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Bestimmung der optischen Constanten des Kobalts.

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XI. Bevtimmurig d e r optisdt eja Constanten des
Kobnlts; vom P. D r u d e .
I n einer friiheren Arbeitl) habe ich yon einer Reibe
von Metallen die optischen Constanten nach der Reflexionsmethode bestimmt. Es fehlte in dieser Reihe das Kobalt,
welches mir damals nicht zur Verfijgung stand. Hr. Dr. H.
E. J. G. du B o i s in Berlin hatte die Giite, mir neuerdings
ein Stuck Kobalt zu senden, und da die Herren d u B o i s
und Rubensz) vor kurzem den Brechungsexponenten des
Kobalt nach der Prismenmethode bestimmt haben, so hat es
wohl ein gewisses Interesse, die jetzt von mir nach der Reflexionsmethode erhaltenen Zahlen anzugeben, zumal da ihre
Kenntniss beim Studium des am Kobalt auftretenden K err’schen Philnomens von Wichtigkeit ist.
Betreffs der genaueren Beschreibung der angewandten
Methode verweise ich auf meine oben genannte friihere
Arbeit. Das Beobachtungsinstrument war dasselbe, wie das
dor t angewand te.
Hr. Privatdocent Dr. B u c h k a in Gottingen hatte die
Gute, die chemische Analyse des Stuckes anstellen zu lassen.
Dieselbe ergab:
Co 96,5; Xi 1,5; F e 0,9; Cu 0,6 Proc.
Es wurde stets unter dem Einfallswinkel rp = 75O beobachtet. - I m Folgenden bedeutet in bekannter Bezeichnungsweise ip den Winkel der wiederhergestellten Polari.
sation, A die relative Phasendiflerenz des parallel zur Einfallsebene und des senkrecht zur Einfallsebene polarisirten
reflectirten Lichtes. C bedeutet die Einstellung des Babin e t’ schen Compensators. F u r Natriumlieht entsprach
C = 36,18 einer relativen Phasendifferenz d = x, C = 45,09
entsprach d = 0.
Durch unten angefugte Indices 1 und 2 bezeichne ich die
in denjenigen beiden Lagen des Metallspiegels beobachteten
Werthe, in welchen die durch die mechanische Bearbeitung
erzeugten Risse parallel oder senkrecht zur Einfallsebene
lagen. Es ergab sich fur Natriumlicht:
1) P. D r o d e , Wied. Ann. 30. p. 481. 1890.
2) H.E. J . C,. d u R o i s u. H. Rubens, Bed. Ber. 38. p.955. 1890.
Wed. Ann. 41. p 507. 1H90.
187
Optische Constanten des Kobalts.
Grob gefeilt:
Fein gefeilt:
Mit einem Meeser geschabt:
Xlit Schmirgelpapier Nr. 2 behandelt I
(grob) :
Mit Nr. 1 gerieben:
Mit Nr. 0 geriebeu:
Nit Nr. 000 gerieben:
Jlit Nr. 0000 geriebcn:
2w1 = 64O 3',
?y12 = 55 2 5 ,
2wl = 64 8 ,
27p, = 57 3 6 ,
2 q 1 = 63 2 ,
2 p , = 57 3 5 ,
2yrl = 63 0 ,
2p, = 48 20,
?w, = 63 30,
2 w 2 = 48 1 6 ,
2w, = 63 0 ,
2*, = 57 5 ,
2yr, = 63 5 ,
2y1, = 58 1 0 ,
Yyr, = 63 3 ,
2w2 = 59 1 5 ,
c, = 39,95,
c, = 40,72.
cl = 40,01,
C, = 40,38.
c, = 40,07,
c, = 10,41.
C, = 40,15,
C, = 40,53.
c, = 40,14,
C,
C,
C,
Cl
= 40,56.
= 40,10,
= 40,lO.
= 40,23,
C2= 40,26,
C, = 40,13,
C, = 40,23.
Diese Zahlen zeigen, dass beim Kobalt der Einfluss der
Risse qualitativ sich in ganz derselben Weise geltend macht,
wie bei den ubrigen Metallen. Die rnit dem Index 1 behafteten Werthe stimmen iiberall angenilhert uberein und
ergeben daher Zahlen , welche auch ungefahr fiir den ,,normalen" Zustand des Spiegels erhalten werden miissen, die
mit dem Index 2 behafteten Werthe nilhern sich um so mehr
den obigen (mit Index 1 behafteten), je feiner die Rime des
Spiegels sind. Zu beachten ist, drtss bei grober Bearheitung
2 1,p1 sich stark von 2 v2 unterscheidet, wahrend dies beiin
Nickel und Stahl nicht der Fall ist. - Aus der Tabelle ergibt sich ferner, dass Kobalt durch die Behandlung mit
Schmirgelpapier nicht verunreinigt wird, was sehr wesentlich
ist, falls man eine hohe Politur erreichen will.
Um diese zu erhalten, geniigte es nicht, den Kobaltspiegel rnit dem Polirstahl zu behandeln, da er zu hart war,
ala dass man ihn durch den Stahl hatte glatten konnen. Ich
versuchte daher, analog wie bei den harten Metallen Eisen
und Nickel, die letzten Risse durch Reiben auf Pariser Roth
zu entfernen, welches nur trocken angewandt wurde und auf
einem Stuck noch unbenutzten Putzleders aufgestreut war.
Es zeigte sich, dass man in der That dndurch eine hohe
Politur dem Kobalt geben kann, ohne es wesentlich zu verunreinigen.
Nach einigem Poliren auf Pariser Roth erhielt ich die
Zahlen:
2
= 63" 18,
C, = 39,90;
21p2 = 62 23,
C, = 39,91.
188
P.Drude.
Die Diflerenz yon tp2 gegen y1 zeigt, dass noch Kratzen
vorhanden waren, wie man auch bei genauer directer Besichtigung bemerken konnte, die kleinen Compensatorzahlen
weisen auf grosse Reinheit der Oberflache hin.
Um dieselbe moglichst rein zu erhalten, wurde der
Spiegel darauf wiederum auf Schmirgelpapier Nr. 0000 nbgerieben und dann weitere Politur mit Poriser Roth fortgrsetzt. Ich erhielt:
21/1, = 62" 39',
C, = 39,82
2 vr2 = 62 42 , C? = 39,59.
Dar Spiegel enthielt noch KratLen nach mehreren Richtungen. yl und qoZ haben hier dalier nur die Bedeutung,
dass sie die fur zwei zu einander rechtwinkligen Lagen des
Spiegels erhaltenen Azimuthe der wiederhergestellten Polarisation bedeuten. Die Compensatorzahlen sind die kleinsten,
welche am Kobalt beobachtet sind; das Mittel derselben,
namlich C = 39,86, ist daher als dem reinsten Zustande des
Spiegels entsprechend den folgenden Rechnungen zu Grunde
gelegt.
D:e Politur wurde nun mit Pariser Roth noch fortgesetzt,
bis dass ich eine grossere Stelle (Rechteck von 5 und 11 mm
Seitenlange) erhielt, die kratzentrei war. Nach Abblendung
der weniger gut polirten Stellen des Spiegels erhielt ich:
2 = 64' 11''
C,= 40'02,
27/v2 = 64 8 ,
C, = 40,OO.
Die Coincidenz von
und wS, sowie die Uebereinstimmung mit den bei grober mechanischer Bearbeitung erhaltenen Werthen von w1 zeigt an, dass merkbare Kratzen
nicht mehr vorhanden waren. Die gegenaber der letzten
Beobachtung vergrosserten Zahlen des Compensators weisen
auf eine geringe Verunreinigung des Spiegels hin. Bei dstn
geringen Einfluss, den diese auf 21' hat, sind trotzdem die
hier erhaltenen Zahlen als fur den ,,uormaleniiZustand giiltig
angenommen, d. h. fur ihn ist gesetzt:
2~ = 64'9';
C = 39'86; A = 7 ~ - 74'24'.
I n unverknderter Lage des Spiegels wurde auch im
rothen Lichte beobachtet, indem das von einem L i n n e m a n n'schen Zirkonbrenner herriihrende weisse Licht durch
rothes Glas abgeblendet wurde. Dis so erhaltene Licht hat
I+,
Optische Constanten cles Kobalts.
169
ungefahr eine Wellenliinge von 640.
mm. Es ergaben
sich die Zahlen:
C = 40,40.
2 I,D = 64'14',
Xach dieser Beobachtung ergab eine W iederholung des
letzten Versuchs im Natriumlicht:
21p = 64O 8',
C = 40,07.
Es ist also C innerhalb der seit der ersten Beobachtung
verstrichenen Zeit (fast 'laStunde) von C = 40,02 (der Spiegel
befand sich bei den letzten Versuchen nur in der Lage l),
auf 40,07 gewachsen, was auf geringe wahrend dieser Zeit
spontan eingetretene Verunreinigung deutet. Demnach ist
angenommen , dass 40,05 die Cornpensatoreinstellung im
Natriumlicht fiir die Zeit der Beobachtung im rotlien Lichte
gewesen ware, d. h. dass im rothen Lichte C um 15 Trommeltheile gegen die Compensatoreinstellung im Natriumlicht
wachst.
Es sind daher fiir rothes Licht als dem normalen Zustande des Spiegels entsprechend angenommen :
2y = 64" 14',
C = 40,Ol.
Aus letzter Zahl berechnet sich auf Grund der fur rothes
Licht giiltigen Reduction der Compensatoreinstellungen:
d = n - 7200'.
I m Folgenden gelten die ungestrichenen Werthe fur
Natriumlicht, die gestrichenen fiir rothes Licht der genannten
Art. Es bedeuten: n den Brechungsexponenten, n x den
Absorptionscoefficienten, J die unter senkrechter Incidenz
reflectirte Intensitat, falls das einfallende Licht die Intensitat 100 besitzt, A die Wellenlange, % das Hauptazimuth,
'p den Haupteinfallswinkel. Ferner ist Ua= na (1 + 2)gesetzt. Auf Grund der friiher von mir angegebenen Formeln')
folgt dann aus den mitgetheilten Beobachtungen:
T& = >.-9 1''.
-1
12' = 2,22.
d X f . 1/A' = :3,86.
.11 x = 4,0:3;
n ' x ' = 4,19;
x' = 1,89.
x = 1,au;
J = 67,Z;
J' = 68,5.
u2 = 20,T;
= 22,j.
ib = W 9 9 ' .
9 = 780 j';
tp = :31°40';
= :31035'.
-
11
- I
+'
P. D r u d e , 1. c. p. 501, 507, 512.
P. Dmdr. Optische Constanten
190
des Kolalfs.
Der Werth von U 2ist hiernach beim Kobalt von ungefahr derselben Qrosse, wie bei den meisten iibrigen Metallen. Ebenso verhalt sich dasselbe hinsichtlich der Dispersion des n und des
den meisten Metallen analog, indem
beide mit wachsender Wellenllnge zunehmen. Da J sich
nicht wesentlich von J' unterscheidet, so deutet dies auf
keine ausgeprlgte Farbung im reflectirten Lichte hin, was
die Anschauung bestatigt. Dagegen ist aus der Differenz
von n'x'/rl' gegen n x / A zu schliessen, dass Kobalt rothes
Licht besser durchlgsst, als gelbes.
Die von den Herren d u B o i s und R u b e n s nach der
Prismenmethode gewonnenen Zahlen sind:
n' = 3,lO.
n = 2J6;
Dieselben ergeben sich also hoher, als die hier mitgetheilten.
Die Differenz ist eine ahnliche, wie sie beim Eisen nach den
beiden verschiedenen Methoden erhalten ist, dagegen stimiiien die beim Nickel nach beiden Methoden gewonnenen
Zilhlen gut uberein.
Friihere Beobachtuogen des Hrn. Q u i n c ke2) ergtlben:
-
v
Fur rothes Licht (Linie C): 76O 45'
Fur griinesLicht (Linie X): 7.5 8
w
30° 59'
31 56
Diese Werthe unterscheiden sich von den von mir erDass Hr.
haltenen hauptsachlich nur hinsichtlich des
Q u i n c k e kleinere Haupteinfallswinkel beobachtet hat, steht
im Einklang mit der von mir ausgesprochenen Ansicht, dass
die friiheren Beobachtungen uber Metallreflexion an nicht
reinen Spiegeln angestellt sind.
0 o t t i n g e n , Phys. Inst., November 1890.
v.
1)
Q. Q u i n c k e , Pogg. Ann. Jubelbd. p. 336. 1974.
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