieren werd afgezel in laat-plioceenen tijd en nog in den
aanvang \’an het plisloceen, toen in Borneo de denudatie nog lang
niet zoo ver was gevorderd als thans. Het ontstaan der terrassen
is dan zeer goed te verklaren, zoo men aanneemt, dat gedurende
den ijstijd het eindniveau van denudatie omstreeks 75 M. lager werd
gebracht; hierdoor werd het verval der rivieren vergroot en de
kracht tot erosie versterkt; zij groeven zich diepe beddingen in hun
eigen grintafzettingen, die gedurende de afwisselende perioden van
versterkte en verminderde erosie in de opeenvolgende glaciale en
interglaciale tijdperken ten slotte tot wijde dalen werden verbreed.
Thans ligt het eindvlak van denudatie weer ongeveer zoo hoog,
als bij den aanvang van het plistoceen, maar omdat intusschen
Borneo sterk gedenndeerd is en de erosie zoo sterk is voortgeschreden,
dat de toestand van rijpe erosie is bereikt, hebben de rivieren thans
op de plaatsen waar vroeger grint werd gebracht, nog slechts het
vermogen zand en slib af te voeren. De breede plistoceene dalen,
ingesneden in de grinttei-rassen worden thans langzaam met zand
en slib gevuld.
In den midden- en bovenloop van verscheidene der rivieren in
Sumatra, die aan de oostkust uitmonden, woiden juist zulke oude
grintterrassen gevonden.'; zij zijn vermoedelijk eveneens van plisto-
ceenen ouderdom en ontstaan door dezelfde oorzaken als die der
rivieren van Borneo, maar, aangezien Sumatra niet tot het stabiele
deel van het Soenda-land behoort, is het zeer wel mogelijk, dat
daar eigen orogenetische bewegingen van het land hebben mede-
gewerkt tot de wording dezer terrassen.
’ j G. A. F. Molengraaff. Geol. Verkenningstochten in Centraal Borneo p. 19 — 21
en p. 409 — 410, Leiden 1900.
521
De verspreiding en wijze van ontwikkeling der koraalrif en ; het
groots Soenda-harrüre-rif .
De verspreiding der koraalriffen in de Soenda-zee is eigen-
aardig. In de eerste plaats valt op, dat de Soenda-zee, die opper-
vlakkig besclioiiwd vooi- de ontwikkeling van koralen buitengewoon
gunstig gelegen schijnt te zijn, over het algemeen genomen arm is
aan koralen. Aan de kusten, zoowel van Borneo, als van Sumatra
en Java, zijn koraalriffen zoo weijiig ontwikkeld, dat zij op de be-
staande hydrographisclie kaarten bijna nergens worden aangegeven.
Vrij van de kusten geldt hetzelfde; ook daar zijn koraalriffen er
zeldzaam. Dit is gemakkelijk te begrijpen, indien wij in het oog
houden dat de Soenda-zee krachtens haar hierboven geschetste wordings-
geschiedenis snel in vlakteuitgebreidheid moet zijn toegenomen
maar in den aanvang een zeer geringe diepte moet gehad hebben,
gepaard aan gering zoutgehalte en groot slibgehalte en dus een weinig
gunstig milieu moet geweest zijn vooi- de verspreiding van rif-
bou wende koralen.
Een uitzondering maken slechts het uiterste randgebied van de
Soenda-zee, namelijk daar, waar zij aan zeeën grenst, die reeds vóór
haar bestonden en van waar het water is toegevloeid, dat, door over-
strooming der schiervlakte van het Soenda-land, de Soenda-zee deed
ontstaan. In het randgebied, dat ik 0[) het oog heb, ligt de archipel,
waartoe de Natoena-eilanden behooren, welke rijk ontwikkelde strand-
riffen en eenige los uit zee oprijzende koraaleilanden bezit, verder
de archipel der Duizend-eilanden ten Noordoosten van straat Soenda
en ten slotte in het uiterste Oosten van de Soenda-zee de
Borneobank. Van uit die drie zijden is klaarblijkelijk de Soenda-zee,
die aanvankelijk zeer ondiep, modderig en door zoet water verbrakt
was, langzamerhand met koi-alen bevolkt, toen zij geleidelijk dieper,
helderder en zouter werd ; dat bevolkingsproces is waarschijnlijk nog
in vollen gang.
Meer nog dan deze kwestie van de geleidelijke verspreiding der
koraalfauna over het Soenda-plat trekt de volgende vraag onze
aandacht: waren langs de kust van het plistoceene Soenda-land kust-
ritfen ontwikkeld en zoo ja, wat is d'aarmede geschied bij de post-
plistoceene overstrooming van het land? Zijn de kustritfen wellicht
opgegroeid tot van hel land verwijderde ritfen, bijv. barrière-ritfen,
op de wijze zooals voor het eerst door Darwin in zijn klassiek werk
over het ontstaan van barrière-ritfen en atollen is aannemelijk
gemaakt? De kusten, waar het hier om gaat, zijn aangegeven op de
kaart (Fig. 1) door het \ erloop van de 40 vaam lijn vooreerst in de Zuid-
522
Chiiieesche zee, verder ten Noorden van Straat Soenda, dus in liet
bovenste deel van de Soenda-baai, die in bet plisloceene Soenda-land
ingreep en eindelijk naar bet Oosten tnsschen de Borneo-kust en
het zuidelijke deel van de straat van Makasser.
Uit bet verloop der diefiere isobatben bijv. die van 100 vaam of
van 200 M. blijkt dat voor de kust van bet Soenda-land in de
Cbineescbe-zee in plistoceenen tijd een nitgestrekt plat lag, waarop
de zee noordoostwaarts slechts zeer langzaam dieper werd en dat
vermoedelijk, wat de tegenwoordige zeebodem nog verraadt, zeer
modderig was, ook al, omdat waarscbijnlijk een of meer groote
rivieren \ an bet Soenda-land er op uitmondden. De voorwaarden voor
krachtige ontwikkeling van kustritfen waren bier derhalve ongunstig
en bet kan ons niet verwonderen dat wij van de vroegere kustlijn
thans slechts bier en daar uit een diepte van 40 vaam rifgroepen
tot nabij den zeespiegel oprijzend \inden. Toch is bet opvallend dat
de eenige vrij van land ontwikkelde riffen, die thans in de Zuid-
Cbineesclie zee worden gevonden, zich vrij wel houden aan de
op onze kaart aangegeven 40 vaam dieptekrornme, dus aan de
vermoedelijke kustlijn van bet ondergedompelde Soenda-land.
Het is moeilijk te beoordeelen, of langs een zoo bijzondere kust,
als bet boveneinde van de Soenda-baai moet geweest zijn, de voor-
waarden voor de ontwikkeling van kustriffen al dan niet gunstig
zijn geweest. Zooals hierboven reeds is opgemerkt, greep de Soenda-
baai reeds in plistoceenen tijd diep in bet Soenda-land in en vormde
zich jnist znid van de tegenwoordige Hoorn-eilanden en P. Pajoeng
tot een diepe genl, welke overging in den verwijden mond van een
stroom, die uit het Noordoosten kwam.
Opvallend is bet echter stellig, dat de sti'ook ten Noordoosten van
straat Soenda, waar dus vroeger bet boveneinde der Soenda-baai
lag, thans, in tegenstelling met alle andere deelen der Javazee, rijk
is aan echte koraaleilanden, die los van bet land zich uit een
diepte van 20 vaam of meer tot aan of nabij den zeespiegel verheffen.
Vele van deze, en dat geldt vooral voor die welke nit geringe diepte
oprijzen, zijn waarscbijnlijk jong en zijn ontstaan door de vereeniging
van kleine koraalvormingen, die op losse steenen afzonderlijk waren
ontwikkeld, zooals door Sluiter^) is aangetoond. Uit ondiep water
bijv. van 12 vaam diepte gaat bet opgroeien van nieuwe koraal-
eilanden o|) die wijze nog steeds door. Voor die eilanden echter uit
degroepder Duizend-eilanden, welke uit dieper water, van 40 vaam
0 C. Ph. Sluiter. Einiges über die Entstehung der Korallenriffe in der Javazee
und Branntweinsbai, und über neue Korallenbildung bei Krakatau. Nat. Tijdschr.
voor Ned. Indië XLIX p. 365 en volg. 1889.
523
diepte en meer, opiijzen, zooals bijv. P. Pajoeng en andere, aeht
ik het waarschijïilijk dat zij ontstaan zijn door opwaarts groeien
van riffen, die in de vroegere Soenda-baai aan de knst’van het plisto-
ceene Soenda-land vóór zijn onderdompeling reeds ontwikkeld waren.
Veel sprekender en ondubbelzinniger zijn de verhoudingen aan
de vroegere oostkust van het Soenda-land. Hier grenst het passieve
Soenda-land aan het tektonisch actieve gebied der Molukken-zee en
wel onmiddellijk aan de straat van Makasser, één dei' \ele diepzee-
troggen, die daar nog steeds dieper worden, terwijl andere deelen,
de tegenwoordige eilanden, zich nog sleeds verheffen. In plistoceenen
tijd was deze trog of sjncline (misschien een slenk) tusschen Borneo
en Celebes reeds in volle ontwikkeling en dus waren de voorwaar-
den voor de ontwikkeling van een plat aan de oostkust van het
Soenda-land (oen zeer ongunstig. De dalende zeebodem bracht
de sedimenten, die het Soenda-land aanvoerde, steeds in zoo diepe
niveau’s, dat het niet tot |)latvoimiing kon komen. Het Soenda-land
was daardoor naai- het Oosten begrensd door een diepe zee, de
tegenwoordige straat van Makassar, en zijn kust was daar steil. Een
plat was niet aanwezig. Dus ideale voorwaarden voor koraalont-
wikkeling: een diepe zee, stellig helder en zout water, althans op
eenigen afstand van de groole rivier of rivieren, die ten Noor'den
van Madoera stroomden en het Soenda-land in de i-ichting van, de
straat van Makasser ontwaterden, een flinke branding en een steile,
ten deele stellig rotsachtige kust. Geen wonder, zoo langs deze
kust een levenskrachtig rif zich ontwikkelde.
En wat zien wij thans?
Op den uitersten oostelijken rand van het Soenda-plat, de zoogenaamde
Borneo-bank, staat een rif (Fig 3) als een smalle, op vele plaatsen
onderbroken muur oprijzend van uit een diepte van 70 tot 90 M. tot aan of
nabij de oppervlakte der zee. Landwaarts van dit rif, op het Soenda-
plat, neemt de zeediepte van af 70 M. slechts zeer langzaam af;
zeewaarts, naar de straat van Makasser, neemt de diepte zeer snel,
plaatselijk wellicht bijna loodrecht, tot 200 M. en meer toe, zoodat
op een afstand van eenige kilometers van het rif reeds diepten van
meer dan 1000 Meter voorkomen. Dit rif staat op den rand van het
plistoceene Soenda-land ; het was in plistoceenen tijd vóór het af-
smelteji van het ijs in hoogere breedten een strandrif van dat Soenda-
land en naarmate de Soenda-schiei'vlakte na plistoceenen tijd door
de zee werd overstroomd, bouwden de koralen het i'if opwaarts tot
zijn tegenwoordige gedaante. Dat rif is dus een echt barrière-i-if, om
het onder het w^ater verdwijnende vSoenda-land opgegroeid op de wijze,
zooals Dakwin zich de barilère-riffen in het algemeen gevormd denkt.
524
Alleen maakt dat rif op liet eerste gezicht niet terstond den indruk
van een barrière-rif, omdat het land, waartoe het behoort, op zoo
onregelmatige wijze en in verhouding tot de diepte van het water
over zoo buitengewoon grooten afstand is ondergeloopen. Gaan wij
meer in bijzonderheden het verloop van dit rif, dat het groote Soenda-
barrière-rif mag genoemd worden, na, zoo blijkt dat het begint bij
het Amboengi rif, dat tol de Kleine-Paternoster-eilanden behoort.
Deze groep van koraaleilanden, die zich in oost-westelijke richting
van Tandjong Aroe tot ongeveer 75 K.M. van de kust van Borneo
uitstrekt, mag misschien als de noordelijkste grens van het Soenda-plat
aan de oostkust van Borneo worden beschouwd. Het koraaleiland
Amboengi ligt ongeveer 120 K.M. ten Zuiden van den mond van de
Koetei rivier. Van het Amboengi-koraaleiland verloopt ons barrière-rif
in zuidoostelijke richting tot een punt tegenover en op gelijke breedte
met Tandjong Ongkona op Celebes. Op dat punt is het rif 230 K.M.
van de tegenwoordige kust van Borneo verwijderd, maar slechts
44 K.M. van de kust van Celebes. Ten Westen van het rif, in de
richting van Borneo, is de zeediepte nergens grooter dan 75 Meter,
aan de oostzijde van het rif, in de richting van Celebes, neemt deze
aanstonds tot 200, zeer sjioedig tot 1000 en verder tot 2385 Meter
toe. Van hier af verloopt het rif eerst in zuid-westelijke, daarna in
zuid-zuidwestelijke richting door tot ongeveer 5°40' Z.Br.
Een Vl ij goed aaneengesloten gedeelte van het rif, dat bij eb op vele
plaatsen droog loopt, ligt tusschen 4° 20' en 5° 30' Z.Br. Dat
gedeelte is op de zeekaarten als de Laurel-riffen onderscheiden. De
totale lengte van het Soenda-barrière-rif van Amboengi tot 5° 40'
Z.Br. is ongeveer 500 K.M. Verder dan 5° 40' is het rif op de
kaarten niet te vervolgen, maar ongeveer 100 K.M. verder in zuid-
westelijke richting begint het weer bij het Kwong-Eng-rif en het kan
van daar door een aantal koraaleilandjes tot bij de Kangeang-eilanden
ver\'olgd worden, ook hier weder de uiterste grens van het Soenda-
plat, dus van het overstroomde Soenda-land markeerend.
De gaping van ruim 100 K.M. in het rif vormt den ingang van
een grooten imham of baai, waarin zich vermoedelijk de groote
stroom of stroomen ontlastten, die in plistoceenen tijd het Soenda-
land in de richting van het zuidelijkste deel der straat van
Makasser ontwaterden. Het ontbreken van riffen wordt daardoor
gereedelijk verklaard.
Het groote barrière-rif') bezit volgens de zeekaarten talrijke onder-
1) Niermeyer heeft l.c. p. 884 en kaart XIII No. 2 reeds een deel van dit
groote rif als een barrière-rif opgevat en beschreven, maar m. i. het werkelijke
verband, dat er bestaat tusschen de genese van de Borneobank en van dit barrière-rif
524
Alleen maakt dat rif op het eerste gezicht niet terstond den indruk
van een barrière-rif, omdat het land, waartoe het behoort, op zoo
onregelmatige wijze en in verliouding tot de diepte van het water
over zoo buitengewoon grooten afstand is ondergeloopen. Gaan wij
meer in bijzonderheden het verloop van dit rif, dat het groote Soenda-
barrière-rif mag genoemd worden, na, zoo blijkt dat het begint bij
het Amboengi rif, dat tot de Kleine-Paternoster-eilanden behoort.
Deze groep van koraaleilanden, die zich in oost-westelijke richting
van Tandjong Aroe tot ongeveer 75 K.M. van de kust van Borneo
uitstrekt, mag misschien als de noordelijkste grens van het Soenda-plat
aan de oostkust van Borneo worden beschouwd. Het koraaleiland
Amboengi ligt ongeveer 120 K.M. ten Zuiden van den mond van de
Koetei rivier. Van het Amboengi-koraaleiland verloopt ons barrière-rif
iif zuidoostelijke richting tot een punt tegenover en op gelijke breedte
met Tandjong Ongkona op Celebes. Op dat punt is het rif 230 K.M.
van de tegen wooidige kust van Borneo verwijderd, maar slechts
44 K.M. van de kust van Celebes. Ten Westen van het rif, in de
richting van Borneo, is de zeediepte nergens grooter dan 75 Meter,
aan de oostzijde van het rif, iri de richting van Celebes, neemt deze
aanstojids tot 200, zeer spoedig tot 1000 en vei-der tot 2385 Meter
toe. Van hier af verloopt het rif eerst in zuid-westelijke, daarna in
zuid-zuidwestelijke richting door tot ongeveer 5°40' Z.Br.
Een vrij goed aaneengesloten gedeelte van het rif, dat bij eb op vele
plaatsen droog loopt, ligt lusschen 4° 20^ en 5° 30' Z.Br. Dat
gedeelte is op de zeekaarten als de Laurel-riffen onderscheiden. De
totale lengte van het Soenda-barrière-rif van Amboengi tot 5° 40'
Z.Br. is ongeveer 500 K.M. Verdei- dan 5° 40' is het rif op de
kaai'ten niet te vervolgen, maar ongeveer 100 K.M. verder in zuid-
westelijke richting begint het weer bij het Kwong-Eng-rif en het kan
van daar door een aantal koraaleilandjes tot bij de Kangeang-eilanden
vervolgd worden, ook hier weder de uiterste grens van het Soenda-
plat, dus van het overstroomde Soenda-land markeerend.
De gaping van ruim 100 K.M. in het rif vormt den ingang van
een grooten imham of baai, waarin zicli vermoedelijk de groote
stroom of stroomen ontlastten, die in plistoceenen tijd het Soenda-
land in de richting van het zuidelijkste deel der straat van
Makasser ontwaterden. Het ontbreken van riffen woidt daardoor
gereedelijk verklaard.
Het groote barrière-rif^) bezit volgens de zeekaarten talrijke onder-
1) Niermeyer heeft l.c. p. 884 en kaart XIII No. 2 reeds een deel van dit
groote rif als een barrière-rif opgevat en beschreven, maar ni. i. het werkelijke
verband, dat er bestaat tusschen de genese van de Borneobank en van dit barrière-rif
I
G. A. F. MOLENGRAAFF en M. WEBERi „Het verbond tusschen den | -listoceenen iistijd en het ontstaan der Soenda-zee (Java- en Zuid-
Chineesche Zee) en de invloed daarvan op de verspreiding der koraalriffen en op de land- en zoetwater-fauna.”
KAART DER KORAALEILANDEN IN STRAAT MAKASSER Fig. 3.
Schaal: 1 : 2.000.000.
Doorgaande liiii Kust.
Stippellijn Isobanth vim 40 vaam o( 72 meter.
/wart Koni.ilvormingen, die boven water uitstéken of tol 5 vaam daar beneden blijven.
Scliuin gestreept Koraalvormingen, die tnssclien 5 en 20 vaam beneden de zeespiegel liggen.
525
brekingen en bereikt slechts liier en daar de oppervlakte van het
water, op de meeste plaatsen ligt het op geringe diepte en alleen
ten Zuidwesten van de Laur.el-riffen wordt zijn ligging tot 5°40' Z. Br.
allengs dieper. Klaarblijkelijk waren hier, waarschijnlijk door on-
voldoend zoutgehalte vair het water, de voorwaaiden voor het
opwaarts groeien van het kustrif bij de geleidelijke onderdompeling
van het land niet zoo gunstig als meer noordelijk in de straat van
Makasser.
De. atollen en verwante koraaleilanden, die wortelen op afgeknotte en
verzonken eilanden, die tot het Soenda-land behoorden.
Het zuidelijkste, ondiepste deel van de straat van Makasser wordt
naar het Noorden van de diepere deelen dier straat en naar het
Zuidoosten van de Flores-zee gescheiden door eenige groepen van
koraaleilanden en atollen '), en wel naar het Noorden door de Kaloe
Kaloekoeang-eilanden en de Laarsbanken, naar de F'lores-zee door de
Paternoster- en Postiljoneilanden (zie fig. 3). Zij vertonnen in bouw
een sterke verwantschap.
1. De groep der Kaloe Kaloekoeang-eilanden. Alle zijn koraal-
eilanden. De meeste wortelen op den rand van een bank, die
tamelijk vlak is, gemiddeld 20 en nergens meer dan 40 vaam beneden
den zeespiegel ligt. Drie loodingen, die diepten van resp. 66, 90 en
niet ingezien. Hij vraagt voor het gedeelte van dat rif, dat tusschen de Laurel-riffen
en de Kleine Paternoster-eilanden de oppervlakte der zee niet bereikt, „is hier een
randrif bezig zich op te bouwen?” Het is duidelijk, dat ik hierop bevestigend antwoord,
maar dat ik mij dat opbouwen denk, niet uit een diepte van 200 M. maar uit een
diepte van 75 tot 90 M., gelijken pas houdend met het allengs stijgen van den
zeespiegel na den ijstijd. Tevens zij geconstateerd, dat ik de uitspraak, in datzelfde
artikel op p. 881 gedaan: „geen plat, geen barrière-rif”, niet onderschrijf. Voor het
omgekeerde zou wel iets te zeggen zijn ; immers ontwikkelde zich bij het Soenda-land
in de Zuid-Ghineesche Zee, waar het een uitgestrekt plat bezat, geen barrière-rif,
in de Straat van Makasser daarentegen, waar het geen plat bezat, een voortreffelijk
barrière-rif. Evenmin kan ik de meening, op p. 893 uitgesproken, dat de bouwwijze
der barrière-riffen in den Oost-lndischen archipel „een nieuw getuigenis is tegen
de theorie van Darwin, volgens welke de barrières uit strandrifïen zouden ontstaan
zijn”, deelen. Veeleer zie ik de meening van Darwin door de bouwwijze der
barrière-riffen in den Oost-lndischen archipel bevestigd en zoo zij mij tot één uitspraak
aanleiding zou geven, dan zou het deze zijn: „zonder daling van den bodem of
rijzing van den zeespiegel, wat in dezen hetzelfde beduidt, geen barrière-riffen en
geen atollen”.
b Onze kennis van deze koraaleilanden is nog zeer onvoldoende en nieuwe
opmetingen zullen hier allicht nog groote verrassingen brengen, zooals ook het
geval was bij de jongste opmetingen van de eilanden der Toekang besi groep in
1916 en van het atol der Zandbuisbanken in 1910.
526
meei- dan 100 vaam aangeven, wijzen er op, dat de bank door een
smalle, diepe straat in twee deelen wordt gescheiden.
Rondom neemt de zee van af den rand van de bank, die overal
ongeveer 40 vaam diep ligt, snel toe. Van dien rand is een koraalrif
omhoog gegroeid dat, vooral naar boven toe, zeer sterk onderbroken
is. Aan de noordelijke helft van de bank bereiken de toppen van
dit rif de oppervlakte der zee op vele plaatsen, maar aan de zuidelijke
helft is dit niet het geval. Behalve aan den rand verheffen zich van
het bovenvlak van de bank ook nog op verschillende andere plaatsen
rif bouwsels, die hier en daar tot aan den zeespiegel reiken. Op het
uiterste noordelijke deel van de bank zijn de rifbouwsels ringvormig
gerangschikt en vormen aldus een faro of atol Ion. De Kaloe Kaloe-
koeang-eilanden vormen te zamen een samengesteld atol, waarvan
de ring niet geheel gesloten en vooral in het zuidelijke gedeelte over
groote afstanden onderbroken is. In bouw gelijkt het atol volkomen
op de samengestelde atollen van den Malediven-archipel, bijv. op het
Miladdnmmadula-atol/) waarvan de ring, die zich verheft van af den
rand van een bank, die gemiddeld 20 — 25 vaam onder den zeespiegel
ligt, insgelijks op zeer veel plaatsen onderbroken is en bovendien
over groote afstanden beneden den zeespiegel blijft. Alleen is dit
Miladummadnla-atol gerekter van vorm dan het Kaloe Kaloekoeang-
atol; de lengte en breedte van het eerste zijn 146 X 31 K.M., van
het tweede 98 X 58 K.M.
2. De Paternoster- en de Postiljon-eilanden. Voor deze koraal-
eilanden geldt in hoofdzaak de beschrijving, zooeven van de Kaloe-
koeang-eilanden gegeven. Zij bestaan uit drie onderzeesche banken,
met een diepte, die van 17 tot 40 vaam gaat. Van de eerste bank,
waarvan de grootste afmetingen 140 X 50 K.M. zijn, en wel in
hoofdzaak aan den rand, verheffen zich tot aan of nabij den zee-
spiegel twee gi-oepen van rifbouwsels, die ieder nu ringvormig ge-
rangschikt zijn, en te zamen het samengestelde dubbel-atol der
Postiljon-eilanden vormen. Dat dubbel-atol bestaat uit het zuidweste-
lijke Sarasa-atol en het noordoostelijke Sabalana-atol. Een deel der
rifeilandjes van het eerste atol zijn wederom ringvormig tot een
faro gerangschikt, de Sapoeka-faro. Het noordoostelijke Sabalana-
atol bezit zoowel westwaarts als oostwaarts een opmerkelijker) uit-
looper of hoorn, naar het Westen het Bangkawang-atollon, naar
het Oosten het Sabalana-atollon. Het zuidwestelijke Sarasa-atol zou men
ook als een bijzonder groote faro of atollon van het geheele Sabalana-
atol kunnen beschouwen en dan zou de naam dubbel-atol vervallen.
h A. Agassiz. The coral reefs of the Maldives. Mem. Mus. Comp. Zool.
Harvard College XXIX p 83 en PI. 1-3., 1903.
527
De tweede bank, die der Patenioster-eilanden, groot 115x 26 K.M.
en van gelijke diepte als de andere draagt insgelijks vooral aan zijn
rand, die ongeveer 40 vaam diep ligt, talrijke koraaleilanden, die tot een
steilen in éénrichting verlengden en gebogen en ondnidelijken krans
zijn gerangschikt. Te zamen vormen zij een weinig typisch atol.
Een weinig ten Zuiden van de Paternoster-eilanden ligt een groep
koraaleilandjes, waarvan de fraaie atol vorm door het opnemings-
vaarlnig Lombok in liet jaar 1910 is bekend geworden. Zij vormen
te zameii een nagenoeg gesloten ring uit drie gedeelten bestaande,
die de Zandbnisbanken, Maria Reigersbergen en Huzaar genoemd
worden. De lagune is gedeeltelijk meer dan 100 vaam diep.
Ik veronderstel dat in plistoceenen tijd deze banken eilanden
vormden, die tot het Soenda-land behoorden maar daarvan reeds
afgescheiden waren door bodemdalingen in verband met de vorming
van de bekkens van de Bali-zee en de Straat van Makasser. De
vorming van deze diepe zeeën was een uiting van de orognetische
bewegingen, die nog heden in het oostelijk deel van den archipel in
vollen gang zijn. Hier greep dus reeds voor den aanvang van het
plistoceen het labiele Oosten in in het stabiele Westen \'an den
archipel. Wat geschiedde nu met deze eilanden, het Kaloekoeang-,
het Paternoster- en het Postiljon-eiland ? Zij kwamen evenals het ge-
heele Soenda-land aanvankelijk minstens 72 Meter hooger ten opzichte
van den zeespiegel te liggen. Het is niet bekend, maar wel aan-
nemelijk, dat deze eilanden voordat de daling van den zeespiegel
intrad, door rifpantsers tegen de vernielende werking der brandings-
golven beschermd waren en, zoo men de beginselen aanvaardt, door
Dai.y uiteengezet in zijn glacial-control theory ’), kan men zich denken,
dat zij in plistoceenen tijd geheel door de brandingsgolven werden
geabradeerd en tot banken gemaakt, die zoo diep onder den zee-
spiegel lagen als de werking der golven reikte. Daly is van oordeel,
dat de abrasie en afknotting voornamelijk heeft plaats gehad ge-
durende de maxima van glaciatie, d. w. z. de perioden van laagsten
stand van den zeespiegel, door het proces van afslag. Het komt mij
voor, dat die abrasie en afknotting vooral sterk en voortschrijdend
zal zijn geweest gedurende de overgangen van glaciale tot interglaciale
tijdperken, dus gedurende de tijdperken van langzame en langdurige
stijging van den zeespiegel. Bij den aanvaug van iederen interglaciaaltijd
werd de abrasie en afknotting der inmiddels ook telkens sterker
h R. A. Daly. Pleistocene glaciation and the coral reef problem. Amer.
Journal of Science XXX p. 297, 1910; Origin of the coral reefs. Science
Gonspectus I p. 120, 1911; The glacial-control theory of coral reefs. Proc. of the
Amer. Acad. of Arts and Sciences LI p. 157, 1915.
528
gepenepleiiizeerde eilanden vollediger gemaakt, zoodat ten slotte aan
het eind van het plistoceen de eilanden volledig afgeknot en tot
onderzeesche banken gereduceerd werden, die bij uiteindelijk stijgen
van den zeespiegel na den ijstijd tot een diepte van meer dan 72 Meter
door de zee werden bedekt. De strandriffen, die aan het eind van
het plistoceen aanwezig waren evenals de rifbouwsels, die bij het
laatste onderloopen hier en daar op de bank ontstonden, groeiden
geleidelijk, naarmate het water steeg, op tot de atollen en atolachtige
koraaleilanden, zooals die nu zich voordoen.
3. De Spermonde-hanlc.
Zoo men geneigd is, de Koeloekoeang-, de Paternoster- en
de Postiljo)! eilanden te beschouwen als gedeelten van het
Soenda-land, die volgens de glacial-control theory tot koraaleilanden
ontwikkeld zijn, dan ligt het voor de hand te vermoeden, dat het
groote plat aan de westkust van Zuid-Celebes, dat de groep van
koraaleilanden draagt, bekend als de Spermonde-archipel, eveneens
tot het Soenda-land in nauwe betrekking heeft gestaan. De Borneo-
bank en de Spermonde-bank hebben zeer veel met elkaar gemeen ;
beide liggen gemiddeld 50 en hoogstens 75 M. onder den zeespiegel,
aan den rand van de Spermonde-bank is een barrière-rif ontwikkeld,
dat in duidelijkheid niet ten achter staat bij het Groote Soenda-
barrière-rif en het Spermonde-plat is evenals de Borneo-bank
bezet met een groot aantal rifbouwsels, die hier en daar de opper-
vlakte van het water bereiken. Het Spermonde-plat houdt bij
4°J6' Z.Br. plotseling op en hel Spermonde-barrière-iif, dat van
5°40 Z.Br. noordwaarts over een afstand van 230 K.M., zij het
ook niet samen hangend, toch als een reeks van koraaleilanden te
vervolgen is, legt zich hier tegen de strandriffen aan en meer noord-
waarts draagt de kust van Celebes slechte onbeduidende strandriffen.
Het maakt den indruk, alsof de westkust van Zuid-Celebes in den
jongster! geologischen tijd dezelfde geschiedenis heeft gehad als hel
Soenda-land, in tegenstelling met andere deelen van Celebes.
4. De Laars-hanken en het atol de Bril.
De koraaleilanden, bekend als de Laars-banken en het atol de
Bril, die in het kanaal, dat de straat van Makasser met de Flores-
zee verbindt, zijn gelegen, geven het recht aan te nemen, dat deze
nog in post-plistoceenen tijd dieper is geworden. De Laars-banken
vormen te samen een samengesteld atol. De i-if bouwsels zijn tot een
ring gegroepeerd, die groote gapingen vei-toont. Zij verheffen zich
van een voetstuk, dat meer dan 100 vaam diep is gelegen, maar
in bijzonderheden nog niet bekend is. In het noordelijk deel zijn de
riffen tot een afzonderlijken ring of faro gegi’oepeerd, welk atollon
529
op de zeekaarten den naam van den Laars-eilanden draagt. De koraal-
eilanden ,der Laars-banken zijn vermoedelijk op dezelfde wijze ont-
staan als die op de Kaloe-Kaloekoeang bank ; de Laars-bank zon
dan vroegei' op dezelfde diepte als de Kaloekoeang- of de Paternoster-
bank hebben gelegen en behoorde even als de laatstgenoemde bij
den aanvang van het plistoceen als een eiland tot het Soenda-land.
Na het plistoceen verzonk echter de bank waarop het Laars-atol
stond door dieper worden van het water, dat de straat van Makasser
met de Flores-zee verbindt, en de koraalvormingen bleven slechts
hier en daar in staat door opwaartschen groei tot aan of nabij den
zeespiegel te blijven. Het atol Bril kan men zich op dezelfde wijze
ontstaan denken als her Laars-atol. Evenzeer ben ik geneigd aan te
nemen, dat het Zandbuis-atol met zijn lagune met diepten van meer
dan 100 vaam op een bank staat, die nog na het plistoceen is
weggezonken.
Schommelingen van den zeespiegel in recenten en suhrecenten tijd.
Uit de ligging van eindmoraines en uit andere eigenaardigheden
der terreinen, die door de plistoceene ijsbedekkingen bij hun terug-
trekken zijn ontruimd, heeft men kunnen opmaken, dat dit terug-
trekken niet ononderbroken is voortgegaan, maar is afgewisseld door
perioden van rust en, waarschijnlijk ook wei van tijdelijk hernieuwden
groei van het ijs. Ook in historischen tijd heeft hetzelfde plaats
gehad ; de gletschers der Alpen waren sedert den Romeinsclien tijd tot
in de laatste decaden der eeuw kleiner dan thans, daarna namen
zij snel in uitgebreidheid toe en bleven over het algemeen sterker
ontwikkeld dan thans het geval is tot omstreeks het jaar 1850 ; na
dat jaar zijn zij bijna onafgebroken afgenomen tot op heden, maar
zijn nog lang niet zoo klein ais bijv. in het jaar 1570. Deze feiten
wijzen voor de uitbreiding der gletschers in de Alpen in historischen
tijd althans op één geheele belangrijke schommeling, geringe uit-
breiding tusschen ± 50 ri. C. en 1570, sterkere uitbreiding van
1570 tot 1850 en weder geringere uitbreiding na het jaar 1850,
welke nog steeds voortduurt. Er is geen reden het niet voor waar-
schijnlijk te houden, dat deze schommelingen zich over alle ver-
gletscherde gebieden der aarde op overeenkomstige wijze hebben
geuit en in dit geval zouden zij moeten zijn weerspiegeld door cor-
respondeerende geringe schommelingen van den zeespiegel. En het
is daarom wel te verwachten, dat ook aan de kusten van de Soenda-
zee iets van deze of van dergelijke schommelingen van gering bedrag
zal waarneembaar zijn. Inderdaad zijn in enkele der geologisch goed
85
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVlll. A''. 1919/550.
530
bekende gedeelten van het gebied der Soenda-zee verschijnselen waar-
genomen, die op een iets lioogeren stand van den zeespiegel in
geologisch kort veideden tijd wijzen. Zoo meldt Verbeek, dat aan
de kusten van Billiton 0 en op de omringende eilanden veel opgeheven
koraal kalk wordt gevonden, die echter niet meer dan 1 a 2 meter
boven hoogwaterstand is gelegen en dikwijls bedekt is door los
koraalgrnis en zeezand. Voor het eiland Bangka deelt Verbeek
hetzelfde mede en voegt ook voor dit eiland er bij, dat hem daar
geen plaatsen bekend zijn, waar koraalkalk meer dan 1 of 2 meter
boven hoogwaterstand is opgeheven.
Het voorkomen van die koraalkalk (het zeezand bewijst niets,
omdat het kan opgewaaid zijn) bewijst dat in betrekkelijk recenten
tijd een kleine schommeling van den zeespiegel heeft plaats gehad,
gedurende welken tijd de zeespiegel 2 meter, of nog iels meer, hooger
moet hebben gestaan dan thans.
Cornets de Groot’) Tneent, dat het geheele eiland Billiton na het
tertiaire tijdperk eenige meters hoog is opgeheven op grond van het
vinden van zeeschelpen van jong-plistoceenen (of recenten) ouderdom “)
in den sti'oomtinerlsgrond in de mijn Ditjang N°. 8 van het district
Tandjong Pandang, niet ver van het tegenwoordige strand. Echter
is het uit de beschrijving van de Groot niet op te maken, of deze
laag stroomtinertsgrond (kaksa) boven den gemiddelden tegen woor-
digen stand van den zeespiegel ligt of niet, terwijl Verbeek mededeelt,
dat zij waarschijnlijk een weinig onder het tegenwoordige niveau
der zee ligt. In het jaar 1911 vond ik juist zulk een afzetting van
recente zeeschelpen in de kaksa van de mijn Merante in het district
Linggang. Deze mijn ligt niet ver van de kusten de laag met schelpen vond
ik ongeveer 8 Meter onder het maaiveld. Hoewel de hoogte van het
maaiveld aldaar niet nauwkeurig bekend is, staat toch wel vast, dat
die laag met schelpen niet boveji maar beneden den gemiddelden
stand van het zeewater is gelegen.
Verbeter ^) vermeldt het voorkomen van juist zulke scheiplagen,
b R. D. M. Verbeek. Geol. beschrijving van Bangka en Billiton. Jaarb van
het Mijnw'ezen XXVI, 1897 pag. 81.
*) R. D. M. Verbeek, l.c. pag. 62.
CoRN. DE Groot. Herinneringen aan Blitong. ’s Gravenhage 1887, p. 200.
208 en vooral p. 470-473.
9 Martin heeft deze schelpen onderzocht en komt tot de conclusie „that the
fauna in question belongs to a very recent past” en ,that the fauna agrees with
that of the sea surrounding the island of Blitong”. Zie K. Martin. On a posttertiary
fauna from the stream-tin-deposits of Blitong. Notes from the Leyden Museum
Vol. 111 p. 17 and 19, 1881.
b R. D. M. Verbeek l.c. pag. 170. ::
531
bebaive van de bovengenoemde plaatsen ook nog van de mijn 30
ten Oosten van Manggar en van de mijn N*. 1 in het district Ling-
gang en voegt er bij dat zij .op ongeveer het tegenwoordige niveau
der zee zijn gelegen.
Het wi! mij in verband met een en ander niet gerechtvaardigd
voorkomen, op grond van deze vondsten van schelpen van geringen
ouderdom; gevolgtrekkingen te maken omtrent een mogelijke geringe
rijzing van het eiland ten opzichte van den zeespiegel.
In het tektonisch niet stabiele gedeelte van het Soenda-land, waartoe
het grootste gedeelte van Sumatra en Java behooren, zijn, zooais te
verwachten is, in plistoceenen en post-püstoceenen lijd bewegingen
van uiteenloopend karakter geconslateerd. Het is niet het doel van
dit opstel, deze te vermelden en hiui wijze van ontstaan in discussie
t© brengen.
De Sahoel-bank.
De Sahoel-bank is liet ovei'Stroomde deel van een vlak land, een
schiervlakte, die behoorde tot een groot land, waarvan in plisto-
ceenen tijd Australië, Nieuw-Goinea, de Aroe-eilanden en eenige
naburige eilanden deel uitmaakten. Na den plistoceenen glaciaaltijd
liep door het stijgen van den zeespiegel dat vlakke land onder en
werd de Sahoel-bank of het Sahoel-plat (Fig. 1) gevormd, dat thans
zeer gelijkmatig ongeveer 50 Meter onder den zeespiegel ligt, onge-
veer zoo diep als het Soenda-plat.
De iioodige gegevens ontbreken mij, de geologische gesctiiedeiiis
van het Sahoel-plat nader te kunnen uitvorschen. Alleen zij vermeld,
dat de rivieren van Noordwest Australië, die thans op het Sahoel-plat
uitmonden, voort refFelijke typen van verdronken rivieren vertoonen.
De Prince Regent River zou als een voorbeeld van een verdronken
rivier kunnen dienen.
Conclusies.
De voor waarden voor platvorm ing waren in plistoceenen tijd
zeer gunstig en bereikten in tropische streken aan het eind van het
plistoceen een optimum.
In plistoceenen tijd stond de zeespiegel in tropische streken
gedurende de maxima van glaciatie minstens 40 vaam (72 Meter)
lager dan thans.
Malakka, Sumatra, Java en Borneo waren toen tot één land, het
Soenda-land, verbonden.
Gediii-ende den plistoceenen tijd ontstond bij zeer gunstige
35*
voorwaatden voor vorming van een gradatievlak in dat Soenda-land
de uitgestrekte Soenda-schiervlakte.
Na afloop van de piistoceene ijstijden ontstond bij optimale
condities voor plaivorming de Soenda-zee of het Soenda-plat dooi'
onderloopen der Soenda-schiervlakte.
Het groote Soenda-barrière-rif is ontstaan door opwaartschen groei
van de strandriffen van het piistoceene Soenda-land gedurende de
periode van rijzing van den zeespiegel, die op den ijstijd volgde.
De atollen en atolachtige koraaleilanden in het zuidelijkste deel
van de straat van Makasser zijn in hoofdzaak onstaan op de wijze,
zooals Dalj zich de vorming van zulke koraaleilanden voorstelt in
zijn gl.acial control theory.
NASCHRIFT.
Nadat de bovenstaande mededeeling reeds was afgesloten, kwam
mij een artikel van L. .1. C. van Es') in handen, waarin een onder-
werp wordt behandeld, dat met het mijne in vele opzichten verband
houdt. Het is mij niet mogelijk de resultaten, waartoe van Es komt,
hier uitvoerig weer te geven en met de mijne te vergelijken. Alleen
zij hier op enkele punten gewezen, die ik ontleen aan de slotsom
van zijn artikel, dat ook overigens vele lezenswaardige bijzonderheden
bevat. Van Es denkt zich in laat-plioceenen tijd de eilanden Borneo
en Sumatra onderling en Sumatra ook met Java ën Malakka verbonden.
Kaart XXX geeft bij zijn artikel een beeld van de verdeeling van land
en zee in dien tijd en daarop zijn de stroomloopen van sindsdien
verdronken rivieren in dat groote jong-plioceene-oud-kwartaire land
aangegeven, zooals hij die meent te kunnen atleiden uit het vei'loop
van eenige der isobatlien in de tegenwoordige Java- en Zuid-Chineesche
zee. In diluvialen tijd denkt hij zich daling van het land en daardoor
transgressie van de zee tot boven de tegenwoordige kustlijn. Gedurende
dien tijd ontstonden uit de walritFen langs de jongplioceene-oud-
kwartaire kustlijn bij de daling van den bodem barrière-riffen en bij
kleine eilanden atollen. Gedurende het alluvium neemt van Es rijzing
van den bodem aan. Hij denkt zich deze rijzing evenals de daaraan
voorafgegane daling onregelmatig en wel het grootst voor die streken
waar ook vroeger de bodem bewegingen het aanzienlijks! waren.
b L. J. C. van Es. De voorhistorische verhoudingen van land en zee in den
Oost Indischen archipel en de invloed daarvan op de verspreiding der diersoorten.
Jaarb. van het Mijnwezen XLV p. 255, 1918. Hoewel, zooals uit het titelblad blijkt,
dit deel van het Jaarboek van het Mijnwezen reeds te Batavia in het jaar 1918
het licht zag. werd het door den boekhandel eerst in de laatste maanden van het
jaar 1919 in Nederland verspreid.
5H8
De grootste verschiilen met mijn opvatting zijn :
1°. dat VAN Es in het plistoceen daling van het land ten opzichte
van den zeespiegel, ik daarentegen rijzing, en dat hij in het post-
plistoceeu rijzing van het land ten opzichte van den zeespiegel, ik
daarentegen daling aanneem.
2V dat VAN ‘Es alle verschuivingen van de strandlijn, zoowel de
prae*plistoceene als de plistoceene en post-plistoceene, aan bewegingen
van den bodem toeschrijft, ik daarentegen in plistoceenen en post-
plistoceenen tijd zeer grooten invloed toeken aan schommelingen van
den zeespiegel teïi gevolge van den ijstijd.
3®. dat VAN Es geen verschil maakt tusschen het stabiele en het
labiele gedeelte van den Oost-lndischeii archipel, waarmede bedoeld
worden de twee gebieden, die sinds den aanvang van het plistoceen
stabiel of niet stabiel zijn geweest, terwijl ik juist van raeening ben,
dat alleen de groote stabiliteit (wat in zich sluit het geheel ontbre-
ken van bodembewegingen) van het grootste gedeelte van het voor-
malige Soenda-land, in verband met de schommelingen van den zee-
spiegel tengevolge der plistoceene glaciaties, het merkwaardig uniforme
karakter van de tegenwoordige Soenda-zee en den aard en de ontwik-
keling der koraalriffen in dat deel van den archi[)el kan verklaren.
II. BIOLOGISCH GEDEELTE door Max Weber.
De in het voorafgaande door Prof Moi-engraaef in hare geologische
en hydrographische gevolgen helder uiteengezette theorie van het
dalen van het water der oceanen in den plistoceenen ijstijd raakt
ook op veelzijdige wijze de biologische wetenschappen, in de eerste
plaats de fannistiek en zoogeographie van den indo-australischen
Archipel; in hoeverre ook de phytogeographie is niet aan mij te
beoordeelen.
Sedert lang heeft de zoogeographie aangenomen, dat in het jongste
tertiair Sumatra, Java, Borneo en de daartusschen gelegen eilanden
onderling en met het schiereiland van Malakka en daardoor dus met
den aziatischen continent door land moeten verbonden geweest zijn.
Slechts hierdoor was de faunistische eenheid tusschen hen te ver-
klaren.
De faunistische verschillen, die daarnaast bestaan, zijn van twee-
ërlei aard. Voor een deel zouden zij tot stand gekomen zijn, ook
als het uitgestrekte landcomplex, dat van de Westpunt van Sumatra
tot Straat Makassar reikte — het *Soenda-land van Moi.engraaff — ,
nimmer uiteengevallen ware in zijn thans gescheiden onderdeelen :
eenvoudig als gevolg van zijn uitgestrektheid en de daaruit volgende
534
versciieidenheid van levensvoorwaarden. Voor een ander deel trachtte
men de faunistische \'er8chillen te verklaren uit den langeren of
kortei'en duur van den saraenhang van de tlsans gescheiden onder-
deelen. Zoo werd b.v. aangenomen, dat Java het eerst zijn verband
verloor met Borneo en Sumatra, terwijl Sumatra het langst met het
continentale Azië verbonden bleef.
Hoe deze laiidvaste verbinding tot stand kwam, hoe zij later
verbroken werd, daaromtrent liepen de hypothesen idteen; zij
waren meesta! ad hoe en door zoölogen bedacht en misten een
geologische basis. Merkwaardig genoeg ontbrak onder hen eene
besehonwing, die wij kortheidshalve als de theorie van Crüll en
Penck zullen aanduiden, waarbij Prnck den invloed van den plis-
toceenen ijstijd op den stand van het water in de oceanen in een
op cijfers steunend algemeen saraenvattend betoog niteenzette. En
deze theorie zou toch een goede verklaring aan de hand gedaan
hebben otnfrent de jongste veranderingen van land en zee, die de
zoogeographie voor de door haar waar-genomen feiten eischte.
Desniettennn ging zij tot den liuidigen dag spoorloos voorbij aan
de zoogeographen, die zich met de talrijke problemej], die de indo-
austi’aüsche Archipel hen biedt, bezig hielden.
Dat is ook te betreuren, omdat omgekeerd de zoogeographie van den
Archipel bewijsmateriaal kon leveren ter ondersteuning van de juistheid
van de theorie van Croi.l-Penck. Zij had dan andermaal gelegenheid
gehad te toonen, dat zij ovei- gegevens beschikt ter staving van geolo-
gische hy[)othesen en dat zij dus als hulpwetenschap voor den geoloog
dienst kan doen, wanneer deze zich met vragen bezig houdt, die
betrekking hebben op den jongeret) en jongsten tijd der aardgesciiiedenis.
Voor de juistheid der theorie van Croll-Penck zou al dadelijk
pleiten, dat zij de eischen der zoogeographie op treffende wijze vervult.
Maar de zoogeographie levert betere bewijzen voor hare juistheid :
één ei' van wil ik hier ter sprake brengen.
De veronderstelde daling der Java- en Zuid-Chineesche Zee om
70 M. moest onder meer van invloed zijn op de bestaande rivier-
systemen. Onbeduidend was die invloed langs de Westkust van Sumatra
en de Zuidkust van Java. Hier werd, zooals uit de kaart op pag. 315
blijkt, de kust slechts enkele kilometers breeder, de loop der rivieren
evenveel langer, wat natuurlijk zonder gevolgen was voor hare
fauna. Omgekeerd moest elders die invloed zeer groot zijn. Een
rivier, die in de Java- of in de Zuid-Chineesche Zee uitmondde,
moest zich, toen deze droog lagen,, eene verlenging van haar bed in
het nieuwe land graven om eene uitmonding te vinden in de terug-
gedrongen zee, zij moest nieuwgevormde zijrivieren opnemen, die het
535
nieuwgevormde land ontwateren moesten. Maar nog belangrijker voor
ons is, dat veelal twee thans gescheiden rivieren in onderliiigen samen-
hang traden of deel gingen uitinaken van een grooter riviersjsteem.
De geologie leert ons hoezeer de riviersystemen van Nederland
en Duitschland in jongen .tijd afweken van den liedendaagschen
toestand. Hoe b.v. de Thames een zijrivier van den Rijn was, de
Schelde een anderen loop had als thans, hoe een groote, Duitschland
van Oost naar West doortrekkende stroom de heden gescheiden
Weichsel, Elbe en Weser vereenigde.
Op soortgelijke wijze kon in het ons interesseerende gebied de
Mussi van Oost-Sumatra een zijrivier geweest zijn van een grooten, in
de Chineesche Zee zich uitstortenden stroom, die tevens den aan de
Westkust van Borneo uitmondenden Kapoewas en vermoedelijk ook
continentaal aziatische zijrivieren opnam. Een ander riviersysteem
mondde wellicht dooi’ Straat Soenda in den Indik uit en voerde
naast het regenwater, dat op het land der droogiiggende Java-Zee
viel, ook het water der rivieren af, die zich vroeger in haar
ontlastten.
Als deze beschouwingen een kern van waarheid bevatten, is te
veronderstellen, dat zich daarvan iets weerspiegelen moet in de
hedendaagsche fauna.
Laten wij veronderstellen, dat de Kapoewas van West-Borneo in
het plistoceen deel uitmaakte van een rivierstelsel, waarbij de Mussi
van Sumatra behoorde. Daardoor was gelegenheid geboden tot uit-
wisseling der fauna en tot onderlinge veri’ijking. Maar tevens is dan
te verwachten, dat zich dat uiten moet in een groote faunistische
overeenkomst der heden ten dage gescheiden rivieren, die zelfstandig
uitmonden.
Geheel anders moet zich de Mahakkam (Koetei) van de Oostkust
van Borneo gedragen.
Op dezen grooten stroom, die in de Makassar-Straat uitmondt,
bleef het zonder invloed of deze tot meerdere duizend meter diepe
Straat 70 M. ondieper werd. Al werd zijn benedenloop al eenige
kilometers langer, hij bleef wat hij was; hij kon geen toevoer uit
andere rivieren, geen verandering, geen verrijking zijner fauna
ondergaan.
De juistheid onzer overlegging was dus niet beter te toetsen, dan
door een vergelijkend onderzoek x an den Kapoewas en den Mahakkam.
Als vei’gelijkmateriaal kon de vischfauna dienst doen, daar zij het
best bekend is.
Hierbij moest scherpe kritiek en eenige beperking toegepast worden,
ten aanzien van het te gebruiken vischmateriaal. Uit te sluiten waren
58B
marine imn)igranten, Irouwena alle zoog. aiiadj-ome en katadrome
\ isso.hen, voorts alle bi'akwater-visschen ; slechts die soorten mochten
in aanmerking komen, waarvan vaststaat, dat zeewater een voor hen
ijiet te overschrijden barrière vormt.
Toen immers aan het einde \ an den ijstijd, die hier gemakshalve
als een eenheid wordt opgevat, het smeltwater van ijs en sneeuw
allengs het ni\'eau der zeeën deed rijzen, zal vóór het definitieve
intreden van den hnidigen toestand de zee in de nabijheid van de
groote riviermonden van Borneo en Sumatra aanvankelijk een brak
karakter gehad hebben. Toen bestond dus voor vissclien, die brak-
water verduren kunnen, de mogelijkheid voor verhuizing uitdeeene
rivier in een andere. Die mogelijkheid verdween eerst toen de saliniteit
haar detinitiet' karakter had verkregen.
Na deze schifting stelt het materiaal, waarmede gewerkt kon
worden, zich samen uit 2 soorten van Notopterns, een Scleropages,
17 genera van Sibiroiden met 39 soorten en 37 genera van Cypri-
noiden met 100 soorten. In zijn geheel dus 56 genera met 142
soorten.
De betrouwbaarheid der resultaten zal toenemen met den omvang
van het materiaal. Daarom zij in het licht gesteld wat dit cijfer van
142 soorten beteekent. Zijn omvang wordt duidelijk uit het feit,
dat het aantal echte zoetwatervisschen in de boven omschreven
beperking, waarbij dus marine immigranten uitgesloten zijn, voor
het landcomplex dat Nederland, België, Duitschland en de Donau-
landen tot aan de Zwarte Zee omvat, slechts ongeveer 60 soorten
bedraagt.
Wij hebben ons mateiiaal uit den Kapoewas en Mahakkam in
de hierbij gaande tabel vereenigd en daaraan toegevoegd welke
soorten teiens in de rivieren, die aan de Zuidkust van Borneo in
de Java-Zee uitmonden, voorkomen. Voorts zijn in de tabel die
soorten o|)genomen, die tevens in Oost-Sumatra, in Java en in rivieren
van het continentale Azië (Malakka en Siam) optreden.
Hieruit blijkt, dat vau de 142 soorten slechts 52 aan beide rivieren
gemeenschappelijk zijn. Van de 90 ovei'blijvende soorten zijn 23
eigen aan den Mahakkam en 67 aan den Kapoewas. Van deze 67
in den Mahakkam" ontbrekende soorten zijn 55 of 82 7s ook in andere
rivieren vertegenwoordigd en wel 75 °/o io de rivieren van Oost-
Sumatra. Slechts 12 soorten of 1.8 “/o zijn uitsluitend uit den Kapoewas
of ook uit nalturige eveneens in de Zuid-Chineesche Zee uitmondende
rivieren bekend.
Hiertegeno\ er is de Mahakkam 23 soorten rijk, die in de Kapoewas
otitbreken. Maar van deze 23 soorten zijn 17 of 74 "/o alleen uit
537
Kapoewas. j
1
Mahakkam.
Zuid-Borneo.
Oost-Sumatra.
West-Sumatra. |
Java.
Continent.
(M=Malakka: S--Siam)
Notopterus chitala (H.B.)
+
+
+ +
.
3- +
Notopterus borneensis Blkr.
-f
'f -1-
Scleropages formosus (Müll. & Schl.)
+
+
+ +
Silurichthys phaiosoma (Blkr.)
+
+ + :
M.
Wallago leerii Blkr.
+
+ ' +
Wallago miostoma Vaill.
+
■ +
Belodontichthys dinema (Blkr.)
+■
-f 1 3-
M.5.
Silurodes hypophthalmus (Blkr.)
+
+
. ■ +
Silurodes eugeneiatus (Vaill.)
+
Hemisilurus chaperi (Vaill.)
-f
Hemisilurus heterorhynchus (Blkr.)
+
. -f
Hemisilurus scleronema Blkr.
-f
+
Cryptopterus macrocephalus(Blkr.)
+
. ' +
?
Cryptopterus bicirrhis (C.V.)
+
+
+ +
+ S.
Cryptopterus lais (Blkr.)
+
+
Cryptopterus cryptopterus (Blkr.)
+ ' +
M.S.
Cryptopterus limpok (Blkr.)
+
+
' +
Cryptopterus apogon (Blkr.;
+
+
i- +
Cryptopterus micronema (Blkr.)
+
3- +
-f s.
Chaca chaca (Ham. Buch.)
+
-1- +
Pseudeutropius brachypopterus
(Blkr.)
-f
-1-
Lais hexanema (Blkr.)
-i-
+ M.
Pangasius nasutus Blkr.
+
+ +
Pangasius polyuranodon Blkr.
+
+
+
+ s.
Pangasius nieuwenhuisi (Popta)
+
Pangasius micronema Blkr.
+
-f +
+
Glyptosternum majus (Blgr.)
+
"h
Bagarius bagarius (Ham. Buch.)
+
+
-j-
. + +
538
Kapoewas.
Mahakkam.
Zuid-Borneo. i
Oost-Sumatra.
West-Sumatra.
CQ
>
CQ
1
j Continent.
Macrones nigriceps (C.V.)
+
+
+
+
+
+
M. S.
Macrones micracanthus (Blkr.)
+
4"
-U
1
+
4--
■
Macrones wolffi (Blkr.)
+
4"
4-
M.S.
Macrones nemurus (C.V.)
+
+
4-
+
+
+
M. S.
Macrones planiceps (C.V.)
+
1
4-
4-
M.
Bagrichthys hypselopterus (Blkr.)
+
Bagroides melapterus Blkr.
+
4-
+
S.
Leiocassis fuscus Popta
+
•
Leiocassis mahakamensis Vaill.
+
.
Leiocassis stenomus (C.V.)
+
+
+
4-
Leiocassis poecilopterus (C.V.)
+
•
•
+
4-
Leiocassis micropogon (Blkr.)
+
+
M.
Leiocassis vaillanti Reg.
Breitensteinia insignis Steind.
+
+
Gastromyzon borneensis üthr.
+
+
•
Gastromyzon nieuwenhuisi (Popta)
+
Homaloptera wassinki Blkr.
+
+
4-
+
Homaloptera ophiolepis Bklr.
+
4-
4-
Homaloptera orthogoniata Vaill.
+
+
Homaloptera tate regani Popta
+
Parhomaloptera microstoma (Blgr.)
+
Botia macracanthus (Blkr.)
+
+
+
+
4-
Botia hymenophysa (Blkr.)
4-
4-
+
4-
+
S. M.
Acanthopsis choirorhynchus (Blkr.)
+
+
4-
4-
.
4-
1
T
Lepidocephalus pallens (Vaill.)
Acanthophthalmus lorentzi M. Web.
1
* de Bfrt.
'T
’
*
Acanthophthalmus kuhli (C.V.)
+
4-
M.
Acanthophthalmus borneensis Blgr.
+
*
539
-
Kapoe\vas.
Mahakkam.
Zuid-Borneo.
1
Oost-Sumatra.
West-Sumatra.
Java. !
Continent.
AcanthophthaimusanguillarisVaill.
+
Elxis obesus (Vaill.'
4-
•
Vaillantella euepipterus (Vaill.)
+
Nemachilus longipectoralis Popta
4-
4
Nemachilus fasciatus (C.V.)
4-
+
+
Chela oxygastroides (Blkr.)
+
+
4-
4
+
S.
Chela hypophthalmus Blkr.
+
4
Chela oxygaster (C.V.)
+
+
4
+
M.
Marcrochirichthys macrochirus
(C.V.)
4-
4
4
4-
4
S.
Rasborichthys helfrichi (Blkr.)
.+
4-
4
Rasbora argyrotaenia (Blkr.)
+
4
+
4-
+
4
Rasbora vaillanti Popta
4-
Rasbora volzi Popta
+
+
Rasbora trilineata Steind.
4
.
Rasbora kalochroma (Blkr.)
+
+
+
•
M.
Rasbora einthoveni (Blkr.)
+
4-
+
4-
M. S.
Rasbora lateristriata var. suma-
trana (Blkr.)
+
+
4
M.
Rasbora lateristriata var. elegans
Volz.
+
+
4
M.
Rasbora lateristriata var. trifasci-
ata Popta
4
Luciosoma trinema (Blkr.)
+
+
Luciosoma setigerum (C.V.)
4-
4
4
M.
Luciosoma spilopleura Blkr.
+
4-
4-
S.
Leptobarbus hoevenii (Blkr.)
+
+
+
S.
Leptobarbus melanopterus M. Web.
& de Bfrt.
+
Leptobarbus melanotaenia Blgr.
•
+
Rohteichthys microlepis (Blkr.)
4
4
+
540
Kapoewas. ,
Mahakkam.
Zuid-Borneo. !
Oost-Sumatra. j
West-Sumatra.
Java.
Continent.
Amblyrhynchichthys truncatus
(Blkr.)
+
+
+
•
s-
Amblyrhynchichthys altus Vaill.
+
Albulichthys albuloides (Blkr.)
+
+
4-
Dangila ocellata (Heek.)
-1-
+
+
+
Dangila fasciata Blkr.
+
+
Dangila cuvieri C.V.
-f
+
+
M.
Dangila sumatrana Blkr.
-f
Dangila festiva (Heek.)
+
+
■
Barynotus mierolepis (Blkr.)
+
+
Thynniehthys vaillanti M. Web. &
de Bfrt.
+
Thynniehthys polylepis Blkr.
+
.
Osteoehilus borneensis (Blkr.)
+
-f
S.
Osteoehilus melanopleura (Blkr.)
+
"r
4-
S.
Osteoehilus kelabau Popta
+
Osteoehilus sehlegeli (Blkr.)
+
_L
+
+
s.
Osteoehilus kahajanensis (Blkr.)
+
4-
M.
Osteoehilus repang Popta
■f
Osteoehilus vittatus (C.V.)
+
-1-
+
-f
+
+
M.
Osteoehilus hasselti (C.V.)
+
+
4
4-
+
M.S.
Osteoehilus kappeni (Blkr.)
+
Osteoehilus brevieauda M. Web.
& de Bfrt,
+
Hampala maerolepidota (C.V.)
+
“1"
4-
+
+
+
Hampala ampalong (Blkr.)
+
+
.
Hampala bimaeulata (Popta).
+
Labeobarbus tambroides Blkr.
+
*
+
+
Labeobarbus douronensis (C.V.)
+
.
4
4"
+
Cyelocheiliehthysheteronema(Blkr.)
M.
541
Kapoewas.
Mahakkam.
Zuid-Borneo.
Oost-Sumatra.
West-Sumatra.
>
Continent.
Cyclocheilichthys janthochir (Blkr.)
,
Cyclocheilichthys apogon (C.V.)
+
4-
+
4-
-1-
CyclocheiHchthys repasson (Blkr.)
+
+
+
S.
Cyclocheilichthys lineatus (Popta)
+
■
Cyclocheilichthys armatus (C.V.)
+
+
+
4-
S.
Cyclocheilichthys siaja Blkr.
+
-f
+
M.
Puntius schwanefeldi (Blkr.)
+
+
+
+
M.S.
Puntius lateristriga C.V.
+
+
+
M.
Puntius tetrazona (Blkr.)
+
+
M.
Puntius fasciatus (Blkr.)
+
•
+
+
Puntius binotatus (C V.)
+
+
4-
M.
Puntius anchisporus (Vaill.)
+
+
■
Puntius sumatranus (Blkr.)
+
+
S.
Puntius bramoides (C.V.)
+
+
■f
S.
Puntius collingwoodi (Gthr.)
+■
-f
Puntius bulu (Blkr.)
_L
1
+
-U
+
Puntius waandersi (Blkr.)
4-
+
+
Puntius nini M. Web. & de Bfrt.
+
•
*
Balantiocheiluamelanopteru3(Blkr.)
+■
+
s.
Barbichthys laevis C.V.
+
+
4
+
Labeo (Morulius) chrysophekadion
-f
.
4“
-h
s.
(Blkr.)
Labeo (Labeo) rohitoides (Blkr.)
+
+
4-
Labeo (Labeo) pleurotaenia (Blkr.)
+
M.
Schismatorhynchus heterorhynchus
+
+
(Blkr.)
♦
Tylognathus hispidus (C.V.)
+
4
Tylognathus bo Popta
Tylognathus falcifer (C.V.)
+
+
+
•
542
Kapoewas.
Mahakkatn.
Zuid-Borneo.
Oost-Sumatra.
West-Sumatra.
Java.
Continent. 1
Gyrinocheilus pustulosus Vaill.
+
4-
Paracrossochilus vittatus (Blgr.)
+
+
Discognathus borneensis Vaill.
Epalzeorhynchus kallopterus Blkr.
_u
+
+
Crossochilus oblongus (C.V.)
4"
+
4-
4
M.
Crossochilus cobitis (Blkr.)
+
4
+
4
/
den Maliakkam of ook uit naburige, eveneens in Straat Makassar uit-
mondende rivieren bekend. Van de resteerende 6 soorten komen
slechts 3 of 13 7o ook in Oost-Snmatraansclie rivieren voor en 3
andere soorten hebben eeji i'uirnere verspreiding.
Letten v^dj op de goed omgrensde genera dan blijken van de 53
genera, die den Kapoewas bewonen 20 of 38 "/» b' den Maliakkam
te ontbreken. Merkwaardig genoeg zijn eciiter van deze 20 genera
18 wel in de rivieren van Oost-Snmatra vertegenwoordigd. De
Maliakkam daarentegen bezit slechts 36 genera, waarvan 33 gemeen-
schappelijk zijn met den Kapoewas, alleen 3 genera ontbreken daarin,
maar deze 3 zijn van elders niet bekend en zijn voorloopig als
antochthone vormen te beschouwen.
Wij komen dns tot het besluit, dat de Kapoewas zijn belangrijk
grooteren rijkdom aan visschen niet dankt aan antochthone vormen,
maar aan zulke, die ook in Oost-Sumatra gevonden worden. Zij
wijzen op een vroegeren sanieuhang met Oost-Sumatraansche rivieren,
die, zooals boven aangeduid, zijn verklaring vindt in de theorie van
Ckoi.l-Pbnck. Hierin verschilt de Kapoewas belangrijk van den
Maliakkam, alhoewel hun oorsprongsgebied in Ceniraal-Borneo, slechts
weinige uren van elkander verwijderd is.
Als mijn betoog juist is, moet het ook juist zijn voor andere
diergroepen wier verspreiding, althans in het plistoceen, verandering
onderging; niet alleen voor zoetwater- maar ook voor landbewoners.
Voor de laatsten vormde immers het land der droogliggende Java
en Zuid-Chineesche Zee de landbrnggen, die de zoogeographie eischt
voor emigratie en immigratie.
Dit moge nn in principe juist zijn, de bewijzen daarvoor zijn niet
543
zoo gemakkelijk te leveren en zijn niet, altijd zoo doorzichtig als in
het geval van de vischfauna van den Kapoewas en den Mahakkam.
Nadenken brengt tal van complicaties naar voren.
Ten eerste zijn de elementen, die eene fanna samenstellen niet
even ond. Er zijn daarin oudere en jongere strata te onderscheiden
met verschillende verspioidings-mogelijkheden.
Naast dit historische moment zijn er ook biologische van verschil-
lenden aard.
Al bestaat voor eene soort de gelegenheid tot verhuizing en de
mogelijkheid haar woongebied te verruimen, zij zal er slechts gebruik
van kunnen maken, als de levensvoorwaarden \ an het te veroveren
woongebied aan de levenseischen der soort beantwoorden.
Voo ris is de vraag in het oog te honden of tijdens den ijstijd niet
nog andere gebeurtenissen de landen, die ons interesseeren, of een
deel van hen, getroffen heeft.
De fauna van Java b.v. heeft den zoogeographen steeds bizondere
moeilijkheden in den weg gelegd. Boven werd dan ook reeds aan-
gestipt, dat men sedert lang veronderstelt, dat Java zich anders dan
Sumatra en Borneo gedroeg en daardoor in zijn fanna afwijkt. Men
heeft getracht dat te’ verklaren door b.v. aan te nemen, dat Java
zich het eerst vidj en zelfstandig maakte uit het landcomplex, dat
hen vereenigde.
Maar de faunistische bizondeidieden van Java kunnen ook het
gevolg zijn van gebeurtenissen in verband met de vorming der ge-
weldige vulkaanketen, die het smalle eiland van West naar Oost
doortrekt; ook kunnen de producten van haar uitbarstingen (ascli-
regen, slijkstroomen e. d. m.j van directen invloed op de fauna
geweest zijn en van indirecten door wijziging van het klimaat
(onderschepping der zon door aschregen, overvloedige regens).
Deze en andere vraagpunten meer zullen de studie bemoeilijken
bij de toepassing van de theorie van Ckoll-Penck op de leer van
de dierverspreiding in den indo-australischen Archipel, maar zij
zullen voor een goed deel te overwinnen zijn.
Die theorie geeft immers een gewenschte basis voor tal van ver-
onderstellingen van bestaan hebbende landverbindingen tusschen thans
gescheiden eilanden, die door zoogeographen gemaakt wei'den om
de door hen waargenomen feiten te verklaren. Daarnaast geeft zij
een juister inzicht in het tijdstip, waarop die veronderstelde land-
verbindingen tot stand kwamen.
Over de Oroote Soenda-Eilaiiden spraken wij reeds boven.
Maar de theorie van Prnok werpt ook nieuw licht op het
oostelijk gedeelte van den Archipel. Hier dwong de verspreiding der
544
dieren tol de hypothese, dat Nienw-Guinea met de Aroe-Eilandeii,
met Waigeoe en naburige kleinere eilanden een land massa vormde,
die met Noord-Australië samenhing.
Die landen zijn thans gescheiden door ondiepe straten en een
vlakzee, die de Sahoel-bank bedekt. Daalt het niveau der zee om
70 M. dan komt zij droog te liggen.
In verschillende geschriften trachtte ik aan te toonen, dat die
toestand in het plioceen plaats greep en dat in het plistoceen de
tegenwoordige toestand van land en water zich ontwikkelde. *)
Ook P. en F. Sarasin nemen in hun bekend werk over Celebes
een plioceene ,,Festlandsepoche” voor den Archipel aan, en R. D.
M. Verbekk schreef, dat tegenwoordig en vermoedelijk reeds sedert
het plioceen Nieuw-Gninea van Australië door een ondiepe zee
gescheiden is. Andere schrijvers (b.v. Hrdley en Matthews) verge-
noegen zich er mede deze gebeurtenis in het ,,late tertiair” te plaatsen.
Men liet haar plaats grijpen door veronderstelde rijzingen of
dalingen van land of zee van meer of minder lokalen aard. Voor
deze vrij willekeurige veronderstellingen, die uit de behoefte aan
landverbindingen geboren werden, treedt met de theorie van Croll-
Pknck eene algemeenere beschouwing in de plaats, die een tastbare
basis heeft. Maar daarmede verschuift zich tevens de veronderstelde
positieve of negatieve daling van het plioceen naar het plistoceen.
Ook hier weer is het veroorloofd te zeggen, dat de dooi’ de
Zoologie waargenomen feiten voor de juistheid der theorie van
Croll-Penck pleiten.
b Een binnenkort in de Silzungsberichte d. Heidelberger Akademie d. Wissen-
schaften verschijnend geschrift geeft een kort overzicht over deze beschouwingen.
Scheikunde. — De Heer Ernst Cohen biedt, eene mededeeling aan
van den Heer Nil Ratan Dhar : „Catalysis” — Part VII —
Notes on Catalysis in lieterogeneous systcms.
(Mede aangeboden door den Heer van Romburgh).
1. It is known for a long time that violet chromic chloride is
practically insolnble in water, biit in presence of redncing agents
solution takes place diie to the transformation into the solnble
inoditication.
Anhydrons ferric sulphate dissolves slowiy in water at the ordi-
narj' temperatnre, in other words, it may be said to have a sraall
velocity of solution. 1 have found that redncing agents like stannoiis
chloride, ferrous sulphate, siilphnrous acid etc., inarkedly accelerate
the velocity of solution of ferric sulphate in water.
In the case of chromic chloride, it is assumed that the redncing
agent first reduces the insolnble chromic chloride to chromous
chloride, and the original chromous chloride is transformed into
solnble chromic chloride. The newly formed chromous chloride then
acts on the insoluble chromic chloride as before.
The difliculty of an explanation like this is that we assume that the
reducing agent acts on the solid chromic chloride and reduces it;
from our experience in heterogeneous Systems, we know how diffi-
cult it is to reduce a solid substance rapidly with a solution of a
reducing agent.
Moreover, in the case of fei'ric sulphate we do not know two
varieties of the salt as in the case of chromic chloride.
It is difïicult to assume that ferrous sulphate would reduce ferric
sulphate, for we know that a mixture of ferric and ferrous salts
can exist unchanged for an indefinite period in absence of oxygen.
So we can say with Ostwald (Grnndlinien der anorganischen
Chemie, Leipzig 1900; A. Findlay’s trans. 603, 1902) that a sufficiënt
explanation of these actions is still wanting.
2. The action of nitric acid on the metals generally, is somewhat
complex, because the main reaction is cornplicated by side or con-
current, and by consecutive reactions. These again depend not only
upon the particular metal under consideration but also on the
36
Verslagen der Afdeeling Naluurk. Dl. XXVIll. 1919/20.
546
conceuti-alion of t!te acid, llie temperatnre and the concentration of
tlie Products of the reaction accumulating in tiie solution.
MtT,LON (Compt. rend. 1842, 14, 904) and Veley (Pliil. Trans.
1891 A, 182, 279) have shown tSiat metals like copper, silver,
mercurj and bismnth have no action on cold dilnte nitric acid
unless a tracé of nitrous acid is present. Tlie nitrous acid inay be
present in the nitric acid as an impnritj ; it may be formed by the
incipient decomposition of nitric acid when it is warmed.
According to Veley, rherefore, the dissolution of copper in nitric
acid proceeds : Cu + 3 HNO, = Cu (NO,), + HNO, + H,0, is a
resuitant of a series of consecutive reactions : Cu -j- 4 HNO, =
Cu (NOJ, + 2 H,0 + 2 NO ; followed by Cu (NO,), + 2 HNO, =
Cu (NO,), + 2 HNO,.
The sinall tracé of nitrous acid thus acts as a catalytic agent;
nitrous acid is continuously produced and continuously decomposed
according to the following equiübriurn :
\
3 HNO, HNO, + 2 NO + H,0
Similar results have been obtained by Ray (Trans. Chem. Soc. 1911,
99, 1012) in the case of inercury and by Stansbie (J. Soc. Chem.
Ind. 1913, 32, 311) in the case of silver.
Now Milj.on (loc. cit.) and Vei.by (loc. cit.) have pointed out that
the presence of ferrous sulphate, “which reraoves the nitrous acid
as fast as it might be formed” serves to prevent the Chemical change
between nitric acid and the metals.
But I have observed that ferrous sulphate exerts an accelerating
influence on the complete dissolution of copper in 207o nitric acid
at 18°. This result being different from those of previous investigators
I thought it worth while to observe the effect of both ferrous and
ferric salts and various other substances on the complete dissolution
of copper in excess of 20“/„ nitric acid.
Equal lengths of copper wire of uniform sectiona! area were
placed into test tubes and covered with an excess of 20“ , nitric
acid. The mean temperatnre of the experirnents was 18° and the
tubes containing equal volumes of nitric acid and equal weights of
copper wire were kept at rest. Weiglied qua.ntities of the solid
substances used were added at the beginning of the experirnents.
The whole of the copper wire dissolved in about 30 minutes and
the exact time of dissolution was noted. In order to get exactly
comparable results one test tube was always set apart for a blank
parallel experiment.
It has been found that the following substances exert an accelera-
547
tiiig effect on the complete dissolution of copper in 20% •liti’ic acid :
ferroiis snlphate, ferrons chloride, ferric snlphate, ferric chloride,
ferric nitrate, lead snlphate, .lead nitrate, lead acetate, copper nitrate,
copper chloride, barium nitrate, thallium nitrate, lithium nitrate,
sodiiim uitrite, manganese chloride, chromic chloride, arsenious
oxide, strychnine snlphate, ethylene bromide, carbon tetrachloride,
hexachlorobenzene, phthalic anhydride etc.
On the other hand, the following substances have a retarding
effect: hydrogen peroxide, potassium chlorate, potassium permanganate,
chromic acid, sodium nitrate, ammonium nitrate, manganese nitrate,
thorium nitrate, sodium sulphite, titanic acid, molybdic acid, ammo-
nium pei'sulphate, mangenese snlphate, cobalt chloride, copper acetate,
copper snlphate, calcium nitrate, tartaric acid, ether, ui-ea, acetic
anhydride, benzoic anhydride etc.
In a foregoing paper of this series (Trans. Chem. Soc. 1917,111,
707) 1 have shown that sulphnric acid in small concentration is an
accelerator, whilst in large concentrations it is a retarder in the
oxidation of oxalic acid by chromic acid. Similar resnlts have been
obtained in the action of nitric acid on copper. The following sub-
stances in very small concentration exert a slight accelerating effect,
whilst in large concentrations they have retarding effect:
Zinc chloride, nickel chloride, cobalt nitrate, aluminium nitrate,
potassium chloride, strontinm nitrate, cadmium nitrate, magnesium
chloride etc.
When • the concentration is very small, the effect of potassium
nitrate, uranium nitrate, citric acid, potassium dichromate etc. is
practicaliy uil, bat in concentrated Solutions they are all retarders.
The effect of monochloracetic acid is very peculiar. In small con-
centrations, it is a feeble accelerator and in concentrated Solutions
it has a retarding effect, which instead of increasing, decreases with
increase of concentration. A similar phenomenon has already been
observed in the case of the oxidation of formic acid by chromic
acid in presence of manganese chloride (loc. cit. p. 726).
It is practicaliy impossible to give a complete explanation of these
results, they being so diverse.
Ferrons snlphate and ferrons chloride behave as marked accelerators.
It would appear that the acid nucleus in this pariicular instance, plays
no part. A part of the ferrous ion reduces the nitric acid to nitric
oxide and passes into the ferric state. The nitric oxide dissolves in
the ferrous salt solution forming the unstable substance FeNO°°. The
dissolved nitric oxide then reduces a part of the nitric acid according
to the following equation : HNO, -j- 2 NO -j- H,0 ^ 3 HNO,.
36*
548
It is quite possible that some nitrons acid is prodnced by tbe direct
reduction of nitric acid by ferrous ions. The formation of nitrous
acid either by the direct reduction of nitric acid by ferrous salts
or by the indirect reduction through the intervention of nitric oxide
is proved by the following experiment. If nitric acid of the strength
used in this research be taken in a test tube and a crystal of ferrous
ammonium sulphate or ferrous sidphate be added to it, almost
immediately the crystal is covered with the deep brown FeNO°° ion
and a little nitric oxide also escapes. If urea crystals are now added,
they are immediately oxidized with the evolution of carbon dioxide
and nitrogen, indicating the presence of nitrous acid. So in presence
of ferrous salts, nitrous acid, whicli is the active substance in the
action of nitric acid on copper, is formed when we have an excess
of nitric acid. This explains the accelerating intluence of ferrous salts
in the complete dissolution of copper in 20 nitric acid.
As a matter of fact, the accelerating effect of ferrous salts is slightly
greater than the accelerating effect of sodium nitrite on the dissolution
of copper in nitric acid. The greater the concentration of tlie ferrous
salt, the greater is the acceleration.
Ferric sulphate, ferric nitrate and ferric chloride exert a mai’ked
accelerating effect, though their activity is slightly less than that of
sodium nitrite and the accelerating effect is proportional to the
concentration of the ferric salt. It would appear that the acid nucleus
in this case also, plays no part. The explanation of this aciivation
seem to lie in the reduction of ferric salts by the nitric oxide which
a product of the Chemical change between nitric acid and copper.
The ferrous salt, which may thus be formed, will reduce a part of
the nitric acid into nitrous acid, which activates the action of nitric
acid on copper. It seems plausible that a part of the ferric salt would
be reduced to the ferrous stafe by fhe metallic copper. It is well
known that when a solution of a ferric salt is shaken with metallic
copper, the ferric salt is partly reduced to the ferrous state and the
copper is oxidized to the cupric salt and an equilibrium is set up : —
2 FeCl, + Cu 2 FeCl, + CuCl,
The ferrous salt thus formed reduces the nitric acid to nitrous
acid, which accelerates the action of nitric acid on copper.
In a similar way the accelerating effect of arsenious oxide, strych-
nine sulphate, phthalic anhydride etc. may be explained on the
basis of the formation of nitrous acid by the action of these reducing
agents on the nitric acid.
The retarding effect of the oxidizing agents like, KMuO^,
549
KOIO3, (NHJjSjOg etc. and of the i'ediicing ageuts like urea,
sodiiim sulphite etc. is certainly due to the destriiction ofthenitrous
acid as soon as it is foraied. Wlien tlie experiment was performed
iji such a condition so as to cover the eopper wire witli solid urea,
the reaction became very slow, but it did not stop altogether.
It is very ditïicult to explain the diflference in the behaviour of
the nitrates on the oxidation of eopper by nitric acid. Lithium nitrate
is an accelerator, whilst sodium and potassium nitrates are retarders;
from anology we should expect calcium nitrate to have an accele-
rating effect, but as a matter of fact, both calcium and strontium
nitrates are retarders, whilst barium nitrate is an accelerator.
Rennie and Cook (Trans. ehem. Soc. 1911, 99, 1035) have found
that the accelerating or relarding effects of the nitrates of K, Rb,
Cs were functions of the temperature and of the concentration of
the acid.
Higley (Amer. chem. Jour. 17, 18 (1895)) has shown that both
NO.J and NjO, are the products of the reaction between eopper and
nitric acid. Evidently in the solution, we should consider the following
equilibria ;
3 HNO, 2 NO + KNO, + H,0 .... (1)
N,0, + H.O^HNO, + HNO, (2)
3 NO, 4- H,0 ^ 2 HNO3 + NO (3)
Lewis and Edgah (J. Amer. chem. Soc. 1911, 33, 292) have shown
that in equilibrium (1) there is a change in the equilibrium constant
with the concentration of nitric acid. It seems probable that nitrates
may affect one or more of these equilibria and change the concen-
tration of nitrous acid, which being the activating agent.
In this connection, it is interesting to observe that several reac-
tions, in which nitric acid is the oxidizing agent, are autocatalytic.
As for example, the actions of nitric acid on metals like Copper,
Silver, Bismuth, Mercury etc., on starch, on sngar, on arsenious
oxide, on hydrogen iodide (Eckstadt, Zeit. anorg. Chem. 1901, 29,
51), on nitric oxide (Lewis and Edgar, loc. cit.) etc. become more
pronounced as the Chemical change proceeds.
The explanation is not far to seek. The nitrous acid is the active
substance and its concentration and hence the reaction velocity
increase with the progress of the Chemical change. In all these cases
I have found that the Chemical change becomes more rapid when
a nitrite is added at the commencement of the reaction.
It has been observed that the Chemical change between nitric acid
and copper may be practically stopped by agitating vigorously the
550
tube contaiiiiug copper and nitric acid, because the nitrous acid
cannot acciimulate round the copper.
Summary and Conclusion:
1. The velocity of solution of anhydrous ferric sulphate can be
it)creased by the presence of sulphurous acid, stamious chloride,
ferrous sulphate etc. No satisfactory explanalion of reactions of this
type is forthcoraing.
2. The action of nitric acid (20 Vo) o» copper has been studied
in the presence of various substances and it has been observed that
when the nitric acid is in excess and the whole of the copper is
made to dissol ve, ferrous and ferric salts exert a marked accele-
rating' effect. In the light of the present investigation, the view
hitherto accepted as regards the part played by ferrous salts in des-
troying nitrous acid, has to be modified. As a matter of fact, it has
been proved that nitrous acid, which is the active substance in this
reaction, is formed by the action of nitric acid on ferrous salts.
Oxidizing agents like H^O,, KMnO^, H,Cr,07 etc. destroy the nitrous
acid and hence retard the change.
Out of the 56 substances, the effect of which was investigated,
22 act as accelerators and 22 exert a retarding influence in all
concentrations ; whilst 8 of them are slight accelerators in small
concentratioHS and are retarders in concontrated Solutions. Four of
these 56 substances have been found to be neutral in small and
retarders in large concentrations.
My best thanks are due to the van ’t Hoff Fund Committee for
a grant for this research,
Chemical Laboralory, Miiir Central College, Allahabad, India.
Scheikunde. — De Heer Ernst Cohen biedt een inededeeling aan
van den Heer Nil Ratan Dhar : ^^Notes on Cohaltnmmines” .
(Mede aangeboden door den Heer van Rombuegh).
In two previons investigations (Zeit. Anorg. Chem. 1913, 80,43;
84, 224) 1 bad occasion (o stndy certain proporties of tlie cobalt-
amniines. This note is tbe resiilt of the continnation of tny previons
work.
1. Let us consider tlie folio wing series of compounds
K
[Co(NH.).] Ci.,
(NH.1
CL.
Cl,
(NO,) J
L (NO,).J
7
L (NO,).J
Co
(N0,),_
and K, [Co (NO,)j]. For the preparation of
CL,
Cl,
and K
L (NO,) J
L (NO,),J
_ (N0,),_
L (NO.)J
the genera! raethod of procedure is to mix a cobalt salt, ammonium
chloride, ammonium hydroxide and a uitrite; by this a complex
cobaltous compound is formed which is turned into the stable cobaltic
compound by oxidation. The amount of a certain compound which
will be formed depends on the concentration of the reacting substances
and on the solubility of the resulting complex compound. If the
concentration of the nitrite in the.solution is large in comparison
with the concentrations of ammonium hydroxide and ammonium
chloride we should expect that several (NOJ gronps would enter
the complex.
It is known froni a long time that aquopentammine salts can be
converted into the corresponding hexammine salts by heating the
aquo compound with ammonia in a sealed tube or in a bottle under
pressure.
I found that if
(NOJ _
CL
is warmed with a dilute solution
of sodium or potassium nitrite we get mainly
could be purified by recrystallisation.
In a similar way croceo cobalt chloride
(N0.),_
Cl, which
Co
(NH3),
(N0.)._
Cl can be
552
converled iiito
Co(NH.).
by warming it witli a dilute solution of
a nitrite, whilst
fn (NH.)r
can be converted into K
L (NOJ.J
L (NO,)J
by warming
Co
(NH
(NO,)
8.
witli a concentrated solution of potassium
nitrite, ammonia escaping from tlie solution.
I tried to prepare the compound K
(NH.:
Co
(NH.)
which is still
(NO,)J
unknown, by warming K Co
unsuccessful.
On the other hand, one can couvert K
(NO ).
with potassium nitrite, but was
Co *(!)(***
into
Co
(NO,)J
L (NO,),J
and
Co
into
Co
L (NO,).J
L (NO,)J
Cl by warming the compound in
question with a mixture of ammonium chloride and ammonium
hydroxide.
In all these cases, ammonium salts are used along with ammonium
hydroxide and their function is to suppress the ionisation of the
base and form undissociated NH^OH, which is in equilibrium with
NH.. The NH, then enters into the complex molecule.
2. If a fairly concentrated solution of aqnopentammine cobaltic
chloride
Co
(H.0)
corresponding purpureo salt
Cl. is left, it slowly gives a precipitate of the
(NH.)
Co
(Cl) J
Cl,
Cl, + H,o
L (Cl) _
L (H.0) J
Cl,.
This is a case of equilibrium in solution and the purpureo salt
being much less soluble comes out as a precipitate.
Co Cl
(Cl) ’
aud add ammonium hydroxide and warm the mixture we get the
(NH.)
If we start with a solution of purpureo cobalt chloride
ld add ammonium
aquopentammine salt
(H.O)
Cl, in solution and this is the usual
method of preparation of the aquo salt.
I ünd that the ammonium hydroxide has only a catalytic effect
on the hydrolysis of the purpureo salt into the aquopentammine salt.
A solution of the purpureo chloride takes up a molecule of water
553
and passes into the aquo salt verj slowlj even at tlie oidinaiy
teinperature. This hydrolysis is raarkedly accelerated by thepresence
of hydroxyl (OH') ions. The greater the concentration of the hydroxide
ions, the greater is the acceleration. The study of the reaction velocity
of this hydrolysis may seA'e as a means of determining the concen-
tration of hydroxide ions in a dilute solntion of a base. Thus if we
make a solntion of the purpureo salt and add a few drops of a
dilute solntion of potassium hydroxide, the purple colour changes
and becomes rosé in a few ininntes ; but with a weak base like
ammonium hydroxide the colour change takes a long time. This
explanation may be true in the case of hydrolysis with the corre-
sponding compounds of chrorniurn and platinum. There is evidence
to show that in some other cases of hydrolysis by alkali, the action
of the hj’droxide ions is catalytic. The decomposition of sodium
chloracetate by alkali is a case in point (Senter, Trans Chern. Soc.
1907, 91, 473).
One can get the hydroxides of the cobaltammines in solntion b}'
treating the corresponding halide with moist silveroxide :
(NHJ
L (NOJJ
Cl -f AgOH =
Co
(NOJ,
OH -f AgCl
Co
The solntion slowly decomposes even at the ordinary temperatures.
The hydroxides of the other members of this, series can also be
prepared by this doublé decomposition. These hydroxides turn phenol-
phtalein pink and electric condnctivity measnrements show that they
are strong bases of the type of sodium hydroxide.
But one cannot prepare the hydroxide from purpureo cobalt chloride
Cl, by doublé decomposition with silver oxide. The
explanation becomes simple on the light of the catalytic effect of
hydroxide ions on the hydrolysis of purpureo salts into the aquo
compounds. The hydroxide ions set free by the doublé decom-
position acts catalytically on the purpureo salt and actually one gets
-
in alkaline solntion, (compare ürbain et Sénéchal, Chimie des com-
plexes, p. 280, “Les seis purpureo ne donnent pas une reaction de
ce genre”).
the aquopentammine hydroxide
(OH),, which is stable
Summary and Conclusion.
1. The principle of the preparation of the cobaltammines is guided
by the law of mass action and thus depends on the concentration
554
of the reactiiig substaiices. One oan öiibstitute a niti'O (NO,) group in
a compound by the groiap (NHj on warming it witli a mixture of
ammonium hydroxide and a ammonium salt and on the other hand,
NH, is replaced by NO, when the salt is warmed with a nitrite solution.
(NH,);
■ (Nh;)/
Ci
Cl, + H,0
Co
(H,0)
Cl,
This hydrolysis reaction is catalytically accelerated by the presence
of OH' ions and the velocity is proportional to the concentration of
hydroxide ions.
^ (NO,) J (NO,), J
are strong bases and ean be prepared in solution. The base obtained
from the purpureo cobalt chloride is the aquopentammine hydroxide
(NH.),
Co
H.0
(OH),
Chemical Laboratory, Muir Central College, Allahabad, India.
Wiskunde. — De Heer ■ Brouwer biedt een mededeeling aan van
den Heer B. von Kerékjartó te Ujpest: „Ueher die endlichen
iopologischen Gruppen der Kugelfiache” .
(Mede aangeboden door den Heer Hendrik de Vries).
Die vorliegende Arbeit gibt eine nene Herleitnng des Resnltates, dass
die endlichen topologisclien Transformationsgnippen init invarianter
Indikatrix der Kugelfiache mit den Gruppen der regularen Körper
identisch sind, was nach dem BROuwERSchen Grundsatz '), laut dessen
die topologischen Gruppen mit den konformen homöoniorph sind,
aus dem die konformen Transformationsgruppen der Kugelfiache
betreffende!!, bekannten Satze folgt.
Wir betrachten eine Gruppe G von n topologischen, die Indikatrix
erhaltenden Transformationen der Kugelfiache in sich. Eine willkürliche
Transformation t von G ist nach dem Rotationssatz *) eine r-periodische
Drehung, die also zwei Fixpunkte P und Q hat; die Anzahl der
11
mit P bei G aquivalenten Ponkte ist — . Wir verbinden P mit Q
V
durch einen Weg h, der seine bei den Potenzen von t entstehenden
Bilder ausser in P und Q nicht tritft. Sei von P aus der erste solche
Punkt von h, dass P È eines seiner bei G entstehenden Bilder ausser-
halb P trifft. Wenn R — Q, so ist G mit der zyklischen Rotations-
gruppe 1, t, f,.... identisch. Wenn aber R^ Q, so kann auf
dem Bogen PR höchstens ein mit R aquivalenter Punkt R' liegen.
Wenn auf PR kein mit R aquivalenter Punkt liegt, so ist R bei
einer Transformation von G invariant, sodass der Bogen PR ein
zwei nicht-aquivalente Fixpunkte von G verbindender, seine Bilder
ausserhalb der Endpunkte nicht treffender Bogen c ist. Wenn aber
auf PR ein mit R aquivalenter Punkt R' liegt, der bei keiner
Transformation von G ausser der Identitat invariant ist, so betrachte
man das System der Bilder des Bogens R'R von b ; es besteht aus
einander nicht tredenden Jordanschen Kurven, da R zu genau zwei
solchen Bogen gehort; ferner ist dieses System bei G invariant.
b Diese Verslagen XXVII, S. 1201—1203 (29. Marz 1919).
b Math. Ann. Bd. 80, S. 36.
556
Sei y eiiie der geiiaiuiteii Kui ven ; da das innere, d. h. keinen Bild-
punkt von 7^ entlialteiide Gebiet voii y bei jeder es invariant lassendeii
Transformation von G einer Potenz derselben Drehung unterworfen
isf, so kann man R' mit dern im Innern von y existierenden einzigen
Fixpunkt S (der nicht mit Q zusammenfallen kann) dnrch einen
seine Bilder nicht trefFenden Weg verbinden, welcher mit dem Bogen
PR' von h zusammen einen seine Bilder ausserhalb der Fixpnnkte
von G nicht trefFenden und zwei Fixpnnkte verbindenden Weg c bildet.
Die Bilder von c zerlegen die Kugelflache in Elemente ; falls eines
dieser bei einer Transformation von G invariant, also einer Drehung
unterworfen ist, so kann man einen Fixpunkt seiner Grenze mit dem
in seinem Innern liegenden einzigen Fixpunkt T durch einen seine
Bilder nicht trefFenden Weg d verbinden. Die samtlichen Bilder
von c und d ergeben zusammen ein bei G invariantes Sj^stem 7? von
folgender BeschafFenheit ; 1. 77 zerlegt die Kugelflache in Elemente,
von denen je zwei aqnivalent sind und jedes nur bei der Identitat
invariant ist; 2. jeder Fixpunkt von G liegt auf 77; 3. jeder Punkt
von 77, der zu rnehr als zwei Bogen von 77 gehort, ist ein Fixpunkt
von G. Die Anzahl der Elemente, in welche 77 die Kugelflache
zerlegt, ist n ; die Anzahl der nicht aquivalenten Fixpunkte ist 3,
ihre gesamte Anzahl ist also, wenn r,, iq, v^ ihre Multiplizitaten
anzeigen, gleich n { ^ 1 ); die Anzahl der Kanten jedes
Vv, V, vj
Elementes ist 4, also die gesamte Anzahl der Kanten 2n. Mithin
besteht nach dem EuLERSchen Polyedersatz die Formel
n 1 2
n ^ 2 n — 2, oder ^ — = 1 ,
V. r . n
I t
woraus sich die bekannten Lösungen ergeben ’).
Mittels der gleichen Methode werde ich die BROUWEHSchen Resultate ’)
in bezug auf die endlichen Gruppen von topologischen Transformationen
des Torus herleiten.
q Klein, Vorlesungen über das Ikosaeder, S. 119.
») G. R. t. 168, S. 845 (28. April 1919).
Physiologie. — De Heer. van Rijnberk biedt een mededeeiing aan
van den Heer Dr. H. T. Deelman'); ,, Bijdrage tot de kennis
van de dermatomerie hij de vogels [duif).
(Mede aangeboden door den Heer Winkler).
Het onderzoek naar de ligging en uitbreiding van de derinatomen
bij de vogels is nog slechts zeer onvolledig verricht. Uit de andere
groepen van gewervelde dieren kennen wij toch meerdere dermatoom-
studies van onderen en jongeren datum’), terwijl het met dekennis
van het vogeldermatoom nog maar matig gesteld is. En evenals
VAN Rijnberk in 1907 Sparvoli') op deze leemte opmerkzaam maakte
en hem tot een studie aanzette, zoo ook deed hij het 10 jaar later
schrijver dezes. Waren de uitkomsten van het onderzoek van Sparvoij
dan negatief geweest? Geenszins, maar zijn resultaten konden slechts
een voorloopig karakter dragen, doordat het aantal verrichte experi-
menten betrekkelijk maar gering was. Reeds hier wil ik dadelijk
mededeelen, dat mijn uitkomsten niet veel talrijker waren; daar zij
echter in veel opzichten een volkomen bevestiging zijn van de vondsten
van Sparvoij, is het dunkt mij belangrijk genoeg ze hier mede te
deelen.
Waarom ontbreekt de vogel onder de proefdieren die voor dermatoom-
studies gebruikt zijn? Een vogel is een moeilijk proefdier. Men moet
over bijzondere apparaten beschikken tot fixatie van het dier, de be-
dwelming moet zeer voorzichtig worden toegediend. Voorts brengt het
zoeken der ruggemergswortels groote moeilijkheden met zich. In het
halsgebied — te midden van bloedrijke spieren en bij slechte fixatie —
is het opzoeken der wortels haast ondoenlijk. In het lumbale gebied
brengt het beenige kanaal waarin het ruggemerg besloten is, weer
andere moeilijkheden. Het thorakale gebied is nog het beste voor de
proefnemingen geschikt.
Aanvankelijk werden de kip en de eend als proefdieren gebruikt.
b Naar onderzoekingen verricht in het Physiologisch Laboratorium der Univer-
siteit van Amsterdam.
Koschewnikoff voor ' den kikvorsch, Sherringtün voor den aap, Winkler en
VAN Rijnberk voor den hond, van Rijnberk bij den visch ; later ook Klessens
voor de kat en van Trigt voor de hagedis.
®) Sparvoli, Suil’ innervazione segmenlale della cuté negli uccelli. Archivio di
Anatomia e di Embriologia, Vol, VI. fase. 3. 1907.
558
Deze dieren bleken eciiler minder gescliikt daar men te gemakkelijk
bij de operaties groote bloedingen verkrijgt, die de dieren niet door-
staan. Ik bepaalde mij toen verder bij de duif. Bij de duif had ik
maar zelden last van bloedingen bij de operatie, terwijl het mij heeft
getroffen, hoe goed de dnif ook niet volkomen steriele ingrepen
verdraagt. Infecties behoorden gelukkig tot de uitzonderingen. (Op
de eerste reeks van 25 duiven slechts 3 gevallen).
Wat de proefmethode aangaat, zoo werd ik als vanzelf in de
banen van Sp.arvoli geleid. Een deel van het ruggemerg w'erd bloot-
gelegd, de wortels naar behoefte doorsneden, de wond in twee lagen
(spieren en huid) gehecht. Het is vooral bij mijn latere proeven het
streven geweest, om bij worteldoorsnijdingen links, zooveel mogelijk
te werken op de rechter lichaamshelft, om — behoudens de door-
gesneden linkerwortels — de andere zenuwstammen zoomin mogelijk
te beschadigen ’). De uitbreiditig van de gevoelige velden werd in
de volgende dagen door knijpen met een pincet bepaald. Het dier
wordt dan door een helper vastgehouden — men zorgt voor een
volkomen rustige, diffuus verlichte omgeving — en de gevoelige
gebieden met een kleurstof aangestipt. Electrisehe prikkeling geeft
minder goede uitkomsten. Spakvoli kwam tot hetzelfde resultaat*).
Van de uitgevoerde proeven;
Ik heb drie proefreeksen uitgevoerd: i. enkelvoudige doorsnijding
van 1 of 2 dorsale woidels en daaropvolgende bepaling van het
ontstane ongevoelige huidgebied; 2. ,,isoleering” van een dermatoom
tussehen twee ongevoelige hnidgebieden (,,remaining sensibilitj” van
Shbrrington) ; 3. doorsnijding, achtereenvolgens van een geheele
reeks dorsale wortels, en bepaling keer op keer van de daardoor
ontstane uitbreiding van het analgetiscli gebied en de daaraan beant-
woordende verplaatsing van de grens tussehen voelend en niet-voelend
gebied (gewijzigde methode van Rossi). De uitkomsten dezer dier-
proefreeksen zal ik achtereenvolgens bespreken.
b Prof. VAN Rijnberk maakte mij opmerkzaam, steeds ook de heterolaterale
lichaamshelft op sensibiliteitsstoornissen te onderzoeken. Dit heb ik dan ook in de
latere proeven steeds gedaan. Een anaesthetisch gebied aan beide zijden van de
operatiewond — dan weer eens wat breeder, dan weer wat smaller — - kon
wel steeds worden vastgesteld. Overigens werden op de heterolaterale lichaamshelft
geen sensibiliteitsstoornissen aangetroffen.
Een tandartsen-boormachine bewees uitnemende diensten bij het openmaken van
het ruggemergskanaal ; vooral ook in het lumbale gebied bereikt men hiermede
veel sneller zijn doel dan met allerhande knabbeltangen.
2) De strychnine-isolatiemethode (Klessens, Barenne) geeft bij de duif geen
uitkomst. Hyperreflectorische gebieden blijven achterwege.
559
■1*. Enkelvoudige doorsnijding van 1 of 2 loortels.
' Wwmeer men één wortel doorsnijdt gelukt het niet een unaesthehsck
gebied te bepalen. De hidd blijft overal gevoeliq.
Ook Sparvoli boekte hetzelfde resultaat. Bij eerste 5 duiven
werd één wortel doorsaeden in het thoracale of hoogelumbaal-
gebied.
Bij duif VI — XII werden twee opvolgende wortels doorsneden
(ook wederom in het thoracale gebied of hooge-lendengebied). In de
volgende dagen kon een tamelijk breed ongevoelig gebied op de
romp worden vastgesteld, dat zich in dorso-ventrale richting uitstrekt.
De grenzen laten zich tamelijk scherp bepalen. Soms werd de dorsale
mediaanlijn door het bepaalde ongevoelige gebied niet geheel bereikt,
zonder dat het gelukt hier een scherpe grens aan te teekenen (lig. 1).
Fig. 1. Ongevoelig huid veld verkregen na doorsnijding van 2 opvolgende
thoracale wortels (links) bij duif VIII.
Het ongevoelig gebied wordt naar de ventrale mediaanlijn iets
breeder, al is het verschil maar gering. De schets aan duif VIII
ontleend, geeft er een beeld van. Ter vergelijking geef ik fig. 2,
aan de mededeeling van Sparvoli ontleend, waarbij ook twee wortels
links bij de duif zijn doorsneden. Met de dikke lijnen van Sparvoli
wordt waarschijnlijk uitgedrukt dat hij de grenzen niet scherp vond.
Toch .is mijn ervaring dat het wel gelukt een duidelijke grens aan
te wijzen. Ook konden versmallingen van het ongevoelige gebied
in de ,,axillair”-lijn worden aat)getoond, al was het meest niet zoo
duidélijk als bij Sparvolï. (Zie de maten in fig. 1).
560
In een nieuwe reekvS van proefnemingen werden bij een aantal
duiven twee opvolgende wortels doorgesneden. Bij duif 3 (N.R.) de
Fig. 2. Ontleend aan de mededeeling van Fig. 3. Ongevoelig huidveld (gedeeltelijk op
Sparvoli, waarbij evenals bij duif VIll twee linker achterpoot) na doorsnijding van de beide
thoracale wortels werden doorgesneden. laatste thoracale wortels (links) (duif 3 N.R.).
beide laatste tliorakale wortels (fig. 3), bij duif 4 (N.R.) de laatste
tliorakale en eerste lenden wortel (fig. 4) en bij duif 5 (N.R.) de
Fig. 4. Ongevoelig huidveld (gedeeltelijk op linker achterpoot) na doorsnijding
van den laatsten thoracalen en eersten lendenwortel (links) (duif 4 N.R.).
2e en 3e lumbale wortel (fig. 5). De figuren geven duidelijk weer
het verplaatsen van de anaesthetische gebieden in eaudale richting,
561
terwijl tevens blijkt, dat de ongevoelige gebieden van duif 4 en 5
te zamen juist den geheelen achterpoot innemen, doordat de caudale
Fig. 5 Ongevoelig huidveld na doorsnijding van den tweeden en derden
lumbalen wortel (links) (duif 5 N.R.).
grens van het ongevoelige gebied bij duif 4 juist de cranïale grens
is van het ongevoelige gebied van duif 5.
2. Isoleering van 1 dermatoom {„remaining sensibility”).
Bij de duiven genummerd XIII tot XXI werd getracht de isolatie-
Fig. 6. Geïsoleerd gevoelig gebied bij duif Xlll, verkregen na doorsnijding van
4 wortels (2 craniaal en 2 caudaal van één thoracalen wortel (linksi.
87
Verslagen der Afdeeling Natuurk. Dl. XXVIII. A". 1919/20.
562
metliode van Sherrington toe te passen. Eén wortel werd intact
gelaten en twee wortels craniaal en twee wprtels caudaal van deze
werden dooi'gesneden. Regelmatig werd nn een ongevoelig gebied
gevonden, dat gelegen is in een breede zone waarin het dier geen
reactie op mechanische prikkels geeft. De fignur aan duif XIII
ontleend geeft dezen toestand weer (fig. 6). Het gevoelige gebied, dat
Fig. 7. Geisoleerd gevoelig gebied na isolatie van een wortel tusschen twee
craniale en twee caudale doorgesneden wortels (fig. aan de mededeeling
van Spakvoli ontleend.
Fig. 8. Idem als fig. 7.
563
op deze wijze verkregen werd, reikt tot iets verder dan de axillair-
lijn en loopt naar ventraal tamelijk breed uit. In de latere gevallen
werd getracht, door een been-spier-huidbrng boven den niet-door-te-
snijden wortel te laten staan, de beschadigingen door de operatie
veroorzaakt aan dezen wortel zoo gering mogelijk te doen maken.
Wel kon ik dan vinden dat het gevoelige gebied iets meer nog naar
de dorsale mediaanlijn reikte, maar deze werd echter nooit bereikt.
Fig. 7 en Fig. 8 zijn twee afbeeldingen van gelijke proeven van
Spakvou. De gevoelige gebieden die ik op bovenstaande wijze vond,
waren dunkt mij we! steeds grooter dan die van S. Met nadruk wijs
ik er op, dat i-egelmatig een verbreeding naar de ventrale zijde
gevonden werd. Voorts werd de indruk verkregen, dat met toe-
nemende ervaring, de gevonden gevoelige gebieden grooter werden.
3". Achtereenvolgende doorsnijding van een reeks dorsale loortels
(gewijzigde methode van Rossi). Uitbreiding van de studie werd nu
in deze wijze van opereeren gezocht. Deze methode levert het groote
voordeel op, dat elke proef een aantal gegevens verschaft óp één-
zelfde dier verkregen, waarbij dus de individueele variabiliteit, welke
in het hoofdstuk der segmentaal-anatomie zulk een groote rol speelt,
uitgeschakeld is. Fig. 9 (aan duif 22 ontleend) geeft een indruk van
Fig. 9. Opvolgende vergrooting van het ongevoelige huidgebied tusschen de
lijnen 1 en 2, 1 en 3, 1 en 4, en 1 en 5, na doorsnijding van 2, 3, 4
en 5 wortels. (Rossi-raethode).
de uitkomsten op deze wijze verkregen. Allereerst werd hier de
laatste cervicaaizennw doorgesneden. Geen anaesthetisch gebied werd
37#
564
gevonden. Twee dagen later werd de eerste thoracale zenuw door-^
gesneden. Nu komt er een ongevoelig gebied als tiisschen de lijnen
1 en 2 is aangegexen. Weer twee dagen later volgt de volgende
zenuw. De lijn 3 geeft nu de caiidale grens aan. Deze is slechts
een paar m.m. meer caiidaal dan lijn 2, terwijl 2 en 3 op den rug
van het dier samen loopen. Na twee dagen wordt de volgende zenuw
doorgesneden en lijn 4 wordt de caudale grens van het anaestheti-
sche gebied. Bij doorsnijding van de volgende zenuw wordt lijn 5
de caudale grens van hot nu langzamerhand tamelijk breede onge-
voelige gebied.
Bij opvolgende worteldoorsnijding vindt men dus een 'steeds broeder
anaesthetisch gebied, al is de breedte-toename bij eiken volgenden
wortel ook niet constant.
Beschouwing der met de drie methoden verkregen uitkomsten.
Uit al onze proeven blijkt, dat de gevoelige wortelgebieden, ook
bij de duif, op den romp als ononderbroken gordelvormig serieel
gerangschikte zónes, van de dorsale tot de ventrale middenlijnen
verloopen. Voor zoover men mag oordeelen uit de enkele proeven
binnen het gebied der extremiteiten, schijnt het, dat ook hier de
serieele rangschikking behouden is. In de afbeeldingen van fig. 3, 4
en 5 ziet meji de caudale grenzen van Th X, Th XI en L 1, en
de craniale grenzen van L /, L 7/ en L IV gelijkmatig op den
achterpoot verschuiven, zoodat op de dij, de craniale grens van L 7/
ongeveer samenvalt met de caudale van L 1.
Bij de isoleering van een wortel veld op den romp bleek mij —
evenals aan Sparvoli — dat de gevoelige zone niet de doi’sale
middenlijn bereikt.
De ongevoelige gebieden die gevonden worden bij twee opvolgende
worteldoorsnijdingen, worden regelmatig breeder naar de ventrale
zijde toe, al is deze breedtetoename ook niet erg groot. De gevoelige
gebieden met de isolatiemethode verkregen, worden naar de ventrale
zijde toe aanmerkelijk breeder. Deze beide waarnemingen zonder erop
kunnen wijzen, dat de dennatomen bij de duif naar de ventrale
zijde toe aanmerkelijk in breedte toenemen. Men weet hoe er voorat
in de latere jaren een kwestie is geweest over het ontstaan van den
vorm van het dermatoom. De Boer *) heeft getracht waarschijnlijk
te maken, dat de grootere uitbreiding van het dermatoom aan de
ventrale zijde met het grooter aantal prikkels in verband moet worden
gebracht, die de buikzijde van het dier verkrijgt in vergelijking met
Ó Feestbundel voor Winkler 1918.
565
de rugzijde (functioneel verband tusschen de uitbreiding van het
derraatooin en prikkelhoeveelheid).
Wanneer nu mijn waarnemingen aan de duif juist zijn verricht,
dan hebben wij ook liier wederom een diersoort, waarbij de dermatomen
naar \entraal aanmerkelijk in afmetingen toenemen. Ik zou er nu
op willen wijzen, dat dit geen steun is voor de opvattingen van de
Boek, daar, wanneer men meet — langs de i-ugmiddenlijn — de afstand
van hals-implantatie tot aanhechting van het staartstompje, en dezen
afstand vergelijkt met den afstand tusschen correspondeerende punten
van de ventrale middenlijn, dat het dan blijkt, dat de laatste afstand
ongeveer 2 maai grooter is dan de eerste. Hij de vogels is — dank
zij den schuitvormigen bouw van den romp — het verschil tusschen
de lengte van dorsale en ventrale mediaajilijn wel veel grooter dan
bij elke andere diersooi’t (vergelijk hiermede den volkomen buisvor-
migen romp van de hagedis, van Tkigt). Terecht kan men dunkt mij
verwachten dat reeds hierom de dermatomen naar de venti-ale zijde
aanmerkelijk in breedte zullen moeten toenemen, zonder dat het nood-
zakelijk is deze breedtetoename met functioneele factoren in verband
te brengen.
Natuurkunde. — De Heer Jl'i,ius biedt eene mededeeling aan van
den Heer W. J. H. Mou. : ,,Een nieuioe registree rende Micro-
foto meter” .
(Mede aangeboden door den Heer van der Stok).
De naain „Microfototneter” is het eerst door Haktmann gegeven aan
een door hem ot)tworpen toestel, bedoeld oin van zeer kleine deelen
eener fotografische plaat de zwarting te bepalen.
Het te onderzoeken deel der fotografische plaat wordt daartoe
vergeleken met een deel van een „fotografische wig” (een fotografische
plaat van geleidelijk afnemende zwarting), en de meting komt neer
op het uitzoeken op de wig van een plaats van gelijke zwarting.
De wijze waarop beide zwartingen worden vergeleken, is op neven-
staand schema, tig. 1, aangegeven. is de fotografische plaat, en /tT de
A ' W
Il=ï S
M
Fig. 1.
wig, welke beiden door tusschenkomst van de spiegels S en S' licht
ontvangen van een plaatje rnelkglas M, dat door een lampje L wordt
beschenen. W is een dubbelprisma naar Lummkr en Brodhun, op het
hypothenusavlak waarvan de objectieven O en O' een scherp beeld
van kleine deelen der beide fotografische platen ontwerpen. In
het oculair A, ingesteld op het midden van het hypothenusavlak,
ziet men in het centrum eeri zeer klein deel van de plaat P, en rond
b J. Hartmann, Zeitsclir. f Instrumentenk. 19, p. 97, 1899.
.567
daaiomheeii een deel van de wig W. Men verschuift nu de wig,
tot liet contrast verdwijnt, en leest den stand van de wig af.
Op deze wijze kan men, door de fotografische plaat te verschuiven,
deze punt voor punt onderzoeken.
In zijn oorspronkelijken vorm was Hartmann’s microfotometer
slechts bedoeld, om op de fotografische plaat plaatsen van gelijke
zwarting op te sporen; hij was als zoodanig een hulptoestel bij de
fotografische fotometrie van zeer zwakke lichtbronnen (sterren, nevel-
vlekken). Om b.v. de lichtveixleeling in een nevelvlek te onderzoeken,
werd deze gefotografeerd. Vervolgens werd op een ander deel derzelfde
fotografische plaat een ,,intensiteitsschaar’ ontworpen, die verkregen
werd door met een aardsche lichtbron naast elkaar liggende vakjes
te verlichten, telkens gedurende precies denzelfden tijd, maar van uit
verschillende nauwkeurig bepaalde afstanden. Daarna werd de plaat
in haar geheel ontwikkeld en gefixeerd. Nu is het verband tusschen
zwarting van een fotografische plaat en de lichthoeveelheid, die deze
zwarting heeft veroorzaakt, van allerlei factoren afhankelijk, maar
onafhankelijk van eenige zwartingswet geldt, dat plaatsen van gelijke
zwarting gelijke (d.w.z. fotografisch gelijke) hoeveelheid licht per c.m.®
hebben ontvangen. Door dus, met de wig als vergelijkingsobject, in
het fotografisch beeld der nevelvlek een aantal plaatsen op te zoeken
van gelijke zwarting als een der vakjes der intensiteitsschaal, kent
men voor evenveel plaatsen der nevelvlek de mate waarin ze licht
uitzenden.
Maar niet minder belangrijk is een andere toepassing, die de
microfotometer van Hartmann heeft gevonden, n.1. het onderzoeken
naar de zwartingsverdeeling in het fotografisch opgenomen beeld van
een of ander object of verschijnsel, een spectrum bijvoorbeeld.
Een dergelijk onderzoek echter beteekent het bepalen van de
zwarting plaats voor plaats van een meer of minder uitgebreid gebied,
en wel door visueele fotometrie. Dit is een tijdroovend werk en voor
den waarnemer zeer vermoeiend, de nauwkeurigheid van instelling
neemt daardoor, zelfs bij de uiterste inspanning, snel af'.)
Het groote bezwaar dat bij een dergelijk uitgebreid fotometrisch
onderzoek de subjectieve waarneming oplevert, heeft Koen ’) geleid tot
den bouw van een geheel automatisch toestel, een zelfregistreerenden
microfotometer.
Koch werpt het principe van den contrast-fotometer over boord,
en bepaalt de zwarting door directe meting van het doorgelaten licht.
b Fijne détails komen daarbij uiteraard in het geheel niet tot hun recht.
P. P. Koch, Ann. d. Phys. 39, p. 705, 1912.
568.
en wel met Dehulp van een foto-electrische cel. Fig. 2 geeft een
schematische voorstelling van de inrichting van zijn apparaat.
* Nj
Fig. 2.
Het licht \aii een Nernstlamp wordt door een condensor C
geconcentreerd op de fotografische plaat F. Het doorgelaten licht treft
het objectief O, hetwelk op de spleet Si een vergroot beeld ontwerpt
van de fotografische plaat. Het licht dat door de spleet wordt door-
gelaten, en dus afkomstig is van een smalle strook der fotografische
plaat, treft een foto-electrische cel F, en wel de met Kalium bedekte
kathode, die met de negatieve pool van een accumiilatorenbatterij B
is verbonden. De anode is via een snaar-electrometer E van het
gebruikelijke type, en via een zeer grooten weerstand met de aarde
verbonden.
Al naar gelang van de zwarting van de fotografische plaat, zal de
cel door meer of minder licht getroffen worden, en zal de electro-
rneter een grooter of kleiner uitslag krijgen.
Deze uitslag wordt met behulp van een tweede Nernstlamp iV,,
en een paar lenzen L, en L, fotografisch geregistreerd op een ge-
voelige plaat R, en een zelfde uurwerk verschuift gelijktijdig de
platen P en R, F zeer langzaam in horizontale, en R vrij snel in
verticale richting. Op deze wijze wordt op de plaat R een kromme
569
lijn geregistreerd, waarvan de abscissen met verschillende plaatsen
van de plaat P overeenkomen, en de ordinaten een maal zijn voor
de op die plaatsen beslaande zwarting.
Koch wijst zelf op de moeilijkheden, die het verkrijgen van be-
trouwbare opnamen met dit zeer subtiele instrumentarium oplevert.
Om de schommelingen in de lichtsterkte van de Nernstlamp (die
om voldoende gevoeliglieid te verkrijgen, overbelast wordt), tengevolge
van luchtstroomingen en wisselingen in de spanning der stroorn-
leverende batterij, te compenseeren, neemt hij in de keten : batterij-
cel-electrometer-aarde eeti tweede cel op, die door dezelfde Nernst-
lamp wordt bestraald, en die tegen de eerste is geschakeld.
Ook als alle voorzorgen zijn getroffen om den electrometer, de
cellen en hun toeleidingen electrostatisch te beschermen, doen zich
onverwachte kleine bewegingen van de snaar voor, en deze is
bovendien uiterst gevoelig voor dreuningen.
Maar bovenal levert de traagheid der foto-electrische cel een
principieel bezwaar. Bij constante bestraling van de cel bereikt de
electrometer eerst na eenige minuten zijn einduitslag. De electro-
meter volgt de intensiteits-wisselingen van het licht dus slechts lang-
zaam. Met de bedoeling om de snelheid van aanwijzing te vergrooten,
wordt een derde cel in de keten opgenomen, maar het effect daarvan
is slechts gering.
Nu komen in de fotografische plaat maar zelden sprongsgewijze
\ eranderingen van zwarting voor, en daarom vallen de contrasten
die door een trage cel worden geregistreerd inderdaad nog wel mee,
maar de geregistreerde intensiteitsverdeeling is niet de juiste. Een
volkomen symmetrische spectraallijn b.v. zal tengevolge van de
traagheid der cel een asymmetrische kromme leveren, en men kan
aan dat bezwaar slechts tegemoet komen, door de fotografische plaat
met de uiterste langzaamheid te verschuiven.
Bij allerlei spectrografische onderzoekingen, die in den laatsten
tijd in het Utrechtsche Physische Laboratorium worden uitgevoerd,
deed zich de behoefte gevoelen aan een microfotometer. Hierin heb
ik een aanleiding gevonden zelf de constructie van een toestel ter
hand te nemen. Elders zijn reeds enkele resultaten gepubliceerd, die
met het oorspronkelijke toestel, en een aanmerkelijk verbeterd
exemplaar zijn verkregen. Waar thans het instrument een meer
definitiever! vorm heeft aangenomen, wil ik in het koit daarvan
een beschrijving geven :
Het principe, dat aan dezen nieuwen microfotometer ten grondslag
ligt, is in hoofdzaak hetzelfde als door Koen is toegepast, maar
570
voor bet registreeren der intensiteit van het door de fotograüsche
plaat verzwakte licht, wordt niet gebruik gemaakt van de combinatie
foto-electrische cel en electrometer, maar van de combinatie thermo-
zuil en galvanometer. Dat daarbij in lioofdzaak stralen van groote
golflengte een rol spelen maakt geen wezenlijk verschil uit, de
verzwakking die deze stralen door de fotografische plaat ondergaan
kan juist evengoed als maat voor de zwarting dienen, als de ver-
zwakking van de eigenlijke lichtstralen alleen ').
Deze combinatie biedt daarentegen een aantal voordeelen :
De galvanometer en' de tliermozuii, van een constructie zooals ik
die vroeger heb beschreven zijn instrumenten, die Juist voldoen
aan de eisclien die de microfotometer stelt. Zij zijn snel, zeer ge-
voelig, en zoo onafhankelijk van uitwendige storingen, dat zij onder
het gebruik geen speciaal toezicht behoeven.
Het zij me vergund tnet een fotografisch geregistreerd diagram, zie
tig. 3, de wijze, waarop tliermozuii en galvanometer fuoctioneeren,
overtuigend te toonen.
Een dergeiijke tliermozuii voorzien van een uiterst smalle spleet
vormt het gevoelige deel van den nieuwen microfotometer. In neven-
staand schema, tig. 4, stelt T de tliermozuii voor, en aSJ de spleet
ÏÏ»'
p
R
C
Fig. 4.
h Men heeft echter te bedenken, dat de maat waarin de zwarting wordt gemeten
voor beide gevallen verschillend is.
Deze Verslagen, 22, p. 206 (Juni 1913), en p. 614 (Nov. 1913).
571
L is een lantaarn waarin een gloeilampje, en voorzien van een
condensor C, die de gloeiende spiraal van het lampje projecteert op
de spleet S^. 0, en 0^ zijn twee mieroscoop-objectieven, waarvan
het eerste dient om de spleet *S, sterk verkleind af te beelden op de
fologratische plaat P, en iiet tweede om een vergi'oot beeld van de
fotografische plaat op de spleet aS, te vormen. De fotografische plaat
P is vastgeklemd tegen een plaathonder (niet in de figuur geteekeud),
welke plaathonder met behulp vau een micrometerschroef zijdelings
verschoven wordt. De thermozuil is direct aan den galvanometer X
aangesloten, en deze werpt een lichtbeeld (afkomstig van een tweede
gloeilampje, dat naast of boven den galvanometer is opgesteld) op
een registreertrommel R.
De wijze waarop de bewegingen van F en R zijn gekoppeld zal
straks nader worden aangegeven.
Fig. 5 geeft een schets van het complete instrument op 7? van de
natuurlijke grootte. De verschillende boven reeds genoemde onder-
deelen zijn door dezelfde letters als in fig. 4 aangegeven.
De voet van het toestel bestaat uit twee stevig aan elkander
bevestigde deelen, een zware gegoten bronzen grondplaat ü, waarop
een tafel D en verdere opstaande stukken, en een ijzeren rail V
van driehoekig profiel. De rail heeft geen andere bestemming, dan
alleen om daarlangs drie ruiters J, II en V te kunnen verschuiven,
Fig. 5.
waarvan / het lantaarntje L, II de spleet en V de thermozuil
T draagt. Op de bronzen grondplaat en de tafel is het bewegings-
572
mechanisme aaiigebraclit, en op de tafel D bovendien de beide
standaards ///en IV welke de objectieven 0^ en O, dragen.
Het voornaamste onderdeel van het bewegingsmechanisme vormt
de hoofdas A. Dat gedeelte van de hoofdas, dat zich binnen liet
blok B bevindt draagt een micronieterschroef van 1 m.m. spoed,
waarmede dit blok, dat inwendig van een moer is voorzien, tnsschen
twee lijsten en zijdelings verschoven wordt. Aan de af werking
van deze schroef en moer is de alleruiterste zorg besteed. Op het
blok B wordt met drie scliroeven de plaathonder Q bevestigd, waar-
tegen de te onderzoeken fotografische plaat wordt vastgekiemd (de
plaathonder is niet in de schets geteekend).
Verder draagt de as bij G een drievoudige wormschroef, die in
het wormrad H grijpt, en daaraan bij draaiing een tienmaal ver-
traagde beweging mededeelt. De vaste as van dit wormrad wordt door
tusschenkomst van een dubbele cardanische overbrenging Y, gekop-
peld aan het drijfwerk van den registreertrommel (niet in de schets
geteekend). Door omschakeling van een tussclienrad van dit drijfwerk
kan men den trommel öf dezelfde snelheid geven als H, bf wel een
4 maal kleinere. Op den trommel wordt een vel broonzilverpapier
gespannen, van circa 40 c.rn. lengte. Een verplaatsing van het ge-
voelige papier over 40 c.rn. komt dus overeen met een verschuiving
der fotografische plaat /'* over 40 resp. 10 m.m.
Eindelijk draagt de hoofdas een wormrad J van 200 tanden,
waarin de wormschroef K grijpt. Deze schroef wordt door middel van
een buigzame as Z direct gekoppeld aan een electromotor (niet in de
schets geteekend), die, voorzien van een vliegwiel, voor matige snel-
heid is ingericht. In de leiding, die den stroom aan den electrometer
toevoert, wordt een regelbare weerstand en een commutator opgenomen
(beide niet geteekend in de schets). Met behulp daarvan kan men
de snellieid van draaiing der hoofdas binnen wijde grenzen varieeren,
en de richting van draaiing kiezen. Er is een inrichting getroffen, die
de beweging van het blok B beiderzijds beperkt. Wanneer n.1. het
blok in den eenen of den anderen uitersten stand is aangekomen, maakt
een stuiting verdere draaiing van de hoofdas onmogelijk, zonder dat
de micrometerschroef daarvan nadeel ondervindt. Doordat het wormrad
J niet vast aan de hoofdas is bevestigd, maar met zware wrijving
over die as kan draaien, zal van het oogenblik af dat de hoofdas
wordt gestuit, de motor niets anders doen dan deze wrijving over-
winnen, maar de plaat P en de trommel R zullen blijven stil staan.
Door het omzetten van een hefboom kan bovendien de schroef K
worden vrijgemaakt van het wormrad J. Men kan dan de hoofdas
uit de hand ronddraaien, en dat deel van de fotografische plaat
W. J. H. MOLL: „Een nieuwe registreerende Microfotometer”.
Fig. 3. Fotografisch diagram opgenomen met de thermozuil en den galvanometer (de
beide hulpinstrumenten van den microfotometer), ter demonstratie van de betrouwbaar-
heid en snelheid van aanwijzing dier instrumenten.
De straling van een kaars, geplaatst op 1 meter afstand van de thermozuil (voorzien
van een spleet van 1 m.m. breedte), werd intermitteerend telkens 5 sec. toegeiaten en
5 sec. onderschept.
Fig. 6. Diagram geleverd door den micro-
fotometer van een ZEEMAN-sextet. De 6 lijnen
hadden tezamen een breedte van circa 0,6 m.m.
Fig. 7. Diagram geleverd door den
microfotomer van een .,Abbesche Test-
platte” : hetzelfde object tweemaal achter-
eenvolgens opgenomen.
Verslagen der Afdeeliiig Natuurk. Dl. XXVIII. A'^. 1919/20.
tasscheii de objectieven brengen, dat men onderzoeken wil. Bij deze
draaiing wordt wel is waar ook de registreertronimel meegenomen,
maar deze laat zich van buiten af in den gewenschten beginstand
brengen.
Wat het optische systeem van den microfotometer betreft, dit is
in hoofdlijnen reeds in tig. 4 geschetst. Hier volgen, onder verwijzing
naar tig. 5, nadere bizonderheden. De lantaarn L met condensor C
bevat een gloeilampje voorzien van een speciale fitting, die een on-
veranderlijken stand van het lampje, en bovendien een geheel be-
trouwbaar electrisch contact verzekert. De beide objectieven en O,
zijn door middel van de beide schroeven en in de richting
van de optische as te verstellen, en met behulp van de schroef N
kan men de thermozuil T en tevens de spleet aS, een zijdelingsche
verschuiving geven. De lantaarn en de thermozuil zijn gemonteerd
op twee ruiters 1 en V, de ruiter 11 draagt een montuur met de
spleet aS,. De ruiters kunnen over de ijzeren rail V verschoven
worden, en worden vastgeklemd.
Om den microfotometer in te stellen, verwijdert men voorloopig
de spleet aS',, schuift het objectief (9, tot vlak bij de fotografische
plaat en verlicht zoodoende een vrij groot deel daarvan.
Men zorgt nu eerst voor de scherpe afbeelding van de fotografische
plaat op het vlak der spleet aS, en zoekt dus den juisten stand op
van het objectief 0^. Wanneer de fotografische plaat, die men heeft
te fotometreeren, b.v. een lijnenspectrum bevat, zal men daarna zorg
dragen dat de geprojecteerde spectraallijnen evenwijdig loopen met
de spleet aS,, die men hiertoe een weinig kan draaien. Nu wordt
de spleet aS, in haar montuur geschoven en op aS, een scherp
beeld van de spiraal der gloeilamp geworpen. Vervolgens zal
men het objectief O, hebben in te stellen, om te zorgen dat ook de
spleet aS, scherp wordt afgebeeld op het vlak van S^, daarna wordt
het montuur van de spleet aS\ gedraaid') tot het beeld daarvan even-
wijdig is met aSj, en ten slotte wordt de spleet aS, met behulp van
de schroef iV zooveel zijdelings verschoven, dat het beeld van aS,
met aSi samenvalt. Men beoordeelt dit laatste het scherpst met behulp
van den galvanometer, en draait dus N tot de maximale galvanometer-
uitslag is bereikt.
Met behulp van deze methode (maximale gal vanometer-uitslag) kan
men bovendien de instelling van de objectieven corrigeeren, in zoo-
verre als de visueele scherpstelling niet volkomen overeenstemt met
De wijze waarop de spleet aS'j (en tevens de thermozuil), en de spleet om
een horizontale as gedraaid kunnen worden, is niet in fig. 5 aangegeven.
574
de scherpstelling voor de langere golven, welke voor de thermozuil
een hoofdrol spelen. Deze correctie kan men, als men niet het uiterste
van den microfolometer verlangt, zonder bezwaar achterwegen laten.
Wat de opstelling van den mici'ofotometer aangaat, zal men hoofd-
zakelijk hebben te letten op een goede plaats voor den galvanometer.
Een gewone console aan een stevigen miuir is daarvoor alleszins
voldoende. Het registreeren behoeft niet in donker te geschieden,
men heeft slechts te zorgen dat er geen direct licht op de cilinderlens
van de registreertrommel valt. Men stelle de rail evenwijdig aan
den mnnr en daarvaii afgekeerd, het optische sjsteem is dan ge-
makkelijk toegankelijk '), en bij het instellen vervangt men tijdelijk
de registreertrommel door een doorschijnende afleesschaal.
De beide spleten 6', en zijn 6 m.m. lang, en 0.06 m.m. breed. Bij
de gebruikelijke vei-grooting (circa zesvoudig) heeft het oppervlak,
waarvan men de zwaï'ting bepaalt, dns een afmeting van 1 bij 0.01 m.m.
De uitslag dien men dan verkrijgt met een heldere fotografische plaat
(dus in de volkomen ongezwarte partijen) is, bij 1 meter afstand van
galvanometer tot registreertrommel, circa iOO m.m.
Bij het onderzoek van zeer zwarte platen zal men breedere spleten
prefereeren, in sommige gevallen korte spleten of zelfs vierkante
openingen. De zeer eenvoudig geconstrueerde spleten van het in-
strument kunnen zonder bezwaar door anders gevormde vervangen
worden.
De spleet aS, kan ook wijder worden gekozen dan *Si, of ook geheel
worden weggelaten, zelfs kan de condensor worden gemist, en de
gloeiende spiraal zelf op de fotografische plaat worden afgebeeld.
De galvanometer- uitslagen worden daardoor wel is waar grooter,
maar fijne détails in de zwarting gaan verloren, en wel daardoor,
dat de verstrooiing, welke de stralen ondervinden van de talloos vele
reflecteerende zilverdeeltjes in de gelatinelaag een groote rol gaat
spelen. Wanneer n.1. een breed gedeelte van de fotografische plaat
wordt verlicht, zullen tengevolge van deze verstrooiing stralen naai-
de thermozuil worden gezonden, die wel afkomstig zijn van het ge-
observeerde smalle gebied, maar primair afkomstig zijn van naast
liggende plaatsen. En zoo zal de mate van zwarting van die naast-
liggende plaatsen mede van invloed zijn op den galvanometer-uitslag.
Dit euvel wordt in den microfotometer van Koen niet verholpen
door een spleet, die hij achter de fotografische plaat heeft aangebracht,
(/S' in fig. 2). Deze spleet komt slechts de scherpte van afbeelding
ten goede, doordat ze het ,,valsche licht” ten deele afdekt.
1) De thermozuil is door een glazen plaatje afgedekt, en dus ongevoelig voor de
.stralende warmte” van den waarnemer uitgaande.
575
In het thans beschreven toestel zijn beide storende invloeden,
de verstrooiing en het valsche licht, tot een minimum ternggebracht.
Door namelijk niet de lichtbron zelf, maar een smalle verlichte spleet
op de fotografische plaat af te beelden, wordt alleen de plaats die
in observatie is belicht, en wordt alle overbodige licht, en dus ook
alle storingen die dit licht zou veroorzaken, uitgesloten.
Ten slotte mogen eenige diagrammen met den nieuwen micro-
fotometer opgenomen, de wijze waarop het instrument werkt illu-
streeren.
Fig. 6 is de reproductie van een diagram geleverd door een
ZEEMAN-sextet. De fotografische plaat werd mij welwillend door
Prof. P. Zeeman afgestaan.
Fig. 7 is een reproductie van een diagram vei’kregen, niet met
een fotografische plaat, maar met een ,,Abbesche Testplatte”. Het
zelfde object werd 2 maal achtereenvolgens opgenomen. De Test-
platte bestaat uit een zilverlaag op glas, waarin 4 reeksen ieder van
11 lijnen zijn gekrast. Ieder van die lijnen heeft een breedte van
circa 0.02 mm., en de tusschenruirate tusschen twee lijnen is ongeveer
even breed. De lijnen zijn met opzet niet regelmatig gekrast, en zoo
vertoont het diagram duidelijke verschillen tusschen de verschillende
lijnen. Maar daarentegen is er volkomen overeenstemming tusschen
beide opnamen onderling.
Mij rest een woord van dank te brengen aan de heeren Prof. Dr.
L. S. Ornstein en Dr. H. C. Burger. De eerste heeft mij door zijn
onverflauwd enthousiasme, zijn groote belangstelling en zijn vriend-
schap aangemoedigd, en mij opgewekt steeds naar betere resultaten
te streven, de tweede heeft mij met zijn raad herhaaldelijk bijgestaan.
Den bekwamen instrumentmaker van het Physisch Laboratorium
te Utrecht, den heer G. Koolschijn dank ik voor zijn hulp.
De complete micro-fotoraeter, zooals geschetst in fig. 5, met den
bijbehoorenden galvanometer, thermozuil, registreertrommel, etc. wordt
geleverd door de N.V. P. J. Kipp en Zonen te Delft.
Utrecht, October 1919.
576
Geologie. — De Heer Molbngraaff biedt eene mededeeliiig aan
van den Heer H. A. Brouwer. ,, Kristallisatie en Resorptie
in het Magma van den Vulkaan Roeang”. {Safigi eil.).
(Deze mededeeling zal in een volgend Ziftingsverslag worden
opgenomen).
Voor de boekerij der Akademie biedt de Heer J. P. Kurnen ten
geschenke aan een exemplaar van zijn onlangs verschenen werk
,, Die Eigenschaften der Oase {Kinetische Theorie. Zustandsgleichungf ’ ,
uitgegeven als Band III van „Handboch der allgemeinen Chemie
heransgegeben von W. Ostwaid und C. Driicker”.
De vergadering wordt gesloten.
ERRATUM.
In de mededeeling van den Heer L. E. J. Brouwer: ,,Over de
structuur der perfekte pimtverzamelmgen” (derde mededeeling) p. 374
r. 6 staat: een zoodanige met s tot 0 convergeerende
lees: een zoodanige slechts' van e en p afhangende en voor vaste
p met e tot 0 convergeerende
r. 17 staat: een zoodanige met e' tot 0 convergeerende
lees: een zoodanige slechts van c' en p af hangende en voor vaste
p met e' tot 0 convergeerende
'■^V-
■ ■•M
r
I
■'t
'i
■'i
«
V
- ■{