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Beitrag zur Kenntniss der Dispersion und Absorption der ultrarothen Strahlen in Steinsalz und Sylvin.

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8. B e i t r a g Z?CT Eenn)tniss d e r D i s p e r s i o n
und Atinsorption d e r ?dtrarotizem Strahlcm in
Steinnsalx un)d Sylvirt;
vow H. R u b e n s urtd A. T r o w b r i d g e .
( H i e n s T a t VI Flg. 8 u. 6.)
Es ist vor kurzem der Nachweis geliefert worden. dass
man durch mehrfache Reflexion an Oberflacheii der gleichen
Substanz aus der grossen Zahl der von einer Warmequelle
ausgehenden Strahlen infolge der selectiven Reflexion diejenigen aussondern kann, welche einem eng begrenzten Gebiet
von Wellenlangen entsprechen.') Man erhalt auf diese Weise
ohne Anwendung eines Prismas oder Gitters einigermaassen
monochromatische Strahlen ! welchen in einigen Fallen eine
sehr grosse mittlere Wellenlange zukommt.
Diese Methode hat gegeniiber der bislier iiblichen, bei
welcher die Zerlegung der Strahlen mit Hiilfe eines Prismas
oder Gitters vorgenommen wurde, fiir manclie Untersuchungen
den Nachtheil: dass die Wellenliinge der Strahlung iiicht nach
Belieben variirt werden kann, sondern dass man hierbei auf
ganz bestimmte, durch die Suhstanz der reflectirenden Flachen
gegebene Wellenliiiigen angewiesen ist.
Aus diesem Grunde erschien es uns von Interesee, Versuche dariiber anzustellen, inwieweit sich die Prisniamethode
zur Untersuchung des ferneren ultrnrothen Spectrums anwenden lasst, bez. bis zu welcheii Wellenlangen man in einem
Spectrum gelangen kann, welches von einem aus Sylvin oder
Steinsalz hestelieiide~i Prisma entworfen wird.
Die Eigenschafteii eines Kiirpers, von welchen seine Verwendbarkeit als Prismensuhstanz nbhangt, sind ausser seinem
Vorkommen in griisseren klareii Stiicken und der Moglichkeit
der Herstelluiig und Coiiservirung plener Oberflachen in erster
Linie seine Dispersion und Absorption. Wir betrachteten es
deshalb als unsere Aufgahe, die Dispersion und Absorption
dieser Stoffe fur ultrarothe Strahlen von grosser Wellenlange
moglichst genau zu untersuc hen.
-____
1)
H. R u b e n e u. E. F. N i c h o l s , Wied. Ann. 60. p.
418. 1897.
Ultrarothe Strahlen.
7 25
Meeeung der Diepereion.
Die Dispersion von Steinsalz uad Sylvin ist in einer
friiheren Arbeit von dem einen von unsl) big zu Wellenlangen
von 8,86 p bez. 7,06 p mit derjenigen des Flussspath verglichen worden. Fur dieses Material existiren die sorgfaltigen
Dispersionsmessungen Paschen’s 2), welche nach der L a n g ley’schen Methode mit Hiilfe eines besonders zu diesem Zweck
angefertigten Row 1a n d ‘schen Gitters ausgefuhrt sind und sich
bis zu der Wellenlange il = 9,44 p erstrecken. Einige weitere
Punkte der Dispersionscurven von Steinsalz und Sylvin sind
neuerdings im aussersten Ultraroth bei il= 20,6 p und il=22,3 p
festgelegt und mit Hulfe dieser Punkte, sowie des erwahnten
Llteren Beobachtungsmsterials die 5 Constanten der K e t t e l e r H e l m h o l t z ’schen Dispersionsgleichung
bestimmt worden.3) Die in dem Folgenden mitgetheilten Fersuche beschranken sich darauf, die Dispersion von Steinsalz
und Sylvin fur einige Punkte des grossen Spectralbereichs
zwischen il = 8 3 6 , bez. il = 7,06 und I = 20’6 p, fiir welches
bis jetzt keine experimentellen Bestimmungen vorliegen, mit
den Angaben dieser E’ormel zu vergleichen.
Wir bedienten uns dabei einer Methode, welche ebenso
wie diejenige des f i n . L a n g l e y 4 ) auf der Vergleichung des
Gitterspectrums mit dem Prismenspectrum beruht und nur in
einem Punkte von derselben abweicht. WBhrend bei Hrn.
L angley’s Versuchsanordnung die Zerlegung der Strahlen zuerst von dem Gitter und dann von dem xu untersuchenden
Prisma bewirkt wurde, geschah bei unserer Anordnung die
Zerlegung in der umgekehrten Reihenfolge. Diese Abgnderung
spielt indessen eine sehr geringe Rolle und wurde von uns
aus dem rein ausserlichen Grunde getroffen, weil es uns da1)
2)
3)
4)
H. Rubens, Wied. Ann. 64. p. 476. 1895.
F. Paschen, Wied. Ann. 63. p. 301. 1894.
H. Rubens u. E. F. Nichols, 1. c. p. 454.
Langley, Wied. Ann. ‘32. p. 598. 1884.
H.Rubens u. A. Trowbridge.
726
durch mbglich war, eine bequemere Aufstellung der Apparate
zu erzielen.
Unsere Versuchsanordnung ist in Fig. 1 schematiech dargestellt. u bedeutet darin die Warmequelle (Linnemannlscher Zirkonbrenner), b einen Hohlspiegel, welcher die von a
ausgehenden Strahlen auf dem Spalt so vereinigt. Hinter dem
Spalt so durchdringen die Strahlen das spitzwinkelige Prisma p
aus der zu untersuchenden Substanz und gelangen hierauf in
den Hohlspiegel e,.
Mit Hiilfe dieser Vorrichtung wird ein
-.:-----___.__
..__
___
---
______._.
--- .._____
- -- -----__
_____-==_
@
Fig. 1.
Spectrum in der Spaltebene des Spiegelspectrometers s1 el e2 s2
entworfen, aus welchem der Spalt s1 ein engbegrenztes Spectralgebiet ausschneidet, dessen mittlere Wellenlange durch Drehung
des Spiegels e, um seine verticale Axe nach Relieben variirt
werden kann. Auf das Tischchen des Spiegelspectrometers
s1 e, e2 s2 kann ein Beugungsgitter g aus parallelen Silberdrahten
aufgesetzt werden, um die Messung der Wellenlange der in
den Spalt sl eindringenden Strahlen zu ermbglichen. Die aus
dem feststehenden Ocularspalt s2 austretenden Strahlen wurden
mit Hulfe eines Hohlspiegels C von kurzer Brennweite auf den
einen Fliigel eines mit Eisenoxyd geschwarzten Nichol e’schen
Ultrarothe Strahlen.
727
Radiometers') R vereinigt, dessen Fenster aus einer ca. 1 mm
dicken Chlorsilberplatte bestand.
Das Spiegelspectrometer s1 e, e2 s2 is dlts namliche, dessen
Einrichtung und Wirkungsweise in der oben citirten Abhandlnng 2, eingehend beschrieben ist und wir konnen uns folglich
darauf beschranken, auf die dort enthaltenen Angaben hinzuweisen. Dagegen ist es nothwendig, auf die Theorie der aus
den Spalten s,, und s1 dem Prisma p und den1 Hohlspiegel eo
bestehenden Spectralanordnung etwas naher einzugehen. Fig. 2
giebt ein Schema des Strahlenganges fur den Mittelstrahl,
wenn die Ablenkung durch das Prisma gleich 0 (punktirte
Linie) bez. oc ist (ausgezogene Linie). Um in den Spalt s1
Strahlen gelangen zu
lassen, welche von dem
Prismap urndenwinkel s, ____ ~ . .
u ahgelenkt werden, ist
es nothwendig, den
Strahl e, um denwin"0
kel y, d. h. den Spiegel
________-------eo um den Winkel y / 2
__----------- (1.
zu drehen. E s ist aber
Fig. 2.
y = u - und es verhalt sich sngenahert b :y = eop : p so, folglich y = u ( p s o/soeo).
Die Gr6sse p s , /see, lasst sich durch Ausmessung leicht auf
2 pro mille genau bestimmen. Auf grossere Genauigkeit aber
durfen unsere Dispersionsmessungen uberhaupt keinen Anvpruch
machen.
E s ist ohne weiteres zu ubersehen, dass diese Versuchsanordnung nur anwendbnr ist, wenn es sich um sehr spitzwinkelige Prismen und sehr kleine Ablenkungswinkel u handelt.
I n unserem Falle betrugen die brechenden Winkel der benutzten Steinsalz- und Sylvinprismen angenahert 1 2O, die beobachteten qblenkungen zwischen 4l/, und 6". Bei Winkeln
von dieser Grosse fiihrt die oben gegebene einfache Beziehung zwischen y und cc bereits zu Fehlern in der Ablenkung
von, i f , welche eine Minute betragen konnen. Der Fehler
1) E. F. N i c h o l s , Berl. Berichte p. 1184. 1896; Wied. Ann. 60.
p. 403. 1897.
2) R u b e n s u. N i c h o l s , 1. c. p. 422.
728
H. Rubens u. A. Trowbridge.
wird indessen sehr vie1 geringer, wenn man nicht von der
Ablenkung Null, sondern von der Minimalablenkung der Natriumlinie ausgeht, d. h. wenn man auf die absolute Messung
der Ablenkung u verzichtet und sich auf die Bestimmung des
Dispersionswinkels (uD- czl) beschrankt. In der That ist dies
vollkommen ausreichend, da nach Feststellung dieser Dispersionswinkel die Kenntniss der Ablenkung fur die Natriumlinie genugt, um hieraus die Ablenkungen fur siimmtliche beobachteten
Wellenlangen zu berechnen.
Benutzt ma,n die Spectralanordnung in der zuletzt beschriebenen Weise, so siud die Abweichungen, welche die der oben
gegebenen entsprechenden Formel yo - yn = const. (aD- czL)
noch besitzt, sehr klein und konnen viillig vernachlassigt werden,
wenii man an der Constanteri e o p l p s , eine kleine Correction
anbringt. l)
Die Drehung des Spiegels eo um seine verticale Axe wurde
mit Hulfe eines Spectrometers bewirkt , auf dessen Tischchen
derselbe montirt war. Die Drehung des Tischchens konnte
am Theilkreis des Instruments mittels zweier Nonien auf
10 Secunden genau gemesseii werden. D a indessen diese Genauigkeit fur unsere Zwecke nicht ausreichte, wurde eine mit
getheilter Trommel versehene Alhidadenschraube angebracht,
mit deren Hulfe die Drehungen des Tischchens innerhalb
einiger Grade auf 2 Secunden genau abgelesen werden konnten.
Das Prisma p wurde fur Natriumlicht auf Minimum der
Ablenkung eingestellt und dsnn dauernd in dieser Lage belassen. F u r das untersuchte ultrarothe Spectralgebiet ist daher,
1) Streng genommen ist nicht p = y (eo p / p so), sondern
y einen mittleren Werth ein, etwa 5", BO tritt an
Stelle der Constanten eo so / p so fiir a n i 6' y eine Grasse, welche sich
hiervon um 1 bis 2 pro mille iinterscheidet.
Setzt man hieiin fur
Ultrarothe Strahlen.
729
streng genommen , die Anwendung der fur Minimalablenkung
geltenden Formel
nicht vollkommen correct. Durch Rechnung ergiebt sich jedoch,
dass in unserem Falle die Abweichungen hinreichend klein
sind, um vernachlassigt werden zu konnen, was mit der Kleinheit des brechenden Winkels unserer Prismen in Zusammenhang steht.
Diese Vorrichtung, bestehend aus dem Spalt so, dem Hohlspiegel e0 und dem Prisma p , gestattete uns also in den Spalt
des Spectrometers s1 el ea sa Strahlen von bekannter Minimaltrblenkung, und da der brechende Winkel des Prismas durch
besondere Versuche vorher festgestellt war, von gegebenem
Brechungsindex gelangen zu lassen. Die zugehorige Wellenliinge wurde mit Hulfe des Beugungsgitters g bestimmt. Die
Eigenschaften und Leistungen dieses Gitters sind in der oben
citirten A bhandlung I) eingehend genug beschrieberi , um hier
ubergangen werden zu konnen. Zur Messung der Wellenlange
wurden stets die beiden Beugungsbilder erster Ordiiung aufgesucht und die Energievertheilung innerhalb derselben genau
bestimmt, indem der bewegliche Arm des Spectrometers minutenweise gedreht und stets der Ausschlag bei der betreffenden
Stellung sorgfaltig geniessen und notirt wurde. Fig. 3 enthalt die
graphische Darstellung einer solchen Versuchsreihe, welche fur
Steinsalz bei einer Wellenlange von 1= 13,91 p ausgefdhrt wurde.
Als Abscissen sind die am Theilkreis des Spectrometers s1 el ezss
abgelesenen Stellungen des beweglichen Armes, als Ordinaten
die zugehorigen Ausschlage aufgetragen. E s ist zunachst auffallend, dass die beiden Beugungsbilder eine deutlich erkennbare Verschiedenheit in der Energievertheilung aufweisen. Das
rechte Bild ist betrachtlich schmaler und hoher als das linke.
Es handelt sich hierbei nicht, wie man vermuthen konnte, um
eine zufallige Eigeiithiirnlichkeit dieser Serie, welche etwa von
Schwankungen in der Intensitat der Lichtquelle hervorgebracht
1)
N i c h o l s u. R u b e n s , 1. c. p. 425.
7 30
H. Rubens
u. A . Ilowbridge.
sein konnte, sondern diese Eigenschaft ist allen von uns beobachteten Versuchsreihen gemeinsam. Sie findet ihre Erklarung in der Thatsache, dass die auf den Spalt s1 fallenden
Strahlen nicht vollkommen homogen sind, sondern verschiedene
Wellenlangen besitzen, und zwar ist die Vertheilung der Strahlen
auf dem Spalt eine solche, dass sich die,jenigen mit der
kiirzesten Wellenlange an dem rechten Spaltrand, die rnit der
grossten Wellenlange an dem linken Spaltrand befinden, wenn
man den Spalt s1 von eo nus betrachtet. Dieselbe Energievertheilung findet sich in dern Centralbild der Fig. 3 wieder,
nur ist in demselben die rechte gegen die linke Seite vertauscht. Die Beugungsbilder erscheinen zwar beide gegeniiber
dem Hauptbild infolge der Dispersion des Gitters verbreitert,
indessen wirkt die in dem Hauptbild bereits vorhandene Energievertheilung auf die beiden Beugungsbilder in entgegengesetztem
Sinne. Das linke wird dadurch noch mehr verbreitert,
wahrend das rechte aus den1 gleichem Grunde schmaler und
scharfer wird, da sich in dem ersteren Falle die Dispersionen
des Prismas und Gitters addiren, in dem letzteren dagegen
nur die Differenz beider Dispersionen, iihnlich wie bei einer
achromatischen Linse, zur Wirkung kommt.
Neben dieser Asymmetrie der Form besteht eine geringe,
aber stets merkliche Asymmetrie der Lage der beiden Beugungsbilder in Bezug auf das Hauptbild.') Der Gesammtabstand
der beiden Beugungsbilder erster Ordnung bleibt indessen hierdurch ungeandert. Dagen wird aus dem Grunde, dass die in
den Spalt s1 gelangenden Strahleu kiirzerer Wellenlange grossere
Energie besitzen, wie diejenigen mit grosserer Wellenlange,
eine Correction in Bezug auf die Lage des Maximums der
Beugungsspectren erforderlich. Dns Maximum erscheint hierdurch in beiden Bildern nach Seite der kiirzeren Welleu verschoben. Um diese Correction anbringen zu konnen, ist es
nothwendig, die Energievertheilung innerhalb des mit Hiiife
des Spaltes so, des Prismas p und des Spiegels eo von der
Lichtquelle entworfenen Spectrums zu kennen. Diese wurde
1) Der Grund fur das Vorhaudensein dieser Aaymmetric liegt in
der Anordnung dee Spectrometers s1 el e? so. Vg1. R u b e n s u. N i c h o l s ,
1. c. p. 422.
731
l/lh.arothe Strahlen.
daher in jedem einzelnen Falle durch eine besondere Versuchsreihe sorgfaltig gemessen und mit HUlfe der so gewonnenen
Zahlen die Beugungswinkel bestimmt, bei welchen das Energiemaximum eintreten miisste, wenn das in der Ebene des Spaltes s,
entworfene Spectrum an allen Stellen gleiche Energie besasse.
Am einfachsten geschieht dies durch Benutzung einer von Hrn.
P a s c h e n 1) angegebenen Tangentenconstruction, deren Einzelheiten aus Fig. 4 ersichtlich sind. Die Curve a stellt die
IntensitZltscurve eines Beugungsbildes dar, die Curve b giebt
die Vertheilung der Energie innnerhalb des in der Ebene des
Spaltes s, erzeuga
ten
Spectrums.
.<.','
L
'
Sind i und i, zwei
4'
in der Nahe des
Maximums
der
Curve a gelegene
Ordinaten von b
und verbindetman
die diesen Ordinaten zugehorigen
Curvenpunkte p
und q durch eine
Gerade, welche
Fig. 4.
die Abscissenaxe
im Punkte T trifft, und construirt man schliesslich von T aus
die Tangente an die Curve a, so ergiebt die Abscisse des Beruhrungspunktes o dieser Tangente die gesuchte corrigirte
Lage des Maximums.
Die hier angegebene Construction ist indessen nur dann
anwendbar, wenn die Curve a in ihrem mittleren Theil ein
einigermaassen reines Spectrum darstellt, d. h. wenn die Breite
des Centralbildes erheblich geringer ist, d s diejenige des
Beugungsbildes. Eine einfache Ueberlegung liefert hierfiir das
Kriterium , dass die Construction in alien Fallen angewendet
werden darf, in welchen der Betrsg der Correction nicht die
halbe Differenz zwischen der Breite des Hauptbildes und derjenigen des Beugungsbildes erreicht.
niese Grenze ist aber bei den im Folgeitden mitgetheilten
/'
/
1) F. Paechen, Wied. Ann. 61. p. 1. 1894.
732
H. Rubens u. 8. l'row6ridye.
Messungen stets eingehalten worden. Die Grosse der Correction war fur beide Bilder entsprechend ihrer verschiedenen
Breite eine verschiedene. Bei dem rechten Bild betrug sie
nur wenige Secunden, bei dem linken in einigen Fallen mehr
als eine Minute. Ware der Spalt s1 unendlich eng, dagegen
so und sa von endlicher Breite, so wiirden beide Beugungsbilder gleich breit erscheinen und die Correction miisste in
beiden Fallen den gleichen Betrag annehmen , welcher angenaliert dem arithmetischen Mittel der von uns in Rechnung
gebrachten Correctionen fur das rechte und das linke Bild entspricht. Von der Richtigkeit dieser Ueberlegung haben wir uns
durch eine Versuchsreihe uberzeugt , bei welcher unter sonst
gleichen Bedingungen die Breite des bilateralen Spaltes sl zwischen
den Grenzen 0,2 und 0,5 mm variirt wurde. Eine systematische
Verschiedenheit der Resultate war hierbei nicht erkennbar.
Zu Anfang einer jeden Versuchsreihe wurde der Spalt so
mit Natriumlicht beleuchtet und der Spiegel e, so justirt, dass
die Natriumlinie genau auf die Mitte des Spaltes s1 fiel. Da
die Genauigkeit der objectiven Einstellung sich hierbei als
uiigeniigend erwies, verfuhren wir bei den im Folgenden mitgetheilten Versuchsreihen ausnahlnslos in der Weise, dass wir
an Stelle des Spaltcs sg ein stark vergrosserndes Ocular einsetzten. Nit Hulfe dieser Einrichtung konnte die Einstellung
der Natriumlinie auf den Spalt s1 durch subjective Beobachtung ctuf 2 Secunden genau vorgenommen werden.
Nach Beendigung dieser Vorbereitung wurde der Spiegel eo
mit Hiilfe der Alhidadenschraube um einen Winkel d = + ( y D gedreht , welcher einer Aenderung der Minimalablenkung um
uD-uA entsprach und hierauf die Wellenlange in der oben
beschriebenen Weise gemessen.
Die folgenden beiden Tabellen geben die Resultate, welche
wir mit Hulfe eines Steinsalzprismas (brechender Winkel
cp = loo5 3 ' 0 ) und eines Sylvinprismas ( y = 12O 39' 10") erhalten haben, sowie einige Brechungsexponenten und Wellenlangen, welche den beiden oben citirten Abhandlungen entnommen sind.') Die Zahlen der ersten Columne enthalten die
1) Die mit einem Stern * versehenen Reihtm eind der Arbeit von
R u b e n s , die mit zwei Sternchen bezeichneten ** derjenigen von R u b e n s
und N i c h o 1s entnommen.
733
Ultrarothe Strahlen.
Differenzen der Minimalablenkungen uI. fur die betr. Wellenlange il gegenuber der Minimalablenkung fur die Natriumlinie uD, die zweite giebt die zugeherigen Brechungsexponenten.
In der dritten und vierten findet sich die beobachtete Wellenlange der Strahlen und zwar in der dritten ohne, in der vierten
mit Anwendung der zuvor besprochenen Correction. I n der
fiinften Columne endlich sind die Werthe der Wellenltingen hinzugefugt, welche sich aus der Ketteler-Helmholtz'schen
Formel bei Benutzung der von Hrn. N i c h o l s und dem einen
von uns gegebenen Constanten fur die betreffenden Brechungsexponenten ergeben.
T a b e l l e I.
Steinsalz
"D
- "I.
uncorrigirt
1,5441*
1,5030*
1,4561
1,4476
1,4373
1,4251
1,4106
1,3735 **
1,3403 **
32' 19"
41 55
53 39
1 0 7'55"
1 25 9
loo53' 0".
a
n
-
cp =
-
0,589~
8,67
9,88
11,85
13,94
15,Rl
17,87
20,57
22,3
9,95 P
11,88
13,96
15,89
17,93
-
-
0,589
8,6i
10,oo
12,oo
14,OO
16,OO
18,OO
20,57
22,3
b2 = 5,1790, MI = 0,018 496, M, = 8977,0, 1,' = 0,01621,
A,2 = 3149,s.
T a b e l l e 11.
Sylvin
ffD= ffL
26' 2"
41 40
10 1 7
-
I
I
Q,
= 12°W10''.
1,4900*
1,4653*
1,4561
1,4362
1,4162
1,3882 **
1,3692 **
a
a
n
bercchnet
0,589~
7,08
9,94
13,88
17,94
20,60
22,5
-
10,Ol p
14,14
18,lO
-
1,0234,
M, =
0,587 (1:
7,08
10,oo
14JO
18,05
20,60
22,5
0747,
734
H. Bubens u. A. nowbridge.
Die berechneten Werthe der Wellenlarigen sind fur beide
Substanzen fast ausnahmslos grosser als die beobachteten;
indessen betragt die Differenz meist weniger als 'IzProcent
und liegt also grosstentheils innerhalb der Grenzen der Beobachtungsfehler, welche auf 3 bis 7 pro mille veranschlagt werden
muss. Die Dispersionsgleichung geniigt also innerhalb des
Spectralgebiets zwischen il = 10 p und A = 20 y den gestellten
Anforder ungen.
Meesung der Absorption.
Einige ,das ultrarothe Absorptionsspectrum von Steinsalz
und Sylvin betreffende Messungeii sind kiirzlich von dem einen
von unsl) vorgenommen worden. Zur Erzeugung des Spectrums diente ein Beugungsgitter, als Warmequelle wurde eine
Zirkonlampe verwendet, deren Strahlen vor ihrem Eintritt in
das Spectrometer eine diinne, mit Russ geschwarzte Chlorsilberplatte durchdringen mussten, wodurch die storende Energie
der Strahlen kurzer Wellenlange beseitigt wurde. Um den
Einfluss der Spectren hoherer Ordnung zu beseitigen, wurden
die Susschlage stets in der Weise beobachtet, dass eine 6 mm
dicke Flussspathplatte in den Strithlengang eingeschaltet und
nach Vollendung des Ausschlags wieder aus demselben entfernt wurde. Diese Flussspa thplatt,e absorbirte nur die langen
Wellen des Spectrums erster Ordnung (1 2-20 p) vollstandig,
wahrend sie die kurzen Wellen der Spectren hbherer Ordnung
(4-7 y ) bis auf einen von der Reflexion herriihrenden Betrag
ungeschwgcht hindurchliess.
Die mit dieser Vorrichtung erlialtenen Resultate far die
Absorption von Steinsalz- und Sylvinplatten konnten indessen
wegen der ausserst geringen Energie des Beugungsspectrums
suf grossere Genauigkeit keinen Anspruch erheben und waren
nur zur ersten Orientirung geeignet.
Dagegen war es
uns moglich, mit Benutzung der oben beschriebenen spitzwinkeligen Prismen aus Steinsalz und Sylvin ein doppelt zerlegtes, nach Wellenlangen graduirtes Spectrum zu erzengen,
welches ausreichend intensiv und geniigend rein war, um die
1) H. R u b e n s , Berichte der
Phyeikal. Gesellsch. vom 6. Nov. 1896.
Ultrarotlie Sfrahlen.
735
Messung der Absorption fur beide Substanzen zu ermoglichen.
Zu diesem Zwecke wurde das Gitter g von dem Tischchen des
Spectrometers s1 el ea sz entfernt und statt dessen das Steinsalzprisma derart befestigt, dass es fiir die Natriumlinie das Minimum der Ablenkung ergab. Bei den Einstellungen des Apparates auf eine bestimmte Wellenlange wurden sowohl der
Spiegel e,, als auch der bewegliche Arm des Spectrometers
s1 el ea sa um einen correspondirenden Winkel gedreht, dessen
Betrag in jedem einzelnen Fall aus der Dispersion der Prismen und den Constanten des Apparats berechnet wurde.
Die Platten, deren Absorption bestimmt werden sollte,
wurden unmittelbar vor dem Spalt so mit Hulfe einer Schlittenftihrung in den Strahlengang eingeschaltet. In der Nahe des
Spaltes s1 befand sich ein mit Schnurlauf versehener Fallschirm, welcher von dem Tisch des Beobachters aus so gestellt
werden konnte, dass er den von eo kommenden Stralilen den
Eintritt in den Spalt s1 entweder gestattete oder verschloss.
Dieser Schirm bestand aus einer 2 mm dicken planparallelen
Qlasplatte, welche von den Gesammtstrahlen der Zirkonlampe
zwar nahezu 75 Proc. hindurchliess, aber das hier in Betracht
kommende Spectralgebiet zwischen il = 8 p und 1 = 21 p vollkommen absorbirte. Der Vortheil, welcher in der Anwendung
einer solchen Glasplatte an Stelle eines Metallschirmes liegt,
beruht darauf, dass die in dem ultrarothen Theil des Spectrums etwa noch vorhandene diffuse M'armestrahlung kurzer
Wellenlilnge (das Emissionsmaximum der Zirkonlampe liegt
ungefahr bei 1,4 p) zum weitaus grossten Theil fortwlthrend
auf das Radiometer einwirkt und dadurch ftir die Beobachtung
unschiidlich gemacht wird.
Infolge der geringen Dispersion unserer Prismen konnte
es sich bei unseren Versuchen nur darum handeln, den Gang
der Absorption im Grossen und Ganzen festzustellen. I n dem
Spectralbereich zwischen R = O p und il= 20,75p wurde fur
eine 23,3 mm dicke Steinsalzschicht und eine 10,7 mm dicke
Sylvinschicht an 12 verschiedenen Stellen Messung der Absorption vorgenommen und zwar in der Weise, dass vor den Spalt so
abwechselnd eine dickere und eine dunnere Platte des zu
untersuchenden Materials gebracht wurde. Das Verhtlltniss der
in beiden Fiillen beobachteten Ausschlage ergiebt die Durch-
H. Rubens
736
u. A. Trowbridge.
lassigkeit einer Schicht, deren Dicke gleich der Differenz der
Dicke der beiden Platten zu setzen ist.')
I n dieser Weise sind die folgenden Resultate erhalten
worden :
T a b e l l e 111.
~~~
~
Wellenliinge Steinsalz
1
d = 23,3 mm
9P
10
11
12
13
14
15
98,6
98,7
98,9
98,3
94,4
64,7
67,s
100,2
98,6
9Y,9
99,4
99,4
97,3
95,O
16P
17
18
19
20,7
23,7
35,l
21,4
4.94
011
-
93,l
91,6
85,3
74,3
56,3
13,5
I n einer weiteren Tabelle theilen wir unsere Resultate
uber die Durchlassigkeit einer Steinsalzplatte, einer Chlorsilberplatte a) und einer Flussspathplatte mit , welche durch Vergleichung der directen und hindurch gelassenen Strahlung erhalten wurden. Bei diesen Zahlen ist also der Eiiifluss der
Reflexion noch zu eliminiren, wenn daraus Schlusse auf das
Absorptionsvermogen der Platten gezogen werden sollen.
Mit Hulfe der in Tab. I11 gegebenen Zahlen erhalt man fur
die Durchlassigkeit einer 1 cm dicken Schicht von Steinsalz
und Sylvin die folgenden Werthe (Tab. V), welche fur Steinsalz von il= 19p ab durch Beobachtungen erganzt sind,
welche der Tab. I V entnommen wurclen. Ebenso sind die
fur Flussspath mitgetheilten Znhleii aus den in Tab. I V aufgefiihrten Werthen nach Elimination der durch Reflexion bedingten Schwachung unter Benutzung der Paschen'schen
Dispersionsbestimmungen berechnet. Dagegen haben wir von
1) Da in dem Spcctralbereicli jenseits 19 p die Absorption in dem
Steinsalzprisma sehr betriichtlich wird , haben wir 1111s fiir dir Wellenllrigen I = 20,7 p und 1 = 23,7 !I nur des Sylvinprismas bedient uiid die
Strahlen durch mehrfaclie Reflexion an Qiirrrz, bcz. Flussspatliflschen
vor ihrem Eintritt in den Spalt so gereiuigt.
2) Die voii UIM beiiutzte Cliloisilberplntte ist eiiie voi1 denen,
welche S c h u l t z e - S e l l a c k i. J. 1870 hergestellt und auf ihre Durchitissigkeit fur Wllrmestrahlen gepruft hat. Pogg. Aun. 139. p. 152. 1670.
73i
Ultrarothe Strahlen.
T a b e l l e IV.
Wellenllinge
I
Fluorit
d = 3,40
8P
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Chlorsilber
d = 3,08
Steinselz
d = 3,77
40,5
44,8
51,5
55,O
57,s
59,5
60,2
59,9
63,8
67,8
92,O
91,5
90,9
92,O
92,O
90,5
90,5
89,5
85,6
74,7
63,7
39,l
13,4
-
67,9
64,7
28,O
20,7
23,7
171
T a b e l l e V.
Wellenllinge
I
SY
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20,7
?3,7
Steinsalz
I
Sylvin
I
Fluorit
Dicke der Schicht = 1 cm
-
-
99,5
99,5
99,5
99,s
97,6
93,l
84,6
66,l
51,6
27,5
976
076
100,2
98,s
99,0
99,5
99,5
97,5
95,4
93,6
02,2
86,2
75,8
58.5
15,5
-
einer Umrechnung der fur Chlorsilber erhaltenen Zahlen auf
die Schichtdicke von 1 cm Abstand genommen, da die von
uns benutzte Chlorsilberplatte nicht geniigend rein und homogeii
war, urn die Anwendung des Absorptionsgesetzes auch nur in
Ann. d. P h p . u. Chem. N. F. 60.
47
138
H . Rubens u. A. Trozohridge.
roher Annaherung als zulassig erscheinen zu Inssen. Fur
Lichtstrahlen war die Platte nahezu vollstandig triibe, sodass
die Zunahme ihrer Durchlassigkeit mit der Wellenlange innerhalb des Spectralgebiets von h = 8 p und A= 1 8 p moglicher
weise nur auf die von Hrn. A n g s t r o m l) beobachtete gleichartige Eigenschaft triiber Medien zuriick zu fuhren ist. In
Fig. 5 ist die Durchlassigkeit von einer 1 cm dicken Schicht
von Steinsalz, Sylvin und Fluorit in ihrer Abhlngigkeit von
der Wellenlfinge graphisch dargestellt. Die Curven zeigen in
nllen drei Fallen einen sehr ahnlichen Charakter. Man erkennt, dass Steinsalz (Curve a) bereits bei 1 2 p in dieser
Schichtdicke merkliche Absorption besitzt , und dass jenseits
2Op dieselbe nahezu vollstandig wird. Sylvin (Curve b) beginnt erst jenseits 13p merklich zu absorbiren und zeigt
selbst bei h = 23,7 p noch dieselbe Durchlassigkeit wie Steinsalz bei ii= 18,5 p. Die Durchlassigkeitscurve von Flussspath
fallt steil ab und beruhrt dicht hinter h = 11p die Bbscissenaxe. Hr. P a s c h e n a ) hat in der oben citirten Abhandlung
gleichfalls die Absorption einer 4,056 mm dicken Flussspathplatte bis A = 9,43 p untersucht. Berechnet man aus den von
ihm erhaltenen Zahlen die Durchlassigkeit einer 1 cm dicken
Schicht, und tragt die Punkte in Fig. 5 ein, so zeigt
sich eine recht gute Uebereinstimmung mit unseren Beobachtungen. Um die mit Hulfe der Paschen’schen Werthe
berechneten Curvenpunkte von denen zu unterscheiden, welche
sich aus unseren Resultaten ergeben, sind die ersteren durch
Kreuze (+) die letzteren durch kleine Kreise 0 angedeutet.
Diese Uebereinstimmung liefert zugleich einen Beleg fur
die Reinheit unseres Spectrums und die Richtigkeit der von
uns gemessenen Dispersion des Steinsalz- und Sylvinprismas. 3,
Die in Fig. 5 gezeichcete punktirte Linie (a) stellt die
Durchliissigkeit der Chlorsilberplatte von 3 mm Dicke als
1) K. %ngstrom, Wied. Ann. 36. p. 715. 1889.
2) F. P a s c h e n , 1. c. p. 333.
3) Als weitere Probe auf die Richtigkeit unserer Dispersionsbestim-
mungen haben wir nach der oben beschriebenen Methode an einem spitzminkeligen Flussspathprisma in dem Spectralgebiet zwisehen I = 9 p und
i= 10 p Dispersionsmessungen vorgenommen, welche mit Hrn. Paschen’e
Zahlen gute Uebereinstimmung zeigen. Die grosste Abweichung betrug
0,4 Proc. der WellenlLnge.
Ultrarothe Strahlen.
739
Funktion der Wellenlange dar. Eine Correction fur die durch
Reflexion verursachte Lichtschwachung ist dabei nicht angebracht worden.
Stellt man die in dem Vorstehenden mitgetheilten Resultate zusammen, so gelangt man zu dem Schluss, dass es
moglich ist, durch Anwendung doppelter spectraler Zerlegung
mit HUlfe zweier spitzer Prismen aus Steinsalz im ultrarothen
Spectrum bis etwa 18 p noch ausreichende Energie zu erhalten,
und dass man bei Benutzung von Sylvinprismen noch zu
erheblich grosseren Wellenlangen (ungefAhr 23p) vordringeu
kann. Freilich sind die Energiemengen, die man nach dieser
Methode erhAlt, sehr vie1 geringer als diejenigen, welche sich
nach wiederholter Spiegelung an Quarz- oder Flussspathflachen
ergeben.
C h a r l o t t e n b u r g , Physik. Inst. d. Techn. Hochschule,
Februar 1897.
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