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Beitrag zur Kenntnis des Kanalstrahlenspektrums.

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10. Beitray
Eenntnis des Eanalstrahlews~ektrurns;
vow €3. S t r a s s e r .
Die Untersuchungen uber den Dopplereffekt bei Kanalstrahlen haben zu dem Ergebnis gefuhrt, daB neben den nach
Violett verschobenen , ,,bewegten" Spektrallinien des Gases
auch stets die ,,ruhenden" Linien zur Emission gelangen.
Die Ursache fur das Auftreten der ruhenden Linien besteht nach der Ansicht von J. S t a r k ] ) darin, daf3 beim ZusammenstoB der bewegten Kanalstrahlenteilchen mit ruhenden
Gasmolekiilen diese durch den StoS Deformntionen erleiden
und dabei innere oszillatorische Energie aufnehmen ; die Lichtemission findet wahrend des ZnsammenstoBes oder unmittelbar
nach einem solchen statt.
E s ist der Zweck dieser Arbeit, zu zeigen, dab in der
Tat die bewegten Kanalstrahlenteilchen durch StoB ruhende
Gasmolekiile zur Emission ihres Spektrums veranlassen konnen.
Die Kanalstrahlen wurden in Wasserstoff erzeugt und
traten darauf in einen Raum ein, der mit einem anderen Gase
gefullt war. Hier traten in dem Kanalstrahlenbundel neben
den Wasserstofflinien auch die Linien des ruhenden Gases
auf. Da es bisher nicht gelungen ist, Kanalstrahlen aus einer
geschlossenen Vakuumrohre austreten zu lassen, bediente ich
mich bei diesem Versuche eines zuerst von W. Wien2) angegebenen Verfahrens, welches es ermoglicht, in einer Entladungsrohre an zwei durch ein enges Rohr voneinander getrennten Stellen verschiedene Gasdrucke dauernd herzustellen.
Die in dem Teil E der Entladungsrohre erzeugten Wasserstoffkanalstrahlen (Fig. 1) treten durch die Durchbohrung der
Kathode K und gelangen durch die Kapillare C in die
weite Rohre B. Die Kapillare hat eine Llnge von 6cm und
1) J. S t a r k , Ann. d. Phys. 21. p. 430. 1906.
2) W. W i e n , Ann. d. Phys. 27. p. 1025. 1908.
1108
B. Strasser.
einen inneren Durchmesser von 2 mm. Unmittelbar hinter den1
Ende der Kapillaren C sind zwei weite Rohren angesetzt, von
denen die eine mit einer Gaedepumpe verbunden ist, wahrend
die andere ein Gefa6 tragt, welches mit KokusnuBkohle angefiillt ist. In den Entladungsraum E stromt durch den Ansatz H durch eine enge Thermometerkapillare hestandig aus
einem Behalter reiner Wasserstoff ein. Er wird nach Durchstromen der Kapillaren C teils von der Gaedepumpe, teils von
der durch fliissige Luft gekuhlten Kohle wieder fortgeschafft.
Durch Regulieren des Druckes des Wasserstoffes in dem Vorratsraum kann man die Entladung bei jeder gewunschten
Spannung stattfinden lassen.
Fig. 1.
In den weiten Teil B der Vakuumrohre tritt ebenfalls
durch eine Thermometerkapillare ein zweites Gas - es wurde
meist Luft verwendet - ein. Das einstromende Gas wird
sofort von der Kohle absorbiert und gelangt nicht durch die
Kapillare C in den Entladungsraum E.
In dem Beobachtungsraum waren noch zwei Querelektroden Q1 und Q2 eingeschmolzen; schickt man zwischen ihnen
Entladungen durch die Rohre, so kann man an einer parallel
geschalteten E'unkenstreckcl: sich ungefahr ein Urteil iiber den
in dem Beobachtungsraum B herrschenden Druck bilden.
Soweit es moglich war, wurde versucht, das Zustromen von
WasserstofT und von Luft so zu regulieren, da8 die Gasdrucke
in E und in B die gleichen waren.
Kenntnis des Kanalstrahlenspektrums.
1109
Es ist zweckmaBig, die Versuche bei tiefen Drucken auszufuhren, da sich dann die Kanalstrahlen zu einem eng begrenzten Bundel nach der Rohrenachse zusammenziehen und
so zum grogten Teil auch durch die Durchbohrung der Kathode
und durch die Kapillare C hindurchgehen. Die Kanalstrahlen
bilden auf diese Weise einen intensiven, auch in groberer Entfernung von der Kathode nur wenig diffus verlaufenen Lichtstrahl.
Subjektiv ergeben die Beobachtungen folgendes: Vor der
Kathode, in der ersten Kathodenschicht, sieht man mit einem
kleinen Taschenspektroskop ausschliefilich die Wasserstofflinien.
Dicht hinter der Rathode, in den Kapillnren C, sind ebenfalls
nur die Wasserstofflinien wahrzunehmen. Bei weiterer Entfernung von der Kathode werden in dem Kanalstrahlenbiindel
auch die Linien der Luft, besonders die violetten Banden des
Stickstoffes sichtbar und erreichen das Maximum ihrer Intensitat am Anfang der Beobachtungsrohre, etwa da, wo der
Ansatz zum KohlengefaB sich befindet. Hier erscheint der
Kopf einer violetten Stickstoffbande sogar intensiver als die
benachbarte Wasserstofflinie Hy.
In Ubereinstimmung mit diesen subjektiven Beobachtungen
stehen die Ergebnisse der photographischen Aufnahme. Die
Vakuumrohre war in einem Winkel von etwa 45O gegen die
Horizontale geneigt aufgestellt. Durch eine Kondensorlinse
wurde das Kanalstrahlenbiindel auf den Spalt des Spektrometers abgebildet. Man erhalt auf diese Weise das spektral
zerlegte Licht der verschiedenen Teile des Strahlenbhdels
gesondert auf der photographischen Platte. Die Lange der
Linien des Spektrums auf der photographischen Platte betrug
3,5 cm.
Mit einem Hartmannschen Mikrophotometer wurden die
Schwarzungen der blauen Wasserstofflinie H, und einer violetten
Stickstofflinie an vier Stellen ihrer Ausdehnung festgestellt.
Die Intensitiitsverteilung langs der Rohre von Stellen unmittelbar hinter der Kathode bis zum Ende der Rohre B sind
fur die beiden Linien in der nachstehenden Fig. 2 dargestellt.
Die Ordinaten geben den Grad der Schwarzung in willkurlicher
Einheit wieder, die Abszisse stellt die Lgnge des Kanalstrahlenbiindels dar.
1110 B. Strasser. Kenntnis des Kanalstrahlenspektrurns.
Mail sieht, daB auch schon unmittelbar hinter der Kathode
die Stickstofflinien vorhanden sind. Der Grund liegt darin,
daB gegen Ende der Expositionsaeit, welche
Stunde betrug,
die Kohle nicht mehr so stark absorbierte wie zu Anfang des
Versuches, so daB geringe Xengen Luft bis zum Entladungsraum B gelangten. Immerhin ist deutlich zu erkennen, daI3
'Iz
7-
654-
+ Wasserstoft
I
0
3
6
9-
12 crn
Fig. 2.
die Intensitat der Sbickstoff linien im Verlaufe der Kanalstrahlen zunimmt, ein Maximum erreicht, und dann langsam
wieder abnimmt. Die Linien des Wasserstoffes hingegen zeigen
eine mit der Entfernung von der Kathode stetige Abnahme
ihrer Tntensitat.
Es folgt hieraus, daf3 Kanalstrahlen. beim Durchgsng
durch ein ruhendes Gas dieses zur Emission seines Spektrums
veranlassen, und die Annahme erscheint damit bewiesen, daB
auch die beim Dopplereffekt auftretenden ruhenden Linien eines
Kanalstrahlenspektrums durch den StoB der bewegten Teilchen
zur Emission gehracht werden.
(Eingegangen 23. Mai 1910.)
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