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Bolometrische Untersuchungen ber Absorptionsspectra fluorescirender Substanzen und therischer Oele.

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1896.
ANNALEN
J5 8.
DEB
PHYSIK UND CHEMIE.
NEUE FOLGE. BAND 58.
1. Bolvmetrische Untersuchungen uber
Absorptionsspectra flzcorescJrender Swbstawen
u n d ittherischer Oele; von B r u n o Donath..’)
(Hlersa Tat. IV-VI.)
Zu den vorliegenden Messungen, welche sich anfangs nur
auf fluorescirende Substanzen beziehen sollten und erst spater
auch auf atherische Oele ausgedehnt wurden, diente als Galvanometer das von d u B o i s - R u b e n s angegebene Instrument.2)
E s entsprach im allgemeinen den gehegten Erwartungen, konnte
jedoch in einigen constructiven Einzelheiten den Anforderungen
nicht immer genugen. So wurde es als besonderer Uebelstand
empfunden, dass die Klemmen des Instrumentes aus Messing
gefertigt und auch innerhalb desselben die Spulenanschliisse
durchweg aus heterogenen Metallen hergestellt waren. Die hierdurch hervorgerufenen Thermostrome bildeten einen integrirenden
Bestandtheil aller Storungen und wurden auch nach Anwendung
besonderer Vorsichtsmaassregeln niemals so gering, dass die
Anwendung des leichtesten Magnetsystems von 125 mg Gewicht
und eine Astasie iiber 10 Sec. moglich gewesen ware.
Zur Verbindung der einzelnen Spulen dienten breite, durch
Watteumhtillung geschiitzte Messingbiigel, aber selbst dann ergab ein einfacher Schluss der ausseren Klemmen durch einen
Kupferdrnht einen dauernden Ausschlag von mehreren Scalentheilen, der unter besonderen Umstanden so gross werden konnte,
dass das Scalenbild aus dem Gesichtsfeld geworfen wurde.
Da aber schliesslich doch einmal einen Uebergang zu der
fur die anderen Apparate erforderlichen Kupferleitung hergestellen werden musste, so habe ich mir zuletzt damit geholfen,
1) Vom Verfaeser besorgter Auszug aus seiner Inauguraldissertation
(Miinchen 1896).
2) du Bois-Rubens, Wied. Ann. 48. p. 236. 1893.
Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 58.
39
610
B. Bonatli.
dass ich an die Galvanometerklemmen zunachst Messingdralite
anschaltete uiid diese niit den Enden der Kupferleitung in uiit
Quecksilber gefiillten Glasrohren zusammenfulirte. Die beiden
Quecksilberrohren wurden sodann zugeschmolzen und zusamnieii
in ein Glasgefass mit Vaselinol versenkt. Auf diese Weise
konnte ich den Ausschlng durch Thermostome im Mittel anf
drei bis vier Scalentheile reduciren.
Mehr um statischen Ladungen vorzubeugen, als uni sie zu
beseitigen, kleidete ich das Hartgummiskelet des Galvanometers
mit Stanniolstreifen aus uiid verband diese leitend mit der Ercle.
Die Astasie konnte ich niemals uber 10Sec. treiben, und
auch dann noch war die Nullpunktlage unter dem Einflnss
ausserer electrischer Storungen keine recht befriedigende.
Einige Uebelstande , welche sich spater herausstellten,
werde ich im Zusammenhang rnit den Vorrichtungen, die ich
zur Compensation der in uiid ausser dem Galvanometer auftretenden Thermostrome construirt habe, besprechen.
Die Empfindlichkeit des Instrumentes vermag ich nicht
genau anzugeben, da sie fast bei jecler Versuchsreihe anders
gewahlt wurde uiid zwar durcli Veranderung der Astasie, durch
Wahl des Nebenschlusses u. s. w. derart, dass linter Beriicksichtigung aller im Angenblick gegebener Nebenumstande, das
Verhaltniss des Ausschllcges zur Unruhe des Nullpunktes moglichst ein Maximum wurde. I m Mittel betrug die Empfindlichkeit etwa 6 . 10-11 Amp. pro Scalentheil.
Erwahnen will ich noch, dass ich die Mikrometerspindel
zur Einstellung der Richtmagnete mit einer Vorrichtuiig versah, um mittels einer Transmission iiber leicht bewegliche
Rollen vom Platz a m Fernrohr aus die Lage dcs Nullpunktes
beliebig wahlen zii konnen.
Der Widcrstancl der 4 parallel geschulteten Spulen betrug 5 Ohm.
D as S p e c t r o m c t e r.
Ich war in der Lage fur die vorzuiiehmenden Versuclie
ein neues grosses Spectrometer voii S c h n i i d t 6: H a e n s c h
aus Berlin beziehen ZII konnen. Um jede Linse zu vermeiden,
wurde daaselbe mit der von Rubens angegebenen Spiegelvorrichtung versehen. Die Spiegel waren versilbert und hatten
cinen lhrchmesser von 50 mm.
61 1
A bsorptionsspectra.
Da eine automatische Minimumeinstellung des Prismas
wiinschenswerth erschien , verband ich das Spaltrohr und das
Ocularrohr durch ein Gestange derart mit dem Tisch, dass er
stets mit der Halfte der Winkeldrehung an der Bewegung des
Ocularrohres theilnahm. Diese Vorrichtung gewahrleistet die
Symmetrie der Anordnung in jedem Augenblick! so dass ein
in das Fernrohr fallender Lichtstrahl das Prisma auf den1
Wege seiner kleinsten Ablenkung durchsetzt hat.
Die Brechungse?tponenteii konnen dann iiach der einfachen Formel
sin
n = sill
(8
+ 8)
f
bereclinet werclen.
Derartige Vorrichtungeii sind schon friiher, obwohl sie
ails coiistriictiven Griinden nicht inimer zuverlassig wareii, in
Anwendung gekommen. Um ihre Siclierheit zu erhohen, habe
ich einige Abanderungen getroffen, welche Fig. 1, Tsf. 11, die
zugleich eine Aufsicht aiif die Spiegeleinrichtung gibt, veranschaulicht. Sie zielen darauf hin, den todteii Gang des
Mechanismuss zu beseitigen.
A und B sind Drehpunkte des Systems, C ebeufalls ein
Drehpunkt, welcher jedoch bei der Bewegung des Fernrohres
gezwungen ist, die Leitstange, welche den Prismentisch bewegt,
entlang zu gleiten. D ist eine Stahlhiilse, welclie auf der
ruriden Leitstange c saugend gleitet. Sie wird von den Enden
der Kuppelstangen a und b gabelartig in Gelenken und Drehzapfen umfasst. Die Hiilse geht etwas straff, was, wie eiiie
einfache Betrachtung zeigt, keinen Nachteil bringt; denn selbst
wenn sich die eine Kuppelstange, z. B. a, etwas durchbiegen
sollte, so wird es auch die andere um denselben Bstrag thun,
wodurch wiederum die Symmetrie des Systems erhalten bleibt.
Fig. 6, Taf. I, zeigt die Einzelheiten der Gelenkconstruction.
Sammtliche Drehzapfen sind conisch und machen daher
auch a n den Drehpunkten todten Gang unmoglich. Leitstange
und Kuppelstangen sind hohl gearbeitet und daher moglichst
leicht. Die ganze Vorrichtung wurde so angebracht, dass die
Auf- und Niederbewegung des Prismentisches, sowie seine
Drehung von Hand oder Mikrometer cladurch durchaus niclit
verhindert wnrde. Das von mir benutzte Prisma von Quarz
maass in der Hiihe 45 mm, in der Breite 40 m m ; sein hrechen39
B. Bonath.
612
der Winkel
bestimmt.
(8)
wurde aus 20 Messungen zu 60° 0' 16"
T a b e l l e I.
Dev. min.
16
I
Dev. min.
n
41°50'
45
40
35
30
25
20
15
10
5
41 0
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
40° 0
55
50
1,5524
1,5515
1,5506
1,5496
1,5487
1,5478
1,5469
1,5459
1,5450
1,5441
1,5132
1,5423
1,5413
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
0,452
0,464
0,476
0,490
0,504
0,520
0,535
0,552
0,571
0,590
0,615
0,638
0,675
0,712
0,751
0,792
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
40°45'
40
35
30
25
20
15
10
5
39 0
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
38O 0
55
50
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
i
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
1,886
1,949
1,989
2,040
2,080
2,110
2,I50
2,190
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,625
2,666
2,708
Ein Prisma von Steinsalz, welches ich anfanglich benutzen
wollte, war sehr corrodirt und trotz vieler Bemuhungen gelang
es mir nicht, es so rtufzuschleifen, dass es, obwohl es vollig
klar geworden, den gestellten Anforderengen genugt hatte
Zudem zeigten die frisch aufpolirten Flachen einen aussergewohnlich raschen Verfall , welcher durch die Zimmerfeuchtigkeit hervorgeruferi wurde.
Eiii Prisma aus Flussspath konnte ich leider vor der
Hand nicht erhalten.
Fur Qunrz war die Dispersionscurve von R u b e n s bis zur
Wellenllnge 4,2 p bestimmt worden. Ich gebe in der vorhergehenden Tabelle die fur mein Prisma umgerechneten
Werthe.
Das B o l o m e t e r .
Dem Linear- Bolometer gab ich eine moglichst compendiose Form und richtete es so ein, dass es als selbstandiges
Absorptionsspecfra.
613
festes Stuck sowohl in die Linsenrohre des Spectrometers als
auch in die Vorrichtung mit Spiegeln eingeschoben werden
konnte. Der bestrahlte Bolometerstreif ersetzte dabei den
senkrechten Theil des Fadenkreuzes.
Die Einrichtung ist aus Fig. 7, Taf. I, zu ersehen. Das
Ocularrohr R erscheint in zwei Theile zerschnitten und das
fehlende Mittelstiick durch eine Hartgummidose H ersotzt,
welche das Bolometer enthalt.
Ail diesem Gehause sind, nach der Seite der einfallenden
U'armestrahlen zu, 3 Kupferklemmen K,, hi, K3 in Winkelabstanden von 120° angeordnet. (Von ihnen ist in der Langsschnittfigur nur Kl sichtbar.) Die Klemmen sind auf dunne
Kupferstibe aufgeschraubt, welche die Hartgummihulse durchdringen und innerhalb der runden Platte P zum Halt dienen.
Diese, ebenfalls aus Hartgummi, ist in Fig. 8, Taf. I, besonders
in der Aufsicht. - den einfallenden Warinestrahlen entgegen gezeichnet. Sie enthalt einen quadratischen Ausschnitt . uber
den in der Mitte der zu beleuchtende uiid seitlich der beschattete Bolometerdraht ( B I#', B Wi) in folgender Weise gespannt ist.
Auf der Hartgummischeibe P sind die drei Kupferstiicke
A, B, C angeschraubt; diese beriihren die, das Gehause durchsetzendeii Kupferstabe und vermitteln so den Contact mit den
stromzufuhrenden Klemmen K l , K , , K3. Besondere Kupferschriiubchen k , , k , , k , sorgen dafur, dass diese Verbinduiig
eine moglichst innige wird. Ueber die Kupferstiicke A , B: C
nun sind die vollig gleichen Bolometerwiderstande B 1Y und
B I< straff gezogen und mit Wood'schem Metal1 angeheftet
in der Weise wie Fig. 8 es andeutet.
Diese Anordnung hat den Vortheil, dass die Hartgummischeibe P mit den Bolometerstreifeii ein selbstandiges Ganzes
bildet und jederzeit leicht aus der Dose herausgenommen
werden kann, urn einer Scheibe mit anderer Bespaiinung, deren
man lnehrere vorrtithig halten kann, Platz zu machen. Durch
den Umstand, dass die Scheibe eineii quadratischen, das Geh8use H aber, wie es die punktirteii Linien in Fig. 8 andeuten, nur einen spaltformigeii -4usschnitt hat, ist die Bescliattung des Widerstandes B I / , erreicht. In1 Uebrigen
erfullt die moglichst nahe Zuordnung der Bolometerwiderstande
6 14
A. Bonath.
die Hauptforderung , dass die beiden Stromleiter unter moglichst gleichen UmstiCnden seien. Dadurch ist der Einfluss
plotzlich von aussen wirkender Temperaturverihderungen am
besten aufgehoben.
Die Bolometerwiderstande bestanden aus Platin, welches
sich zu diesem Zweck durch seine geringe specifische WSirme
(0,03) besonders empfiehlt. Gleichzeitig sind auch die Werthe
fur die Widerstanclsanderung bei bestimmter Temperatursteigerung, also der Coefficient cc in der Formel
I
=I
, (1- cc t
+p t2)
und der Warmeleitungscoefficient (8,4 [A g = 1001) genugend
gross. Uebertroffen wird hierin freilich das Platiii vom Eisen,
aber es ist mir nicht gelungen, einen Eisendraht so dunn zu
erhalten oder herzustellen, wie ich ihn fur meinen Zweck
brauchte. Uebrigens wird die hohere bolometrische Leistungsfahigkeit des Eisens durch die Eigenschaften des Platins, sich
gut ziehen zu lassen und nicht zu oxydiren, reichlich wieder
mfgewogen.
Zur Verfugung stand mir Platindraht von 0,04 mm Durchniesser. Ich liess ihn durch Achatwalzen ziehen und erhielt
so Streifchen von 0,17 mm Breite, woraus sich ihre Dicke
zu 0,0074 mm berechnet. Das Verhaltniss des Effectes der
bestrahlten Flache zur Masse war also dadurch gegen den
runden Draht um 325 Proc. gebessert.
Bei dem Einbringen und Befestigen so zarter Metallfaden
in den Bolometerrahmen muss jeder Knick sorgfaltig vermieden werden, da er dell U'iderstand meist nicht unbetrachtlich verandert.
Das der Bestrahluiig ausgesetzte Bolonieterstreifchen wurde
uber einer Terpentinolflamme berusst und dann mit einem
feiuen Pinsel auf der, der Strdilung abgewandten Seite vorsichtig wieder vom Russ befreit.
Der Widerstand der Streifcheii betrug 5,08 und 5,09 Ohm.
d) D i e C o m p e n s a t i o i i s b r i i c k e .
Bei der, den beiden Bolometerzweigen gegenuberliegendeii,
Whentstonc'schen Briicke liabe icli Tlicrmostriiine nielnds
ganz vermeiden konnen. Selbst als ich einen Versuchsapparat,
11bsorptioiuspectra.
615
welcher lediglich aus vier gleich langen Platindrahten bestand,
unter Petroleum legte und, in Form einer Briicke, zwei diainetrltl gegentiberliegende Ecken des Drahtvierecks an dns
Galvanometer legte, zeigte sich ein bedeutender Ausschlag, der
zwar zum Theil von geringen Spuren von Saure an den Lothstellen herruhrte, aber auch dann nicht ganz verschwnnd, als
diese mit Hulfe von Wachs hergestellt wurden. E s ist leicht
einzusehen , dass der Strombetrag durch Thermoeffecte bei
complicirten Briicken, wie man sie zu bolometrischen Messungen
nothig hat, noch wachsen wird.
Ein anderer Apparat, welcher zum Abgleichen der Widerstande als Doppelbrbcke eingerichtet und mit Schiebecontacten
versehen war, zeigte sich ebenfalls unbrauchbar, weil bei jeder
Bewegung der Schieberschneide sich der Uebergltngswiderstand
anderte. Meine Versuche, einen brauchbaren Compensationswiderstand zu construiren, fuhrten mich schliesslich dahin, an
einen guten Apparat folgende Anforderungen zu stellen :
1. Alle beweglichen Contacte mussen aus Quecksilber
bestehen.
2. Ueberall, wo von aussen eintretende und der Temperaturschwankung unterworfene Leitungstheile in den Apparat
gefuhrt werden, miissen sie an Metalle gleicher Art angeschlossen sein.
3. Die ganze Vorrichtung muss zur Vermeidung von
Temperaturdifferenzen ihrer Theile auf einen rntqlichst kleinen
Kaum beschrankt sein; aus demselben Grunde mussen auch
alle Klemmen und Contacte dicht bei einander liegen.
4. Der Apparat sol1 alle groben Widerstandsschwsnkungen
durch Warmeeinfiuss, Zug, Erschutterung etc. -mit Schnelligkeit und Sicherheit compensiren lassen, gleichzeitig jedoch auch
die feinsten Widerstandsabgleichungen (um 0,00001 Ohm und
weniger) gestatten.
5. Die den Bolometerzweigen in der Brucke gegenuberliegendeii Widerstande mussen nicht nur ihrem absoluten Betrage, sondern auch ihrem Material und ihrer Gestalt nach
denen im Bolometer moglichst gleich sein.
Die gegehenen Bedingungen veranlassten mich, die Briicke
kreist"drmig herzustellen , wodurch sie ausserst klein (18 cni
Durchmesser) und sehr genau wird, da man alle Theile auf
-
616
B. Donath.
der Drehbank fertigstellen kann. Ausserdem bietet diese Form
den Vortheil, dass alle kreisformig bewegten Contacte sich
leicht und ohne Stocken fuhren lassen, was bei den auf Prismen
oder Gleitstangen geradlinig bewegten nur schwer zu erreichen ist.
Das Schaltungsschema ist in Fig. 1 Taf. I reranschaulicht
und wohl ohne weiteres verstandlich. Q sind Quecksilberrinnen, welche fiir den dem Bolometerwiderstand B W gegeniiberliegenden Bruckenwiderstand C W einen Zusatz bilden.
Als wichtigster Bestandtheil einer Ausrustung f i r bolometrische
Messungeii verlangt die Compensationsbrucke eine eingehendere
Beschreibung.
(Fig. 2 Taf. 11). Auf einer massiven Hartgummischeibe A
erhebt sich, genau centrisch, ein nus Stahl gedrehter und gut
geharteter coiiischer Zapfen B. Auf ihm ist ein ebenfalls
coiiisches, durch das Sternrad C drehbares Messingrohr genau
aufgeschliffen, welches den in seiner normalen Lage durch
breiten Ansatz und Gegenmutter gesicherten Hnrtgupmit.eller Ii
tragt. Das iiber den Stahlzapfen B laufende Rohr mit Sternrad und Hartgummiteller bildet also ein festes, um R drehbares Ganze. Alle Stucke sind zusammen mit dem Stahlconus
auf der Bank abgedreht , sodrtss der Hartgummiteller vollkommen centrisch lauft ; er enthalt die Quecksilberrinnen,
welche den aus Fig. 1 Taf. I ersichtlichen Zusatz Q zu
dem Compensationswiderstande bilden , der dem belichteten
Bolometerstreifen B W schematisch gegeniiberiiberliegt. Aus
der in Fig. 3 in halber naturlicher Grosse gezeichneten Aufsicht auf die Hartgnmmischeibe ist die Anordnung der vier
concentrischen Rinnen a , b , c , d ersichtlicli; sie sind 4 mm
voneinander entfernt uncl ihre Tiefe wie Breite ist gerade so
bemessen, dass gut gereinigtes Quecksilber willig hineinfliesst
und etwa 22 mm dicke gleichmassige Faden bildet. Diese
schliessen sich aber nicht zu ganzen Kreisen: sondern siiid
a n einer Stelle unterbrochen, indem die eingedrehten Rinnen
hier durch Hartgummistucke wieder ausgesetzt sind. An ihrer
unteren Peripherie tragt die bewegliche Scheibe in einer
seichten Rinne den Abgleichungsdraht h' (Fig. 2), welcher aus
Platin besteht und mit etwa 2/3 seines Querschnittes uber
den Hartgummikranz hervorragt. Seine Enden sind ilurch
Absorptionsspectra.
617
Locher schrag aufwarts gezogen und .fuhren in die beiden
Quecksilbernapfchen Nl und A\ (Fig. 4).
Der von der Batterie kommende, auf seinem Wege bereits auf ein brauchbares Maass in seiner Intensitat geschwachte
Hauptstrom tritt zur Kupferklemme Kl (Fig. 2) und wird von
hier durch eiii starkes Kupferband zu dem ebenfalls aus Kupfer
verfertigten Quecksilbernapf J geleitet. Hier vermittelt eiii
Quecksilbermeniscus, dessen inniges Anschmiegen an den Abgleichungsdraht E durch eine erhohte Ruckwand des Kupfernapfchens gewiihrlaistet wird, die relativ widerstandslose Ueberleitung des Stromes zum Abgleichungsdraht. Der nun in zwei
Zweige getheilte Hauptstrom fliesst
1. durch die linke Halfte des Abgleichungsdrahtes zum
Quecksilbernapf A; (Fig. 3) , welcher die Verbindung zum
Compensatioiiswiderstande C?F’, der das Gegengewicht zuw
beschatteten Bolometerwiderstand B N ’ bildeii soll, eimoglicht.
Der Compensationswiderstmd C W‘ tauclit iiiit seineni aiideren
Ende in den Queclrsilbernapf Al, und bietet durch Verniitteluiig
des Platiiidrahtea Yz (Fig. 2) dem Strom eiiieii Weg zu der
ausseren der beiden tiefen Quecksilberrinnen (3,), welche
in den Hartgunimisockel eingedreht sind , der das gaiize
Instrument tragt. Diese ist durch einen dicken Kupferstreifen
mit der Klemme K, verbunden, von welcher der Zweigstrom
austritt, um bei absolutem Gleichgewichtszustand der Briicke
iiber den bestrahlten Bolometerwiderstand B N’ oder, wenn dies
nicht der Fall ist, mit einem gewissen Bruchtheil auch iiber
das Galvanometer und den beschatteten Bolometerstreifen zur
Batterie zuriickzukehren. Die Klemme K, ist also eiiierseits
mit dem Bolometerzweig B W, andererseits mit dem Galvanometer leitend verbunden.
2. fliesst der andere Theil des Hauptstromes durch die
rechte Halfte des Abgleichungsdrahtes zum Quecksilbernapfe XZ
(Fig. 3); voii hier aus wird er durch einen starken Platindraht
der Quecksilberrinne a zugefuhrt. E r konnte nun weder zu
den Ririnen b . c , d noch zu dem Widerstaiide C W gelangen,
wenn sich nicht die Zwischenraume zwischen ihiien uberbrucken
liessen, und zwar auf folgende Weise. Ueber den Quecksilberriniien gleitet ein Kupferhebel B (Fig. 2) liin, welcher die
Platincontactstifte a‘! b‘, c‘? d ‘ enthiilt, yon denen a’b’ und c’d’
618
B. Donath.
miteinander leitend verbunden sind. Sie tauchen in die entsprechenden Rinnen a, b , c, d cles Tellers ein. Der Kupferhebel ist durch Rohransatz , Gewinderad R und Schneckenmikrometer S, sowohl unabhangig, als auch , bei Benutzung
einer Kuppelung 1', mit dem Hartgummiteller H zusammen
beweglich.
Die Platinstifte sind mit Gewinde versehen und konneii
gehoben und gesenkt werden, was eine besondere Annehmliclikeit bietet, sowohl zur genauen Einstellung, als auch, wenn
nur zwei Quecksilberrinnen benutzt werden sollen. Dieser
Fall tritt dann ein, wenn nur geringe Widerstandsilnderungen
auszugleichen sind. Fig. 5 zeigt die Details des Hebels etwas
vergrossert und ist wohl unmittelbar verstandlich, wenn man
hinzufugt, dass der schraffirte Mittelstreifen eine Einlage darstellt, welche die Kupferstiicke d und B von einander isolirt.
Die Rinnen b und c (Fig. 3) sind durch den Platiiidraht U
leitencl verbunden. Der weitere Verlauf des Stromes ist nun
sofort zu erkennen. Von der Rinne a geht er uber a'b' zur
Rinne b und uber U zur Rinne c ; sodann fiber c'd nach d
und von dort zum Compensationswiderstand C ,'M welcher dem
bestrahlten Bolometerzweig B W das Gleichgewicht halten
soll. Die vier Quecksilberrinnen werden also durch den Kupferbugel hintereinander geschaltet und bieten dem Strom umsomehr Widerstand, j e weiter der Biigel von der Eintrittsstelle
entfernt wird.
Ueber AL, P,, die Contactrinne I?, (Fig. 2) und die
Klemme K, verlasst der Zweigstrom den Spparat, um sich
uber den beschatteten Bolometerzweig B W , oder auch gleichzeitig uber die Galvanometedeitung init dem anderen Zweigstrom
zu vereinigen und zur Batterie zurtickzukehren. Klemme K3
ist also sowohl mit den1 Bolometer, als auch mit dem Galvanometer verbunden.
Die Compensationswidersfaude C 7V und C If' sind den
Bolometerwiderstanden vollig gleich , aus demselben Material
und von gleicher GrBsse. (Der nnter 5. gegebenen Forderung
ist also hiermit entsprochen). Da sie in die Quecksilbernapfe
nur lose eingesetzt sind, so kann man sie leicht herausnehmen,
durch andere ersetzen und so zu jedem Bolometersatz auch
die zugehorigen Compensationswiderstande vorrathig halten.
14bsorptionsspectra.
619
Binweisen inochte ich noch besonders darauf, dass die
Anordnung es gestattet, durch vorsichtiges Autfiillen der Quecksilbernapfe N, und N4 eine recht genaue Abgleichung der
Widerstande zu erreichen.
Der Widerstand der Bolometerdriihte betrug 5,08 und 5,09 Ohm
Der Widerstand C JV + NpJ + Q / 2
5,075 Ohm
Der Widerstand C W' + IVLJ
5,085 Ohm
Man sieht, dass, in den praktisch erreichbaren Genauigkeitsgrenzen, durch gleiche Widerstandsbelastung aller Zweige
die hochste Empfindlichkeit der Brucke erreicht ist.
Den Constanten der Brucke entsprach das Galvanometer
leider nicht ganz, da es einen Spulenwiderstand von 5 Ohm
hatte. Es erreicht mithin, mit der Compensationsrichtung gekuppelt, das Maximum seiner Empfindlichkeit nicht, wenn es
auch nicht weit dahinter zuruckbleibt. Man konnte diesem
Uebelstande allein durch eine neue, dem Zweck entsprechende,
allerdings kostspielige Bewickelung abhelfen , da der Betrag
des Bolometerwiderstandes mehr oder minder vom Zufall abhangig und als erstes Constructionselement zu betrachten ist,
dem die ttnderen Glieder sich fiigen miissen. Ich musste mich
damit begniigen, der ideellen Losung moglichst nahe gekommen
zu sein.
Die Manipulation rnit der Briicke ist Ieicht verstandlich.
Die rohc Ausgleichung wird mit Hiilfe des Sternrades C bewirkt, d a m wird die Kuppelung eingeriickt und durch den
Mikrometer S eine genauere Nachstelluiig erreicht. Sobald
die Kuppelung wieder gelost ist, steht der Hebel D , welcher
uber die Quecksilberrinnen gleitet , mit dem Mikrometer in
Verbindung und mit ihm kann nun die feinste Einstellung
entweder direct am Apparat oder durch Schnurlauf vom Fernrohr aus erreicht werdcn.
Ausserdem ist das lnstrument mit Thermometer und Riihrrorrichtung versehen, falls man es zum Schutze gegen Ternperaturschwankungen in eine Fliissigkeit - wozu sich seiner
grossen Warmeleitungsfahigkeit wegen Terpentinol eignen
wiirde - versenken will. Ich habe indes die Nrfahrung geinaclit, dass dadurch die gleitenden Quecksilbercontacte unsicher werden und ziehe deshalb eine gute Verpackung in ein
620
B.Bonath.
GefAss mit Watteschutz , welches dieselben Dienste leistet,
der Einbettung in eirie Fliissigkeit vor.
Die Compensationsbriicke (Fig. 1)hat mir bei mehrere Monate
langer, angestrengter Beanspruchung den Dienst niemals versagt und sich vortrefflich bewghrt. Sie erleichtert die Arbeit
ungeniein. IHrn. Universitatsmechaiiiker M a g n u s s e n ! welcher den complicirten Apparat nach meinen Angaben in
vollendeter Weise ausgefuhrt hat, sage ich an dieser Stelle
meinen besonderen Dank.
Fig. 1.
Aufstellung der Apparate.
Da man selten iibcr die Hiilfe einer geschulten Person
yerfiigen wird, ist eine Transmission, welche die Einstellung
der Apparate vom Ablesefernrohr aus ermoglicht, niclit zu
u rng eh en.
Weil nun die Verbindungsschniire die freie Bewegung im
vcrdunltelten Zimmer beeintrachtigen , miissen sie entweder
unter dem Fussboden oder rtuf leichten Geriisten in angeincssener HGhe gefiihrt werden.
Ich wahlte die letztere Anordnung, weil dieselbe zugleich
den Vortlieil bequemer Fiihrung der Stromdraihte bot. Jeder
Zug war fiber leiclit bewegliche Rollen gefiihrt uiid bestand
Absorptinnsspectra.
62 1
aus Hin- und Ruckleitung , welclie durch eine Gewichtscompensation stets straff gehalten wurden. Dadurch war jeder
todte Gang vermieden, melcher bei feinen Einstellungen so
lastig ist.
Zu den Leitungen waren lediglich Schnure mit Kupfereinlage von reichlichem Querschnitt z u r Verwendung gekommen; ebenso war zur Vermeidung von Inductionsstromen
fur eine bifilare Wickelung Sorge getragen. Es erwies sich
ferner keineswegs als ubertriebene Vorsicht, dass die Leitungsschniire mit Watte umwickelt und zur Vermeidung vom Temperaturdifferenzen in moglichst gleicher Hohe gefuhrt waren,
ebenso dass jede Verbindungsstelle, auch wenn sie nicht aus
heterogenen Metallen bestand, moglichst gut gegen Warmeschwankungen geschutzt wurde. Die Zimmertemperatur wurde
durch einen Qasofen wilhrend der Messungen stets auf 20° C.
gehalten.
Dss Knallgasgeblase wurde in einer Projectionslaterne
untergebracht, deren Abzug mit dem Ventilationsschacht des
Zimmers durch ein weites Zinkrohr verbunden war. Es war
so Gewahr (lafur geleistet, dass vom Brenner aus CO, und
HBO,Atmospharilien, welche storende Absorptionsbanden im
Warmespectrum erzeugen, in das Zimmer nicht zu dringen
vermochten.
Fig. 2 Taf. I1 stellt einen Plan des Arbeitsraumes dar.
Von der Projectionslaterne I; aus werden die von der gliihenden Kalkplatte aiisgesandten Strahlen durch eine Linse von
12 cm Brennweite auf den Spalt des Spectrometers concentrirt. Bevor sie jedoch dorthin gelangen, haben sie zwei
Hindernisse zu passiren, welche durch Transmission vom Fernrohr aus in den Gang der Strnhlen eingeschaltet werden konnen.
8, ist ein vertical beweglicher, 0,8 mm dicker, hohler Schirm
aus beiderseits polirtcm Metall, welcher von kaltem Wasser
durchstromt mird. Es dient zum Abschluss des Lichtes und
der Warme vom Spectrometer. Ausserdem wird durch passentle
grossere Blenden der Einfluss jeder unbeabsichtigten Xebenstrahlung von der Laterne zum Bolometer verhintlert.
8, ist ein Apparat, welcher einem optischen Signale
gleicht, das bestimmt ist, bunte Scheiben ZLI wechseln. E r
enthalt die jeweilig in den Gang der Wiirmestrahlen einzuschal-
622
B. Uonath.
tenden Substanzen und ist ebenfalls vom Fernrohr aus beweglich.
Sp ist das Spiegelgalvanometer, C die schon beschriebene,
kreisrunde Compensntionsvorrichtung, welche mit der Batterie
einerseits und dem Galvanometer andererseits durch Leitungsschniire verbunden ist. Auch sie kann vom Beobachtungsplatze aus beclient werden.
Das Ablesefernrohr F ist vom Galvanometer G 4 m entfernt. Die Scaln wurde, da ihr von dein kleinen Spiegel entworfenes Bild ausserst lichtschwach war , durch eine Reihe
von Gliihlamyen moglichst intensiv beleuchtet.
Die Richtniagnete des Galvanometers waren, wie schon
erwahnt, vom Fernrohr aus durch Mikrometertrieb und Schnur
einzustollen.
Auf dem Tische T, rechter Hand vom Beobachter, befindet sich der Nebeiischlusswiderstnnd fur das Galvanometer
nnd ist durch blanke Messingdriibte mit clemseiben verbunden.
Der yon der Batterie komniende Hauptstrom durchfliesst
den Stromwender Z, welcher zugleich als Ausschalter dient
und geht danii durch den Widerstnnd IY1, der mittels Watteisolation gegen Temperaturschwanknngeii moglichst geschiitzt
ist, zum Bolometer und dessen Nebenapparaten uber.l)
I m Nebenschluss zur Hauptleitung liegt das Siernens’sche
Torsionsgalvanometer S G, welches, linker H a d vom Beobachter
aufgestellt , die an den Klemmen der Batterie herrschende
Spannungsdifferenz in jedem Augenblick abzulesen gestattet.
Beobachtungen.
Das Galvanometer ist zunachst gering astasirt und in
seiner Empfindlichkeit durch einen starken Nebenschluss geschwacht, wahrend vorlaufig noch kein Strom durch das Bolometer fliesst. Vom Platz am Fernrohr aus werden dann die
Richtmagnete so gestellt, dass auf einem geeigneten Theilstrich
der Scaln (etwa 500) die Ruhelage eintritt.
Dann wird der Strom geschlossen, den man vorlaufig nur
ganz schwach wLhlt, indein man bei einer Stromstarke von
-__
1) Vgl. such die, nuf derselben Tafel dargeatellte schematische
Schaltungaakizze.
Absorptionsspectra.
623
etwa 0,Ol Amp. beginnt. Diese Vorsicht ist unbedingt nothig,
weil durch einen Stromschluss von grosserer Starke oft der Galvanometerspiegel mit solcher Kraft aus der magnetischen Ruhelage geschleudert wird, dass die zarte Suspension Schaden leidet.
Der Nullpunkt wird nun im allgemeinen seine Lage niehr
oder weniger geandert haben. Durch Verstellen am Sternrad
der Compensationsbriicke wird die Coincideiiz des magiietischeii
Nullpunktes mit dem Stromnullpunkt , wie wir ihn nennen
wollen, wiederhergestellt, Darauf wird die Starke des Hauptstromes etwas erhoht, wahrend gleichzeitig das Galvanometer
durch Einschalten von Nebenschlusswiderstand niehr belastet
wird. Die jetzt starker nuftretende Nullpunktwanderung w i d
wieder am Rade corrigirt, dann die Stromstarke wieder erhoht u. s. f., bis die Einstellung des Sternrades von freier
Hand fur das immer empfindlicher werdende System zu grob
mird. Es muss nun die Kuppelung eingeriickt und der Abgleichungsdraht mit dem Mikrometer und der Transmission
vom k’ernrohr aus bewegt werden. Die gain feine und selbst
fur die hochste Empfindlichkeit ausreichende Xinstellung wird
sodann mit Hiilfe der Quecksilberrinnen und des Contacthebels
bewirkt, nachdem die Kuppelung auf diesen umgeschaltet
worden ist. Das Galvanometer wird zuletzt ganz belastet sein
und der Strom eine den Umstanden angepasste Starke erreicht haben.
Als Stromquelle dienten 3 grosse Daniell-Elemente, welche
parallel zu einander geschaltet, eine Spannung von nahezu
1 Volt zeigten und an Constanz einem Tudoraccumulator iiberlegen waren. Der Strom musste etwa eine Stunde eingeschaltet
sein, ehe die Erwarmung der Wiclerstande iiberall gleicli war
und ein stationarer Zustand eintrat. Sobald das Galvanometer
zur Ruhe gekommen war, wurde der Wasserschirm vor der
Wtirmequelle fortgezogen und der erste Ausschlag abgelesen.
Da im Allgemeinen sowohl der magnetische Nullpunkt,
\vie die durch das Stromgleichgewicht bedingte Ruhelage des
Galvanometers Veranderungen unterworfen sind , welche sich
im besten Falle aufheben, im sclilechtesten nddiren konnen,
d a ferner die Intensittit des Knallgasgeblases, wie ich uiiten
zeigen werde, in wenigen Minuten um zehn und mehr Procent
schwnnken kann, so kommt alles darauf an, die zu einer
624
B. Donath.
Wellenlange gehorigen Ablesungen in moglichst kurzer Zeit
zu machen, urn sie aufeinander beziehen zu konnen. Zu diesem
Zweck richtete ich mein Augenmerk vorzugsweise auf die
Construction technischer Hilfsmittel, mit denen die Ablesungen
ebenso sicher wie schnell vor sich gehen.
Es erforderten an Zeit im Mittel:
Ablesung des ersten Ausschlages . . . . . . . . 2,s 8ec.
Auswechseln oder Einschalten des Absorptionsgefiisses 0,5 ,,
Controlle des Nullpunktes . . . . . . . . . . . 6
,,
Ablesung des zweiten Ausschlages . . . . . . . . 2,s ,,
Controlle des NullDunktes . . . . . . . . . . . 6
..
Controlle der Intensitlt der Wiirmeqaelle
2,5
_____
20,O aec.
. . . . .
Eine vergleichende Messung zweier absorbirender Medien
oder eines gegen die freie Strahlung konnte also in 20 sec.
vollendet sein. Hierbei zeigte der Nullpunkt irn Mittel eine
Wanderung von 1 Scalentheil, welc.he jedoch bei einer probeweisen Mehrbelastung mit Strom bedeutend grosser wurde. I)
Die Intensit at der Warmequelle war oft wlhrend mehrerer
Ablesungen ganz gleichfdrmig , konnte sich jedoch unter Umstanden so plotzlich und bedeutend andern, dass es unnngebracht ware, einen Mittelwerth fur diese Schwankungen als
Correctur einzufuhren. Es wurde daher bei jeder correspondirenden Messung auch die Aenderung in der Strahlungsintensitat festgestellt. Dass diese Fehlerquelle von friiheren
Beobachtern wenig Wiirdigung erfahren hat, lasst sich nur
dadurch erklaren, dass sie die Ursache der Ausschlaganderungen in Stromungen erwarmter Luft: welche den Bolometerfaden umgiebt , gesucht haben, wahrend sie im ungleichen
Spiel des den Druck des comprimirten Sauerstoffes reducirenden Ventils zu finden ist. Man kann sich leicht davon uberzeugen, wenn man bei bestrahltem Bolometer den Augenblick
abwartet, in welchem in Folge der Druckdifferenz das Ventil
zu spielen beginnt. Sofort wird der Galvanometerausschlag
sich um mehrere Theile andern. Dieselbe Wirkung hat ein
1) Von Zeit zu Zeit war es nothwendig, den magnetischen Nullpunkt
und den Stromnullpunkt so zu corrigiren, daaa sie wieder zusa~nmenfielen, was mit Hulfe der Transmissionsvorrichtungen und der Compensationsbrucke in wenigen Secunden moglich war. Das absolute Zusammenfallen ist natiirlich nur ein idealer Fall und praktisch nicht erreichbar.
G25
rlbsorptioiisspectl.a.
leichter Schlag auf das Reductionsventil. Ich fiihre diese
Thatsache als Beweis dafiir an, wie leicht man sich im Sitz
einer Fehlerquelle irreii kann, denn eine Stromung, welche
ich kanstlich im Bolometer hervorbrachte, storte die Messung
Baum merklich.
Zu empfehlen ware also die Benutzung eines gleichmassig
belasteten Gasometers, das freilich durch bftere Ftillung und
bei Clem rtusserordentlichen Bedarf an Sauerstoff recht unbeqem
nerden diirfte.
Ich will nicht unerwahnt lassen, dass auch die Wahl des
Brenners und der erhitzten Substanz von grosser Bedeutung
ist und zweitle nicht daran, dass mit Htilfe des Li11nemann’scheii Zirkonbrenners - der mir leider nicht zur Verfiigung
stand - eine gleichmassigere Erwarmung zu erzielen ware.
Dass der Einfluss aller Storungen auf das Resultat einer
correspondirenden Messung uni so grosser w i d , j e langer dieselbe dauert uncl j e kleiner die Ausschlage werden, welche
miteinander verglichen werden sollen , ist ohne weiteres verst lindlich.
Ein Einblick in die interessanten Verhaltnisse bolometrischer
Messungen kann daher nur dsdurch gegeben werden, dass in
den Messungsta.bellen auch die Galvanometerausschlage mitverzeichnet werden und nicht allein die Absorptionswerthe,
wie es Hr. A s c h k i n a s s thut,.’) Ebenso habe ich mich nicht
eiitschliessen konnen , die Absorptionscurven zu glatten und
zu idealisiren, sondern sie sind durch moglichst ungezwungene
Verbindung sammtlicher Werthe entstanden. Die Correcturwerthe sind indess in den Tabellen beigefugt.
Es wurde von fiinf zu funf Minuten beobachtet, an intereasanten Stellen jedoch in weit engerer Folge, ohne tibrigens
die Curve in ihreni Verlauf wesentlich zu veranderii. Im allgemeinen wird daher eine Beobachtung yon fiinf zu funf
Minuten geniigen und die Tabellen enthalten daher nur diese
Werthe, sofern nicht durch die eine oder andere Zwischenmessung etwas Neues zu Tage trat; zur Construction der
Curren wurde jedoch in der bereits oben beschriebenen Weise
alles Material herangezogen.
1 ) Die weiter folgende Untersuchung einer wbserigen Eosinliisung
bietet fur den Werth der vollen Angaben ein schlagendes Beispiel.
Ann. d. Pbys. u. Cbem. N. F. 58.
40
B. Donath.
626
Das Spectrum wurde mehrere Male durchlaufen, wobei
jedesmal und an jeder Stelle 6 - 8 correspondirende Messungen
ausgeftihrt und durch das arithmetische Mittel zusammengefasst
wurden. So stand im allgerneinen - wenn man die Zwischenmessungen und das wiederholte Aufsuchen fragwiirdiger Punkte
mit einrechnet - far jeden untersuchten Korper das holie
Charakterisirungsmaterial von 600 - 800 Zahlen zur Verftigung.
Wenn a und 6 die zu vergleichenden Galvanometerausschlage sind , so wird die Absorption procentual ausgedrtickt
durch die Formel:
-;)I
A = [loo (1
fe
wobei b < a.
Dabei ist e eine Function sammtlicher Starungen, welche
sich in der Schwankung der Ausschliige ansdriicken. Das ausfuhrliche Beispiel einer Messung moge das erlautern.
1
";:j
~
Abcorrespon00rpdirendo Ausschlfige
Aueechlitge tion
minim
in
Proc.
a
a
__
-
I
I
I
I
14,3
(14)
stellt sich also dar als b' - a', wenn b' das
verhiiltniss der aussersten, a' das Absorptionsverhilltniss der
mittleren Ausschlagswerthe darstellt; es ist die Unsicherheit
in Procenttheilen, die relativ da am grossten werden kann,
wo durch kleine Ausschlage kleine Absorptionsbetrbge hervorgerufen werden.
An allen Stellen, an welchen sich Schwankungen der
Warmequelle zeigten oder an welchen Nachregulirungen des
8
1) Die Abeorptionewerthe sind steta in abgerundeten Zablen an-
gegeben.
dlsorptionsspectra.
627
Geblases oder Aenderungen der Spaltweite nothig wurden,
ist dies durch ein besonderes Zeichen (*) angedeutet.
Wegen vielfacher Storungen , welche sich wiihrend einer
correspondirenden Messung zeigten , mussten etwa 20 Proc.
aller Beobachtungen als zweideutig verworfen werden.
Fluoreecirende Subrtanzen.
ZurUntersuchung fiuorescirenderSubstaiizen,derenlosungsmittel ohnehin ein Vordringen weiter als bis zur Wellenlange
von etwa 3 p nicht gestattet hatten, zeigte sich das bereits
beschriebene Quarzprisma sehr brauchbar.
Die Substanzen gelangten zwischeii plangeschliffenen 1 nim
dicken Quarzplatten zur Untersuchung , deren Abstand von
einander durcli Einlagen geregelt und die in ihrer Stellung
durch zwei Gewindestacke fixirt wurden (T’af. 11).
Auf diese Art wurden zwei ganz gleich dimensionirte
Gefasse hergestellt, von denen das eine die geliiste fluorescirende Substanz, das andere das Losungsmittel allein enthielt.
Bei beiden wurde die Durchstrahlung gemessen, indem sie an
jeder Beobachtungsstelle etwa 6 - 8 mal, wie schon erwilhnt,
gegeneinander ausgewechselt wurden. So musste sich unbedingt der, von der fluorescirenden Substanz allein herrlihrende,
hbsorptionsbetrag zeigen, wenn ein solcher iiberhaupt vorhanden
mar. Die Anordnung bot indess noch einen weiteren Vorteil.
Es ware iiamlich bei Benutzung nur eines Geasses gegen die
freie Strahlung eine Correctur anzubringen gewesen , welche
yon dem Warmeverlust durch Reflexion herriihrt ; zweitens
ware es nicht ausgeschlossen gewesen, dass die aus zwei Quarzplatten und der Fliissigkeit bestehende Vorrichtung, Strahlen
bestimmter Wellenliinge stilrker zuriickgeworfen hatte als
andere, mit anderen Worten, dass sie eine thermische Farbe
besessen hatte.
Alle diese, die Messung complicirenden Umstinde wurden
also durch die Differenzbeobachtungen herausgeschafft.
1. Uranin.
Znr Untersuchung gelangte eine Losung voii 1 Qewth.
Uraniii in 1000 Gewth. absolutem Alkohol. Der Farbstoff,
welclier von S c h e r i n g (Berlin) bezogen war, fluorescirte in
40 *
B. Donatti.
dieser Losung pritchtvoll und zeigte im Spectralapparat eine
sehr intensive Absorption der grlinen uiid blauen Strahlen.
IJntersuchte Schichtendicke d = 0,5 mm.
T a b e l l e 11.
-
~
~
a
Deviatic
minima
8
40'
35
30
25
20
15
10
5
41°
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
40
55
50
45
40
35
30
25
Alkohol
Uraninlosung
2
2
2
2,s
5
11,5
17
27,3
19
18
31,3
51
73,2
88,3
93
101
93,5
100,5
112
107,5
102
101
83
65
0
i3
i0
34
99
h7
15
10
5
41
41
38
32
21
26
18
12
5
55
50
45
40
35
30
25
20
_b _
___
'LO
39
_l
Ausschllige bei
Strahlung durch
0
0
0
3,s
793
16,5
25,3
19
17,5
29,3
50
66,4
87
93
101
92,5
100,5
110,s
10i,5
102
in1
83
65
73
70
34
29
37
40,5
41
38
32
21
26
18
12
5
~
_
Absorp
tion in
Proc.
____
100
100
100
100
30
33
3
6
0
3
7
2
9
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
7
7
0
6
4
6
4
0
0
IE
R
91
Bernerkungen
__
~
~
~
-
-
-
10
17
9
4
0
2
3
0
3
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
2
0
2
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1,5506
1,5496
1,5487
1,5478
1,,5469
1,5459
1,5450
1,5441
1,5432
1,5423
1.5413
1,5404
1,5393
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,.?
348
I
1,5339
1,5329
1.5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
0,4i6
0,490
0,504
0,520
0,535
0,552
0,571
0,590 (*)
0,615
0,638
0,675 StSrung
0,712
0,151 Storung
0,792
0,832
0,883
0,949 Y)
1,009
1 ,Oi2
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,511 I*J
1,572
1,632
1,691
1,755 (*I
1,kil.j
1,886
1,949
1,989
2,040
2,080 :*)
2,110
2,150
2,190
2,255
2,322
2,387 unsicher
r,
629
dbsorptionsspectra.
Auf Grund dieser Zahlen wird man dem Uranin eine
irgendwie nennenswerthe Absorption im Warmespectrum bis
zur Wellenlange von 2,4 ,u unbedingt absprechen miissen, selbst
wenn man die hin und wieder, auch nach Berucksichtigung der
Unsicherheit , noch verbleibenden sehr geringen Absorptionsbetrage gelten lassen will.
Uebrigens gibt das Bolometer - wie aus dem Beginne
der Zahlenreihe ersichtlich - die dem Uranin eigenthumliche
Absorption im sichtbaren Theile des Spectrums ganz unzweideutig a n , an einer Stelle also, an der die Ausschlage der
geringen Warmestrahlung wegen nur sehr klein sind. Eine
nur annahernd gleiche Erscheinung im Gebiete der langeren
Wellen ware mithin nicht zu iibersehen gewesen.
Das Resultat darf einigermassen iiberraschen, da das
ausserordentliche Verhalten cles Uranins im sichtbaren Spectrum weitere Eigenthtimlichkeiten in den tieferen Octaven erwarten liess.
Ich werde zeigen, dass auch die anderen von mir untersuchten fluorescirenden Substanzen in dieser Beziehung ein
besonderes Verhalten aufweisen.
2.
Eosin.
a) Alkoholische Liisung.
Untersucht murde eine 100 proc. Losung. Sie fluorescirte
sehr intensiv nnd zeigte eine deutliche Absorption im Griin.
Schichtendicke d = 0,5 mm.
T a b e l l e 111.
-~
Is
n
b
hbs.
40'
35
30
25
20
15
10
5
375
6
9
13,5
13
18
25,5
33
1,2
1
2
3
d15
13
24
32
63
83
78
78
65
28
1
__
6
3
-
1,5487
1,5478
1,5469
1,5459
1,5450
0,476
0,490
0,504
0,520
0,535
0,552
0,571
0,590
Bemerkungen
B. Bonath.
630
----
d
a
b
.~
I&/
Lbs.
~
I
1L
iemerkungen
~
~
41°
55'
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
40
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
39
55
50
45
40
35
30
46
41
20,5
29,5
40
54
54
69
83
98,5
85
88
94
63,5
58.2
52,7
57,s
55
64
42
51
45,8
34,8
31,s
26
16
16,3
20
7,5
4
?
46
41
20,5
29
40
54
54
69
83
97
85
86,5
92
58,8
53,6
44
52,5
48
60
38
45
42
28,s
26,s
22
14,3
13,5
17
795
4
?
0
0
0
2
0
0
0
0
1
1
0
2
2
8
8
16
9
13
6
10
12
9
17
16
15
11
17
15
0
0
?
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
2
0
1
2
1
1
1
0
3
1
4
5
2
(o)?
-
1,5432
1,5423
1,5413
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
0,615
0,638
0,675
0,712
0,75 1
0,599
0,832
0,883
0,942
1,009
1,052
1,140
1,212
1,296
1,3i2
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
11886
1,949
1,989
2,940
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
(*I
(*I
(*I
(*I
(*I
(*I
(*I
Beginn d.
lbsorption d.
Liisungsmitt.
Auch hier zeigt sich zu Anfang eine deutliche Absorption,
welche offenbar von der sichtbaren Bande herrtihrt. Im Uebrigen
aber kann von einer Absorption im Sinne einer ausgepragten
Bande, ebenso wie beim Uranin, weiterhin nicht gesprochen
werden. Da sich jedoch etwa von der Wellenlange 1,296 p
an dauernd eine gnnz geringe Absorption zeigte, melche sich,
durch eine Curve veranschaulicht,, als flache Erhebung darstelleii
wurde, so beschloss ich diese Nessung, melche iibrigens mehrere
Male wiederholt wurde, durch eine zweite zu prufen, indem
ich gleichzeitig ein anderes Losungsmittel wahlte , namlicli
Wasser.
Bemerkensmerth ist ferner, dass hier (ebenso wie oben
beim Uranin), die Galvanometeraussclil%ge von der Wellenlange
2 p an, ausserordentlich schnell kleiner werden uncl bei 2,2 ,u
63 1
rlbsorptionsspectra.
bereits so klein sind, dass sie nicht mehr miteinander verglichen werden konnen. Es rllhrt dies von dem Beginn einer
Absorptionsbande des Losungsmittels her und stimmt gut mit
den Resultaten uberein, welche Hr. J u l i u s bei Alkoholen erhalten hat. l)
Eoain.
b) wbsrige Liisung.
Die Losung fluorescirte nicht so stark, wie die alkoholische,
zeigte aber immerhin noch eine ausgesprochene Bande im Grun.
Schichtendicke d = 0,5 mm.
T a b el l e IV.
d
42O40'
35
30
25
20
15
10
5
41
55
50
45
40
35
30
35
20
15
10
5
40
55
50
45
40
35
30
n
b
-
-
Abs.
IEl
-
-
-
-
2
2,5
3
4,5
5
0,s
75
60
67
56
40
0
0
0
0
1
1
2
3
7
7
3
3
3
7
995
14,5
21
3
7
975
14,5
22,5
28
38,3
46
57,5
66,5
106
84,s
84
78
44
28
36
45
54,5
63,5
97
80
80
77
IE I;;
44
47
44
44
46
0
0
7
0
6
2
5
5
8
5
5
1
0
0
0
0
2
-
19
1
1,5506
1,5496
1,5457
1,5478
1,5469
1,5459
1,5450
1,5441
1,5432
1,5423
1,5413
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
0,476
0,490
0,504
0,520
0,635
0,552
0,571
0,590
0,615
0,638
0,675
O,i12
0,751
0,792
0,832
0,883
0,948
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,311
1,572
1,632
kmerkungen
~
4
4
3
1
1
0
1
0
0
2
0
1
2
1
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
(*I
(*)
Absorption
des Wassers
1) J u l i u s , Verh. d. Kongl. Akad. d. Wetenschaft (1) 1 Amsterdam 1892; Wied. Beibl. 17. p. 34. 1893; Handb. der Physik (Winkelmann) Wlrmestrahlg. (Graetz) 25. Lieferg. 1895. p. 283. - Das erste
Maximum der Alkohole liegt bei etwa 3 p ; die Absorption beginnt jedoch
schon meit friiher, besonders bei der Dicke der von mir untersuchten
Schicht, welche diejenige, mit der Julius arbeitete, urn daa Doppelte
ubcrtraf.
-
B. Donath.
--~
S
n
b
40° 25'
20
15
10
5
39
55
50
45
40
35
44
31
25
O?
0
2
4
41
32
24
O?
~-
1
11
2
1
Abs.
__
.
7
0
-3
4
-
2
4
7
9
2
1
0
0
0
18
0
0
-
R
1
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5205
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,691
1,755
1,819
1,886
1,949
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
Bemerkungen
Absorption
des Wassers
?
Auch hier zeigte sich zu Anfang der Einfluss der sichtbaren Absorption; nur ist er etwas kleiner als bei der alkoholischen Losung, was iibrigens der geringeren Intensitat der
Fluorescenz gut entsprechen wurde. l) Eine andere Ersclieinung zeigt sich indess bei dieser Reihe, welche bei Aiigabe
der Absorptionsbetrage allein gar nicht mehr sichtbar wurde
und um derentwillen ich oben darauf hingewiesen habe, wie
wichtig unter Umstandeii sluch die Angabe der Galvanometerausschlilge werden kann.
Wir beobachten namlich zwei Ausschlagminima, einnial
bei 1,450 p und dann bei 1,949 p , an Stellen also, welche
gerade der Controle unterworfen werden sollten. Sie konnten
offenbar nur vom Einfluss des Wassers herriihren.
Ich hielt mich daher fur verpflichtet, auch das Absorptionsspectrum des Wassers bei einer Dicke von 0,5 mm zu untersuchen, obgleich die Lagen, welche die Him. P a s c h e n und
A s c h k i n a s s fdr die Absorptionsmaxima geringerer und grosserer Wasserschichten gefunden hatten , vortreff lich mit den
kleinsten Werthen meiner Ausschlage iibereinstimmten. Ich
komme spater darauf zuruck.
Meinem Wunsche, die Resultate der alkoholischen Eosinlosung zu controlliren, konnte also die wassrige Losung nicht
entsprechen, da sie gerade an den wichtigsten Stellen eiii
verschleiertes Bild gab.
1) Die Bande auch den ktirzeren Wellen zit abzogrenzen, gelang,
ebenso wie bei den vorhergehenden und folgenden Nessungen , wegen
der Rleinheit der Ausschltige, auch bei dieser Reihe nicht.
dbsorptionsspectra.
633
Ich niusste darum eine Beobachtungsmetliode anzuwenden
suchen, welche vornussichtlich von solchen Storungen frei war
und wahlte dazu die Vertheilung des fluorescirenden Korpers
in einer ,,festen Losung", (1. 11. in erstarrter und eingetrockneter
Gelatine. Das Verfahren war folgendes. Nine starke , unter
allen Vorsichtsmaassregeln gereinigte und mit Leder und
Federweiss polirte Spiegelglasplatte, wurde auf ein Gestell gehracht , das sich horizontal ausnivelliren liess. Wesentlich
war das starke und gleichmassig kraftige Einreiben mit Federweiss, das so lange fortgesetzt werden musste, bis die Platte
an allen Stellen eine homogene, ganz leichte Triibung angenommen hatte und schrag gegen das Tageslicht gehnlten.
etwas opalisirte.
Darauf wurde sie mit einer scIiwachproceiitigen Collodiunilosung oder besser noch mit einer Liisung ~ " Kautschuli
0
in
Petroleumather ubergossen und daranf d11rc11 aufgekittete.
dicke Pappstreifen in gleich grosse Qnndrate von etwa 6. cm
Seite getheilt. I n diese Abtheilungen wurde j e die gleiche
blenge 20 proc. Gelatinelosung eingegossen , welche vorher i n
einem heissen Wasserbade mehrere Male filtrirt war. Es durfte
daher, nach dem Eintrocknen, eine gleiche Dicke der 211
untersuchenden Schichten vorausgesetzt werden.
Dieser Gelatinelosung wurde die fluorescirende Suhstanz
zugesetzt und zwar in solcher Menge, dass die Intensitat der
Fluorescenz ein Naximum wurde; gleichzeitig empfahl sich
ein ganz geiinger Zusatz von Carbol, um eine Pilzbildung
hintanzuhalten.
Das Erstarren dauerte zwei Stlinden, das Eintrocknen
etwa zwei Tage, wahrend welcher Zeit das PrYparat kiihl und
staubfrei aufbewahrt werden musste. Dann geniigte ein leichter
Einschnitt mit einem scharfen Messer, um die Schiclit sofort
zum Abspringen zu veranlassen.
Die Gelatineplatten , welche heilaufig eine Dicke von
0,08 mm hatten, wurden glatt aufgespannt und in die Answechselvorrichtung vor den Spalt des Spectrometers gebraclit.
Zur Verwendung gelangte jedesmal eine klare und eine fluorescirenile Gelatineschicht. Da sie Neigung zum Werfen zeigten.
so wurde darauf geachtct, dass die Bestrnhlung nicht unnothig
lange danertc.
B. Bonath.
Eosin.
c) In fester Lasung. d = 0,08 mm.
Trotz der Dlinne der Schicht zeigte sich eine deutliche
Absorption im Grlin, welche sich auch in der bolometrischen
Messung auspragte, aber nach dem stark gebrochenen Theile
des Spectrums zu nicht mit voller Sicherheit abzugrenzen war.
T a b e l l e V.
- -__
8
n
b
42O 50'
45
40
35
30
25
20
15
1
1
1
1
1
1
1
1
095
195
497
10
5
41
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
40
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
39
55
50
45
40
35
30
1
1
1
2
275
395
5
7
10,2
14
33,2
30,s
48,6
65,5
84
104,7
134
158,6
176,9
186
190
185
175
174
166,3
154
135,5
126,5
108
91
85
78
72
44,5
41,6
36
28
27
29
7
98
13,a
21,8
30,3
48
65,5
84
102,6
134
158,6
176,9
186
190
185
175
174
164,3
154
135,7
124,5
108
91
85
78
70,5
413
39,6
34,5
28
26
28,3
Abs.
__
0
181
-
0
0
0
0
50
80
57
6
0
4
1
3
0
1
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0
2
2
0
0
0
0
2
6
5
4
0
4
3
-
-
4
8
3
3
1
2
1
2
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
I
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
2
1
1
n
1,5524
1,5515
1,5506
1,5496
1,5487
1,5478
1,5469
1.5459
1,5450
1,5441
1,5437
1,5423
1,5413
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
i
-~
0,452
0,404
0,476
0,490
0,504
0,520
0,535
0,552
0,571
0,590
0,615
0,638
0,675
0,714
0,751
0,792
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
1,886
1,249
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
lemerkungen
1
umicher
(*)
635
..llsorptionsspectra.
=
1
17
25,2
35
28,3
20
17
16
9
25'
20
15
10
5
383
55
50
27
23,2
32,2
26,3
20
17
16
9
1
2
1
3
0
8
8
7
0
0
0
0
0
1
1
0
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
2,322
2,389
2,450
2,513
2,575
2,625
2,666
2,708
~~
~
lemerkungen
(*I
Diese Messungsreihe ist allerdings frei von storenden
Xebenerscheinungen ; die Ausschliige steigen an und fallen
ganz gleichBrmig, wie es der spectralen Strahlungsvertheilung
durch ein Quarzprisma entspricht , zugleich kann aber auch
hier, im reinen Wiirmespectrum, von einer irgendwie erheblichen Absorption kaum die Rede sein. Es zeigt sich allerdings von etwa I = 1,5 p an, wie bei der alkoholischen Lbsuug
eine ganz geringftigige , flache Erhebung , welche bei ihrem
zweifelhaften Charakter jedoch sicher nicht zu der starken,
durch Fluorescenz hervorgerufenen, Absorptionsbande im sichtbaren Spectrum in Beziehung gesetzt werden darf. Auch heim
Eosiii muss also eine Absorption im Gebiete der langeren
Wellen bis zu 2,P p verneint werden.
F1 u o rescin.
In fester Lasung.
L)er fluorescirencle Stoff befmd sich gleichfalls in fester
Losung. d = 0,OS mm.
T a b e l l e VI.
-
-__
b
Abs.
~
5
41'
55
50
45
40
35
30
25
20
1
8
12
15
23
30
28
57
46,4
54,s
68
IEi
-
n
~
~
3
4
5
775
11,s
14
23
30
26
35
44,1
52.5
66
-~
~
0
0
0
6
4
7
0
0
7
5
4
3
3
2
1
0
3
4
5
1
1
2
1
0
0
0
1,5469
1,5459
1,5450
1,5441
1,5432
1,5423
1,5413
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
i.
-~
0,535
0,532
0,571
0,590
0,615
0,638
0,675
0,712
0,751
0,792
0,832
0,883
0:942
3emerkungen
~
___-
(*I
_
_
636
B.Donath.
-
8
_____
15‘
10
5
40°
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
39
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
38
55
50
___
b
79
78
$2
85
84,5
79
78
73
67
62
55
49,5
75
75
78,5
80
a
45,5
40
31,3
35,5
40
37
32,3
31
28
27
24
24
20
15
14
13
5
4
80.5
74,6
74,s
71,s
66
59,5
53
46,5
445
39,5
36,s
35
39,5
37
30,2
31
28
27
24
24
20
18
14
13
Y
4
Abs.
__
5
4
4
5
4
6
4
2
1
6
4
4
2
1
1
1
1
0
7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
16.
__
n
1
1,5345
1,5339
1,5329
1,5320
1,531 1
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5261
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
i,5ia9
J,5 179
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5054
1.5074
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
lernorkungen
~
1
0
0
1
0
0
1
1
2
2
0
0
0
0
0
0
1
0
2
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1,312
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
1,586
1,949
1,989
2,040
2,080
2,119
2,150
2.190
2,255
2,322
2.39;
2.450
2,513
2,575
2,625
2,666
2,709
?
(*I
Entsprecllend den1 optischen Ve1 lialten des Fluorescins
ergab die bolometrische Messung ebenfitlls keine Absorption
der sichtbaren Strahlen. Wenn sich eine dauernde geringfugige Absorption bemerkbar machte, so koniite sie unrnoglicli
von der fluorescirenden Substanz herrlihren. Es wurde deshalb noch einmal eine genaue Dickenmessung der Plntten
vorgenommen, wobei sich die fluorescirende Gelatine urn eine
Kleinigkeit starker erwies als die leere. Nachdem neue Platten
hergestellt waren - die Messung wurde bei 1,s p unterbrocheii -, verschwand auch sofort der geringe Absorptionsbetrag.
Dns Fluorescin zeigt mithin dns gleiche Verhnlten wie
die vorher untersuchten Substanzen.
637
-4es cu 1in.
d = 0,75 mm.
Das Absorptionsspectruni des Aesculins ist bereits ron
Hrn. W e s e n d o n c k niit Hiilfe der phosphorographischen Nethode uiitersucht worden, indeni er erwartete, in der Nahe
der Linie A im tiefen, bereits unsichtbaren Roth eine starke
Absorptionsbande zii finden.’) Er folgte dabei der v. Lomme1’scheii Fluorescenztheorie*), nach welcher das Fluorescenzlicht
des Aesculins (eines KBrpers der 11. Ordnung) als Differenzton
zweier Erregungstone angesprochen werclen muss.
Nun absorbirt eine Aesculinldsung Schwingungen mit den
Zahlen 725-1 100;clasFluorescenzlicht selbst weistschwingungszahleii voii 325-730 auf. Sollen diese Schwingnngen Differenzt h e darstellen, so hatte man (nach W e s e n d o n c k ) allerdings
eine zweite - indirecte - Absorption durch das Aesculin bei
den Schwingungszahlen 370-400, also in der Nahe der F r a u n hofer’schen Linie -4 im tiefen Roth zu erwarten. W e s e n donck’s Resultat war ein vollig ne-qatives und auch meine mit
dem Bolometer ansgefuhrten Versuche lassen, wie aus der
abgedruckten kleineii Tabelle zu ersehen ist, keine Spur einer
Absorption an der fraglichen Stelle erkennen.
Bemerken will ich hierzu, dass gleiche Differenztone
aucll durch gleichzeitiges Erklingen der Farbentone mit den
Schwingungszahlen 725 -1100 und 1425- 1455 entstanden
gedaclit werdeii konnen , also durch indirecte Erregung ultravioletter Lichtarten. Der Nachweis ware mithin nicht vom
Bolonieter , sondern von der photographischen Platte zu erwarten.
Jedenfdls ist das negative Resultat des Hrn. W e s e n
d o n c k und mein eigenes, d. h. das Fehlen einer Absorptionsbande im tiefen Roth und Ultraroth an und fur sich kein
Beweis dsfiir, dass das Fluorescenzlicht des Aesculins (oder
der Korper der 11. Ordnung) nicht als durch Differenztiine
entstandeii gedacht werden konne.
-
1) W e e e n d o n c k , \Vied. Ann. 2:;. p. 548. 1884.
2) v. L o m m e l , Pogg. Ann. 143. p. 38. 1871; W e d . Ann. 3..
p. 276. 1878; 10. p. 449 und 631. 1880.
B. Bunatit.
688
T a b e l l e 1'11.
--- d
a
b
Lbs.
~
45'
40
35
30
25
20
15
10
5
40°
55
50
45
40
38
55
88
88,8
107,5
109
84
9s
98
101
98
79,Z
20
19
36,5
55
87
87
104,5
107
83,5
97
97
100
95
74
17,5
19
4
0
1
2
4
2
1
1
1
1
3
6
12
0
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4
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1
1
1
0
1
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1
3
2
0
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,5348
1,b339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,529'3
1,5383
0,7 12
0,751
0,792
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,511
lemerkungen
C1i loro p h y 11.
d = 3,2 mm.
Mit einer Darstellung des thermischen Verhaltens des
Chlorophylls mbchte ich die Reihe der fiuorescirenden Substanzen beschliessen.
Eine bolometrische Untersuchung dieses Karpers versprach
eine reichere Ausbeute an positiven Resultaten. Das Absorptionsspectrum ist von mehreren Banden durchzogen, deren
letate sich im hellen Roth etwa zwischcn den Linien C und B
findet und daher auf das Bolometer nicht ohne Eindruck
bleiben konnte.
Bei dem Versuche, mit dem Bolometer auch die Absorptionsbanden im sichtbaren Spectrum, etwa vom Griin ab,
nachzuweisen, stiess ich auf ein Missverhlltniss zweier wesentlicher Factoren. Die Warmeintensitat ist im griinen Gebiet
noch sehr gering, mithin fallen die Galvanometerausschlage
dort klein und unsicher nus. Wurde der Spalt bedeutend erweitert, so verschwand die schon an und f i r sich sehr verwaschene Bande im Griin vollig. Ein Verstllrken der zu
untersuchenden Schicht hatte aber wiederum ein erhohtes
Maass von Absorption zur Folge; indess war dies noch der
beste Ausweg.
Da das Chlorophyll eine wichtige Rolle in der organischen
Welt spielt und sein thermisches Verhalten fur den Pflanzen-
639
Absorptionsspectra.
forscher von Interesse ist, habe ich besondere Idiihe auf die
Untersuchung dieses Karpers verwandt uod die unten angegebenen Zahlen durch wiederholte Versuche mcglichst sicher
gestellt.
T a b e l l e VIII.
--
=
~
b
4bs.
~
20'
15
10
5
41°
55
5,5
7,5
10
14
16,5
24
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
40°
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
3S0
29
,
48
58
83
81,5
98
79,5
93
99,5
97
84
9s
82
37
20
14
21
13
19
29
27
21
17
I&
n
.
--
i
4
5
45
60
55
71
76
79
5
3
3
3
0
0
1,5469
1,5459
1,5150
1,5441
1,5432
1,5423
0,535
0,552
0,571
0,590
0,615
0,638
9,5
67
2
1,5413
0,875
41,5
56
78
77,5
96,5
76
90
98
94,5
83
96
80
37
20
14
21
12
18
29
25
15
14,5
14
3
6
5
2
4
3
2
1
1
1
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5967
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,8867
1,5208
0,712
0,751
0,792
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
1,886
1,949
1,989
3
3
4415
lemerkungeii
~
1
3
1
2
2
0
0
0
0
8
5
0
7
40
15
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
?
?
Ort der Absorptionsbande in)
sichtb. Spectr.
znischenC u. B.
0
Bande des
' Alkohols?
uneicher
Das Resultat ist in doppelter Beziehung von hohem
lnteresse , einmal durch das Fehlen einer nennenswerthen
Absorption im Ultraroth und dann durch das uberraschende
thermische Perhalten des Chlorophylls im sichtbaren Spectrum
(Taf. 111 Fig. l).l)
1) Unterhalb der Curve findet sich an zweiter Stelle eine Darstellung des Absorptionsspectrums, wie es dem Auge erschien; dariiber
das Wiirmespectrum.
640
B . Donuth.
Bereits v. Lo m me 1 hatte die Vermuthung ausgesprochen
- soviel mir bekannt i s t , auf Grund theoretischer Er-
wagungen -, dass clas Chlorophyll ini Ultraroth eine Absorption nicht mehr zeigeii konne. B e c q u e r e l ' ) hat diese
Ansicht mittels der phosphorographischen Methode, spaterhin
Nichols2) mit cler Thermosaule bis zur Wellenlange il = 1,4 p
bestltigt. Meine Versuche erweitern das untersuchte Gebiet
bis il= 2,O p mit clemselben Eesultat; die Starke der angewandten Alkoholschicht scheint einstweilen ein weiteres Vordringen zu verbieten.
Besonders riithselhaft ist die starke Absorption, welche sich
vom G'riin bis zum sichtbaren Streifen irn 220th erstreckt, ohne
dass im Spectrometer ax diesen Stellen nur eine Spur von Farbentriibung zu bemerken gewesen ware. Die Bande zwischen B
und C war dabei sehr intensiv sichtbar, ohne aber bolometrisch aus ihrer Umgebuiig hervorzutreten. &lit ihr findet
die starke Absorption, den ultrarothen Strahlen zu, ein Ende.
Man konnte daran denken, dass sehr starke Chlorophyllschichten auch die gelben und griinen Strahlen absorbiren
urid dass bei diinnereri Schichten die zuerst auftretenden gelben
Strahleii sehr intensiv auf das Auge einwirken und daher
heller erscheinen mogen, als sie es dem absoluten Betrage
nach sind. Das Bolometer wiirde demnach nnparteiischer urtheilen als unser Auge und an Stellen noch Absorptionsbetrage
nachweisen, an welchen die iiberreizten Sehnerven ein sicheres
Urtheil iiber die Lichtintensitat verlieren.
Dieser Erklarung steht die Thatsache der deutlichen
Sichtbarkeit der Bancle im hellen Roth entgegen, welche sich
bolometrisch von ihrem Grunde durchaus nicht abhebt.
Wenn ich mich nicht irre, wurde schon friiher darauf
hingewiesen, dass rnit dem Bolometer oder der Thermosaule
unsichtbare Banden im Sonnenspectrum nachgewiesen werden
kBnnten. Meir?e Versuche diirften eine werthvolle Stiitze fur
diese oft angezweifelte Behauptung gebracht haben. Ich begniige mich damit, au dieser Stelle die Thatsache festzuhalten,
ohne auf eine Erklarung einzugehen. Sie wiirde iiberdies nur
1) H. B e c q u e r e l , Ann. de chim. et phys. ( 5 ) 30. p. 33. 1883.
2) N i c h o l s , Phys. Review 1. p. 1. 1892.
64 I
dnsorptionsspectra.
schwer zu geben sein, wenn man nicht an den Grundideen
der heutigen Naturanschauung rutteln wollte.
Auch mit der Nutzanwendung dieser Ergebnisse auf die
Vorgange im Pflanzenleben mochte ich lieber zuruckhnlten
und den Fachgelchrten die Entscheidung dnruber uberlassen,
mit welchem Recht man das durch Blkohol extrahirte Chlorophyll fur den Farbkorper der lebenden Pflanze selbst substituiren dnrf.
Leider verbot mir die Jahreszeit - die Versuche wnrden
im Februar unternominen -, die Messungen an den Bliittern
frischer Gewachse zu wiederholen. Ich meise dnrauf hin, dass
sich besonders einige auslandische Ahornabarten , welche an
demselben Stamme meisse und griine Bliitter tragen, fur diese
interessanten Versuche eignen wiirden.
Am Schluss dieser Beobachtungen spreche ich dns Resultnt ails :
Die fluorescirendeen Korper, liranin, Eosin, Fluorescin, Aesiind Chlorophyll, xeigen im IParmespectrum bis ziir Il'kllen1an.qe 2 , i p Reinerlei Absorptionsslreifen.
Ciih?t
E i n e C h l o r o p h y l l l o s u n g v o n 3,2 m m D i c k e w i e s von
d e r s i c h t b a r e n B a n d e ini R o t h a n , d e n g r i i n e n S t r a h l e n
z u : ein G e b i e t d a u e r n d s t a r k e r A b s o r p t i o n n u f , w e l c h e
fur d:ts A u g e u n s i c h t b a r war.
Untereuchung von Waseer und Kaliumalaunloeung.
Was s e r.
d = 0,s rnm.
Die Messungen an einer Wasserschicht wurden zunachst
nur in der Absicht unternommen, um die oben bei der Eosinreihe ausgesprochene Vermuthung, die beobachteten Ausschlagminima konnten eine Absorptionserscheinung des Losungsmittels sein, zu bestatigen. Nebenbei konnte dann die Messung
auch dazu dienen, fruhere Beobachtungen der Hrn. P a s c h e n ] )
und A s c h k i n ass2) zum Vergleich heranzuziehen.
1) Paschen, Wietl. Ann. 61. p. 31. 1894; b2. p. 216. 1894; 5.3.
p. 334. 1594.
2) E. A s c h k i n n s s , Wictl. Ann. .is. p. 401. 1895.
Ann. d. Phys. u. Clicm.
N. F. 58.
41
642
u. uo?lutrl.
Hr. J u l i u s l) hatte das Absorptionsspectrum des Wassers
ebenfalls, anfangs mit wenig Gluck, untersucht, weil er zu
dicke Schichten henutzte . dsnn aber eine dunnere Kochsalzlosung durchmessen, welche die Ahsorptionsbanden des Wassers
deutlich zeigte. a)
Breite und Intensitat der -4bsorptionsbanden wachsen
naturlich mit der Starke der untersuchten Schiclit. Einzeliie
Streifen von zarter Structur sind uberliaupt erst bei bedeutenden
Dicken wahrzunehmen, wahrcnd clann gleichzeitig die kraftigercn
verschwinden, indem sich Wellenberg und Wellenthal der procentischen Absorptionscurve erheben und schliesslich zu einem
Niveau volliger Undurchlassigkeit ausgleichen. Unter diesen
Umstanden kaiin man verstehen , dass Absorptionscurven derselben , nur verschieden dicken Flussigkeit , wenig oder g:u.
keine Aehnlichkeit mehr miteinander aufweisen konnen.
Hr. A s c h k i n a s s untersuchte Wasser in Dicken von 0,01,
0,05, 10, 50 und 1000 mm. Es erschien daher die roil niir
zum Versuche benothigte Scliichtendicke von 0,5 mm nicht
ungunstig , da sie einerseits xioch eine Vergleichung mit den
von Hrn. A s c h k i n a s s fur eine Dicke von 0,05 mm gefundenen
Werthen gestattete, andererseits doch etwss Neues brachte.
In der Aufstellung trat iiisofern eine Vergnderung ein,
als nun der hbsorptionsbetrag des Wassers gegen die freie
Strahlung untersucht, also eine so gunstige Anordnung, wie
sie bei der Untersuchung der fluorescirenden Substanzen zur
Elimination der selectiven Reflexion moglich war, aufgegebeii
werden musste.
Es wurde daher zunachst eine Quarzplatte von 2 iuin
Dicke gegen die freie Strahluiig untersucht, wobei sich ein
bestimmter, niclit zu kleiner Absorptionsbetrag zeigte, der an
allen Stellen des Spectrums der namliche war und zugleich
die Werthe fur die Reflexion an der Grenze Luft-Quarz und
Quarz-Luft enthielt. Eine selective Reflexion zeigte sich an
______
1) W. H. J u l i u s , Verhandl. d. Kongl. Acad. d. Wetenschaften
(Amsterdam) 1. Sct. Del. I. Nr. 1. 1892.
2) Auf phosphorographische Methode hat B e c q u e r e l das Wasserspectrum untersucht (Ann. de chim. et phys. 30. p. 1. 18831, nachdem
A b n e y und F e s t i n g dasselbe bereits 2 Jahre friiher photographirt
hatten (Phil. Trans. 172. p. Mi. 1581.
643
A bsorptionsspectra.
keiner Stelle. Die Reflexionsbetrtige an den Grenzen QuarzWasser und Wasser-Quarz durften wegen ihrer Geringfugigkeit unbedenklich vernachliissigt werden.
Der Correctionswerth, welcher yon den in den folgenden
Tabellen enthaltenen Absorptionswerthen zu subtrahiren ist,
betrug 13 Proc.
Urn locale Storungen moglichst zu vermeiden, wurdeii
diese und die noch folgenden Messungen wahrend der Nacht
ausgefuhrt.
T a b e l l e 1X.
--- -
J
0
8
-
~
ibs. I & '
- __
2
12
1
15
12
0
11
3
16
0
11
1
12
0
12
0
0
13
14
0
1
17
42
0
63
0
0
70
0
69
1
58
1
40
33
1
0
35
41
0
49
0
59
0
68
0
87
0
1
93
0
95
95
0
93
0
1
84
74
0
68
0
67
0
0
72
81
2
91
0
95
?
97
0
?I
1.
~
41'
55'
50
40
30
20
15
10
3
40
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
39
55
50
45
40
35
30
25
20
15
8
13
17
29,5
36
68
78
84
67,5
67,5
68
60
67,3
66,5
65
61,8
56
50
45
41
47
43,5
40,5
39
38
36,5
35
32,5
33
38
34
27,5
25
23,5
22
19,7
18
7
11
15
26,3
30
60,5
69
74
59
58
56,5
35
25
20
20
26
33,5
33,4
29,3
24
24
18
13
5
278
197
197
24
573
10
11
9
7
475
2
1
095
1,5432
1,5423
1,5413
1,5395
1,5376
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5298
1,5292
1,5288
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5241
1,5236
1,5281
1,5226
1.5222
1,5217
1.5213
1.5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
0,615
0,638
0,675
0,751
0,832
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,411
1,450
1,481
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,787
1,819
1,853
1,886
1,918
1,949
1,969
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
2,322
2,397
2,450
41 *
B. Bonath.
644
10’
16
5
13
3 8”
14
55
10
0
0
0
0
-
100
100
100
-
JOO
-
1,3113
2,513
1,5103
3,575
2,625
2,666
1.5093
1,5084
Wie man sicli (lurch Vergleich leicht uberzeugen ksnn,
tlecken sich die Ausschlagminima der Eosinreihe mit den
Xbsorptionsmaximis der Wasserreihe nbsolut. Es durfte niithin bewiesen seiti, dnss die Storungen allein rom Liisungsinittel herruhrten.
Ebenfalls eiiie vortreffliche Uehereinstimmung erqiebt sicli
mit den Sngaben des Hrn. Asch k i n a s s , dessen charakteristische
Absorptionscurve fur Wasser ( d = 0.05 mm) der meinigen ausserordentlich lihnelt. Dnss sie etmas niedriger als die hier gegebene erscheint, erklart sich hinlanglich aus der. rerschicdenen
Dicke der untersuchten Schicht (Taf. 111 Fig. 2).
Hr. A s c h k i n a s s gibt die ersten beiden Absorptionsmnsim:L
ni ?. = 1,05 p (breitere Bantle) und 1,94 p (schmllere Bande)
an, was sich mit meinen Werthen z u il = 1,45 p und 1.94 p
sehr gut vertragt. Nicht so gute Uebereinstimmung lasst sich
mit den Messungen des Hrn. Piischcn herstellen. welcher die
Lage der Masima zu 1 = 1.513 ,u und 2,063 p angiebt.
Um die Zwischenmessung am W m e r nnch der praktischen
Seite Z U verwerthen, beschloss ich in1 .4nschluss eine concentyirte Alaunlosung in glcicher Schichtendicke zu uatersuchen.
Man ist noch vielfitcli der Ansicht, eine Alaunlosung gabe
RIS Kuhlung in Projectionsapparnten, Mikroskopen etc. bessere
Resultate als reines Wttsser.
Diese Ansicht ist bereits wiclerlegt worden. Da meines
Wissens jedoch eine spectrnle Messung der Durchstrahlungsbetrage fur AlaunlBsung noch nicht vorliegt, so lasse ich hier
die Tabelle folgen. l )
Die Losnng war bei 20° C. concentrirt.
1) Allerdings sirrd h r e i t s von N i c h o l s KdiumdaunlSsung und
Natriumalauolosung mit eixier Thermosiiule spectral untcrsucht worden.
Er gelaogte indess nur bis zur Wellenlaoge A = 1,4 p , ohne einc Verrninderung der Dintherrnansie zit bernerken. Weiteres Vortlringen urn
0,05 p hiitte ihii die erste Absorptionsbxntle fintlen lassen (Phys. Rev. 1.
p. 1. 1892).
Absorptionsspectra.
T a b e l l e X.
-
-- - -
S
a
41”
50‘
40
30
20
10
40
55
50
6
12
24
31
45,5
52
55,5
64
64
57,5
61
63,5
62
59
33
48,5
42,5
43,s
41
39,7
37
35,5
3’2
31
30,5
28
30,s
45
40
35
30
25
20
15
10
5
39
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
“,I
24
23
22,5
21
18,3
17
15,s
12
b
hbs ! E l
__
- - 5,2
10,2
21
28
39
45,5
47
53
37,s
22
IS
20
26
33
33.5
29
“2
21,s
17
11
4
2.4
174
174
2,5
4
7,7
892
794
6
4
276
1
-
-
12
15
12
10
14
12
15
17
41
62
70
69
58
44
37
40
I8
50
59
72
89
93
96
95
92
Y6
76
72
69
74
82
88
95
100’
100
100
11
0
3,5432
0
0
0
1,5413
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
2
1
1
1
0
0
1
2
?
?
-
-
615
1,5395
1,5376
1.5357
1,5339
1,5320
1,5311
1,5301
1,5298
1,5292
1,5288
1,3283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,9241
1,5236
1,3281
1,5226
1,5222
1,5217
1,5213
1,5208
1,5108
1,5189
1,5179
1,51G9
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
i.
0,6 15
0,675
0,751
0,832
0,942
1,072
1,212
1,296
1,372
1,411
1,450
1,481
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,787
1,819
1,853
1,886
1,918
1,949
1,969
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
8,322
2,387
2,450
2,513
2,575
Kin Comnientar zu dieser Reihe ist iiberfliissig. Die
Absorptionscurre ist mit der des Wassers vollig identisch
(Taf. I11 Fig. 2), mithin sind nicht nur die Durchstrahlungsbetrage beider Fliissiglteiten iiberhaupt , sondern auch die
spectralen Vertheilungen derselben cinander gleich. Man
koniite sagen, dass fur grossere Wellenlangen die Uebereiiistimmung nicht fortzubestehen brauchte. Das ist moglich,
obwohl unwahrscheinlich und kommt zudem praktisch nicht
in Betracht, da Apparate , welclie mit Kiihlungen ausgerustet
646
B. Donath.
sind, Glaslinsen besitzen. welche grassere Wrirmewellen absorhiren.
Interessant ware aber die Untersuchuiig einer festen Alaunplatte gleicher Dicke gewesen, von der eine andere Absorptionsfahigkeit vorauszusetzen war. Es ist niir indess nicht gelungen, trotz vieler Bemiiliungen, eine Alauiiplatte von 0.5 mm
Starke zu erhalten, d n auch S t e e g & R e u t e r sich ausserstande
erklarten, eine Platte so cliinn abzuschleifen, ohne das sprode
Material zu zerbrechen.
Sollte es inir deiinoch gelingen, eiiie Platte von den
vorausgesetzten Dimensionen zu erhnlten , so werde ich diese
Messung nachholen.
Absorptionsspeotra von Oelen.
A e t h e r i s c h e 0 el e.
Die atherischen Oele zeigen wenig Uebereinstimmung in
ihrer Zusammensetzung ; zudem wird ihre Untersuchung durch
den Umstand sehr erschwert, dass sie meist noch Gemenge
von verschiedenen Oelen sind, deren Trennung schwierig ist.
Da mir eine Sammlung Btherischer Oele aus der Fabrik
von H. K o n i g (Leipzig) zur Verfugung stand, welche sehr rein
dargestellt waren, lag fur mich die Veranlassung nahe, ihre
Wiirmeabsorption zii priifen.
Es wurden zunachst nur solche atherische Oele untersucht, welche lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen,
und nach ihren charakteristischen Vertretern Terpene oder
Camphene genannt werden. Sie werden meist aus dem Holze
oder den Beeren der Coniferen gewonnen und bilden eine
Gruppe, deren Glieder nach der Formel C,H, oder C,,H,,
zusammengesetzt sind. Sie bilden, auf Papier gebracht, einen
Fettfleck, welcher jedoch wieder auftrocknet und verschwindet,
ein Zeichen, dass man es mit einem reinen, noch unverharzten
atherischen Oele zu thun hat. Sie durfen ebenso zwischen
die Fingerspitzen gebracht und verrieben nicht im Geringsteii
kleben.
Eine zweite Gruppe atherischer Oele, welche gleichfalls untersucht wurde, besteht ausser Kohlenstoff und Wasserstoff auch
noch aus Sauerstoff. Es sind in der Hauptsache Oele aus
dlsorptionsspectru.
647
dew Kijrper cler Labiaten, welche dieselben Busseren RiIerknide wie die sauerstofffreien aufweisen.
Von jeder Gruppe standen mehrere Vertreter zur Verfiigung. Einzelrie Oele waren sogar in mehreren Sorten vorhanden und von der Fabrik durch Nummerirung unterschieden.
Ich wahlte zu den Versuchen die klarsten und frischesten MS.
Verfahren wurde ebenso wie bei der Untersuchung des
Wassers, d. h. die Oele wurden zwischen Qusrzplatten gebracht
und gegen die freie Strahlung untersucht. Es ist also auch
hier die Correctur - 13 Proc. an den Sbsorptionswerthen der
Tabelleii anzubringen.
Da die Benutzung des Sauerstoffgeblases sich wegen des
hohen Verbrauches an Sauerstoff sehr kostspielig stellte, 80
versnchte ich als iieue Warmequelle eine modificirte K?ifikbogenlampe voii I 5-20 Amp. Stromstairke anznwenden. Sie
brannte jedoch nicht constant gcnug, urn zu anderen als vorbereitenden und orientirenden Messungen Verwendung zu finden.
Ich halte indess einen passend construirten Handregulator,
der unter genauer Beobachtung eines empfindlichen Ampkremeters verstandig bedient wird, fur durchaus zweckmassig.
Leider fehlte mir die Zeit, eine solche Construction zur Ausfiihrnng zu bringen.
a) Sauerstofffreie atherischc Oele.
1. R a f f i n i r t es f ranzijsisc h e s T e r p e n t i n o 1.
d
=
0,75 mm.
Das Oel war vollkommen wasserklar und zeigte zu Anfang keine Absorption. Es mogen daher die Angaben der
Werthe von 10 zu 10 Minuten bis zur Wellenlange ;1=1,2 p
zur Orientirung geniigen.
Die Absorption, im Anfange sehr gering und zweifelhaft,
wird starker bei der Wellenlange 1,36 p und steigt dann rasch,
um bei ;1=1,69 p ihr erstes Maximum zu erreichen. Darauf
sinkt die Absorptionscurve (Taf.I11 Fig. 3) wieder herab (jedoch
nicht mehr bis zum Anfangsniveau) und steigt d a m bei ;1=2,1 p
wiederum sehr steil an bis zur WellenlHnge 2,255 p , wo sie
culminirt. Darauf folgt. eine langsam stetige Abnahme.
B. Dotlath.
648
‘l’ubelle XI.
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0.675
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1,5250
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1,5236
1,5226
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1,?205
1,5198
115189
1,5179
1,5174
1,5169
1,5165
1,5160
1,.5 15 1
1,5141
1,5131
1,5122
1,3113
1,5103
1,5093
1,5084
1,3074
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1,372
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2,387
2,450
2,313
2,575
2,625
2,1;66
2,10b
Die iiusserst charakteristische Curve behielt bei niehrfach
wiederholten Messuiigen stets gleiche Form.
Will man die durch die Quarzplatten absorbirte Strahlung
in Anrechnung bringen, ’ so andert nian dadurch an der Gestalt
der Curve niclits, sie sinkt nur auf ein tieferes Niveau. Es
ist eine solclie Correc tur an derselben nicht vorgenommen
1)
Die Zahl starnilit aus eiiier spiiteren hlessung.
649
dbsorptionsspectra.
worden, weil sich d a m zu Anfang geringe negatire Ordinatenbetrage gezeigt hatten, welche natiirlich auf Messungsfehlern
beruhen.
2. O l e u m j u n i p e r i e baccis.
W a cli L o 1d e r 6 1.
d = 0,45 mm.
Die zur Untersuchung vorliegende Oelprobe erwies sich
als in geringexu Naasse verharzt.
Den1 Zustande der Verharzung gehen bei langerer Aufbewahrung alle atherischen Oele entgegen , indem sie Sauerstoff aus der Luft aufnehmen und einen Theil davon in Ozon
uniwandeln. Sie nahern sich aber dabei durchaus nicht der
2 usammensetzung der sauerstoff haltigen atherischen Oele, es
bildet sich vielmehr bei dieseni Vorgang ein neuer Korper,
das Harz.
Es war fiir mich von Interesse zu erfahren, ob eine geringe Verharzung eines sauerstofffreien Oeles auf die Absorption
von Einfluss sein wiirde.
Das Oel war aus den Beeren des Wachholders gewonnen
und von der Fabrik mit der Marke I versehen. Es zeigte
eine lichte Bernsteinfarbe.
T
n b e l l e XII.
-
-
8
a
-
~
b
~
9bs.
~
~
40° 50'
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10
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1,5'413
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1,5385
1,5316
1,5367
1,5357
1,5348
1,2338
1,5323
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5260
1,5255
l,5%50
0,675
0,712
0,731
O,i92
0,83%
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,37%
1,450
1,511
1,572
1,632
1,662
1,691
1,723
iemerkungen
~
~
17
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12
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11
12
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12
13
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32
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2
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2
2
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10
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1
0
2
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1 l)
I
1) 1 :se Werthe sind aus einer spiitereii Messung hier eingesetzt.
B. Donath.
I
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50
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30
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27
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18,5
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23
23
30
27
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1,5169
1,5160
1,5151
1.5141
1,5131
1,5722
1,:113
1,3103
1,3093
1,5084
1,5074
lemerkungen
1,755
1,819
1,886
1,949
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,628
2,666
2,708
0
(*I
Der Verlauf der Absorptioiiscurve (Taf. 111 Fig. 5a) ist
identisch mit der des Terpentinols und von dem Einfluss der
leichten Verharzung ist nichts zu bemerken. Um jedoch ganz
sicher zu gehen uiid zugleich, um die Zuverlassigkeit meines
Bolometers zu priifen, liess ich dieser Messung noch eine
zweite bei grosserer Schichtendicke folgen.
O l e u m j u n i p e r i e baccis.
d = 0,9 rnm.
T a b e l l e XIII.
-~
b
~
Abs.
~
41°
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1,5413
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1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
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1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
0,615
0,638
0,675
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0,751
0,702
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
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10
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10
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(.*)
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Absorptionsspectra.
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69
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1,5169
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2,190
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2,255
2,322
2,387
2,450
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2,666
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78
77
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0
0
0
0
0
1
1
0
2
Diese wie die vorangehende Messungsreihe stimmen in
ihren Anfangswerthen nahezu uberein , bez. schwanken diese
urn denselben Mittelwerth. Man wird daher nicht fehl gehen,
wenn man dem Wachholderol bis zur Wellenlange 1,55 p eine
nennenswerthe Absorption abspricht und die Curve als gerade
sanft ansteigende Linie darstellt. Von il = 1,55 p an erhebt
sie sich iiber die zur Schichtendicke 0,45 mm gehorige Curve,
indem sie iiberall ihre Gestalt nachahmt (Taf. I11 Fig. 5b).
Die Curven beriihren oder schneiden sich durchaus nicht und
geben einen guten Beweis fur die Empfindlichkeit und Zuverllssigkeit des Bolometers.
b) Sauerstoff haltige iitherische Ode.
1. O l e u m r o s m a r i n i .
d = 0,75 mm.
Vom Rosmarinol 1-agen zwei Sorten vor, die eine aus
franzosischen, die andere RUS italienischen Pflanzen hergestellt.
Bejde gelangten in derselben Schichtendicke ZUF Untersuchung.
41°
35
40
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
85’
50
45
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47
5i
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103,5
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81,3
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44
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70,3
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2
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3
4
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12
12
3
9
8
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A h . __
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__
--
a) Oleum rosm. italic.
Aeiiderung i n dei
Hrcnnerstcllimg
0,792
0,532
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,511
1,572
0,751
0,6 15
0,638
0,675
0,7 12
1
97,s
81,3
91,R
97,3
100,5
108
102
97,s
92,5
1,53S5
1,6376
1,5367
1,5357
1,5348
1,5339
1,5320
1,5329
1,5311
1,5301
3,5292
1,5283
1,5274
75
70,5
62,5
81,5
77
17,3
26,5
40
56,5
1,5395
1,5432
1,5423
1,5413
1,5404
14,7
11
7
81,7
90,7
89
96
90
89
84
71
65,s
62
55
12
9
9
13
I3
12
12
11
11
8
9
8
15
15
5
11
89,5
74,3
70,5
23
38
50
I_
~
AbS.
I
_
-
~.
I
I
b
b) Oleum rosrn. gallic.
_____I
Tabelle XIV.
Bemerkungen
3
p
P
N
01
a
38
39
55
50
25
20
15
10
5
30
55
50
45
40
35
30'
25
20
15
10
5
if
6,5
73
66
59
45,7
44,5
41,5
44,5
39
37
34
27
26,5
24,5
26,5
245
19,5
16,5
18
13
12
a
4,5
4
4
3
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4
4,2
4
5
4
38,5
42
36,7
33
32
33
28
25,5
23
11,5
2
1
S4
84
76
75
69
67
54
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3
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1
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1
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57
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0
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1
1
I
2
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26
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(*I
(*I
(*I
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1,886
1,949
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,625
2,666
2,708
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
It
48,5
55
15,5
38,5
32,3
34
29,5
27
235
24,5
19,7
2t
17,5
16,5
8,5
48,5
56,5
50,5
44,7
43
53
n
-
5,7
595
5,5
275
7
5,5
5,5
5,5
675
6
43
32
32,3
32,5
38,5
36,5
35,5
40
30
25
14
h
~
27
33
35
57
81
80
80
81
78
64
73
69
67
71
27
24
32
31
24
27
26
3
1
3
4
3
2
2
0
2
0
0
0
0
0
2
0
0
2
0
1
0
I&/
__
__ __
Abs.
B. Bonath.
654
Ich durfte gespannt sein, inwiefern sich der Gehalt an
Sauerstoff bemerklich macheii wurde. E r konnte die a n den sauerstoff freien Oelen beobachtetenBanden verstarken oderschwachen,
deren Lage verandern oder endlich neue Banden hervorrufen.
Die Absorptionscurven beider Oele stimmen nicht vollig
iiberein (Taf. 111 Fig. 6). Bei Oleum rosm. gallic. zeigt sich
die erste Bande schwacher iind breiter. Uieses Resultat
stammt aus mehreren Versuchen und die Differenz beider
Curven ist an dieser Stelle so gross, dass ich sie nicht aut'
Kosten von Messungsfehlem zu setzen wage. Qon Bedeutung
ist, clam die Curve niit der der saumstofffreien Oele gleich Ziiiift
und dass der Sauerstofigehalt des Rosmarinols sie durchans
nicht veriindert hat. Eine geringe Abnahme der Mnxiinalwerthe
erwies sich als Folge einer Aenderung in der Schichte~idicke.
Die weiterhin untersuchten sauerstofl'lialtigen Oele zeigen diese
Erscheinung nicht mehr.
2. Oleuin 1avendul;re.
d = 0,75 mm.
Das Lavendelol war in drei verschiedeneii Sorten vorhanden; zur Untersuchung gelangte die hellste.
T a b e l l e XV.
__
a
b
Abs.
.~
41°
55'
50
45
40
35
30
25
20
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5
40
55
50
45
40
35
30
16,7
27
28,7
34,7
52,5
68
87
81,7
89
79
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73
84,3
77,3
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68
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20
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-
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1,5385
1,5376
1,5367
1,5357
1,5348
1,5339
1.5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5260
1,5255
1,5250
1,5245
0,6 15
0,638
0,675
0,712
0,751
0,792
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,212
1,296
1,372
1,450
1,511
1,572
1,632
1,661
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~
14,6
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63,5
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1,5174
1,5169
1,5165
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,3122
1.5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
2,040
2,080
2,110
2,130
2.150
2,170
2,190
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,625
2,666
3,708
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~
15'
10
5
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44
39
35
34
31
39
37
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29,7
25,3
21
18
15
14,5
8
48
45,3
41
45,s
34,i
28
24,5
21!5
14
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6,7
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6,7
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7
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20
21
26
22
33
36
37
39
59
73
80
82
75
75
73
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52
41
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0
1
0
0
0
0
1
2
1
1
1
2
1
2
2
1
5
Die Messung am Lavendelol bestiitigt das oben Gesagte.
Auch hier zeigt sich von einem Einfluss des Sauerstoffs nichts.
Die Curve hat wiederum an derselhen Stelle den kleinen
vorgelagerten Berg mit der darauf folgenden ausserst charakteristischen hohen und steilen Klippe.
3. O l e u m sassafras v e r u m .
d = 0,75 mm.
Das kostbare Oel war trotz langer Aufbewahrung noch
in bestem Zustande und gab, auf einem heissen Platinblech verdunstet, nicht den geringsten Riickstand. Im Qegensatz zu
den bisher untersuchten Qertretern dieser Qruppe zeigte es
eine tiefbraune Farbe.
T a b e l l e XVI.
b
n
1
lemerkungen
~-
4L0
55'
50
45
40
35
30
25
10,2
15
23
32
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37,5
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11,5
19,5
29,5
27,4
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23
15
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5
7
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1
5
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2
4
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1,5423
1,5413
1,5404
1,5395
1,5385
1,5376
1,5367
0,615
0,638
0,675
0,712
0,715
0,792
0,832
0,883
(*I
B. Donath.
656
=
d
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a
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Abs.
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10
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68
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53,2
52
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49
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41
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39
35,s
30,s
28,s
20
17
16,5
62,s
57
63
59,3
76
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67,5
62,s
59
51.5
47,5
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44
53
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45
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6
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1
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n
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1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5260
1,5255
1,5250
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,51i9
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
i
lemerkungen
0,942
1,009
1,072
1,140
1.212
1,296
1,312
1,450
1,511
1,572
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i,am
i ,849
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,625
?,666
2,105
Die Messung am Sassafras01 bestatigt die am Lavendelund Rosmarinol gemachten Beobachtungen. Die Absorptionscurve verlauft in gleichem Sinne (Taf. 111 Fig. 4).
Allerdings zeigt sicli eiiie ganz geringe Ferschiebung des
ersten Absorptionsmnsimums den grosseren Wellenlangcn zu,
niimlich um etwn 0,03 p. Einen Einfluss des Snuerstoffgehaltes
vermag ich indess hierin nicht zu erblicken, da sowohl das
Rosmarinol wie das Lavendel61 keine Spuren einer Verschiebung
erkennen lassen.
Auch die xweite Absorptionsbande weist zwar keine Verschiebung des Maximums auf, zeigt aber eine geringere Verbreiterung nach der Seite grosserer Schwingungszahlen. Auch
657
dbsorptionsspectra.
clieser Betrag ist sehr gering und mag der Vollstandigkeit
halber erwahnt sein, ohne dass ich ihm irgend eine Bedeutung zusprechen mochte. Man stelle sich nur die Curve
so auf einen getonten Streifen projicirt vor, dass dessen
Schattirung um so dunkler ausfhllt, j e starker die Bbsorption ist. Es kommt dann durch Hell und Dunkel ein
Bild des Warmespectrums zu Stande, wie es ein' Auge empfinden wurde , das fur tragere Aetherschwingungen empfanglich ware.
Man wird dann erkennen, dass die Verschiebung eines
Maximums um 0,03 p, hervorgerufen durch einen Absorptionsbetrag, welcher sich auf Kosten des nachfolgenden Werthes
urn nur 2 Proc. vergrossert hat, gar nicht in die Erscheinung
treten wiirde.
Die bei der Messung der atherischen Oele gefundenen
Resultate fasse ich in folgenden Satzen zusammen :
Bis zur Wellenlange 2,7 y zeigen alle von mir untersuchten
atherischen Oele m e i Maxima der Absorption, welche, miteinander
durch einen Streifen geringer Absorption verbunden, iminer die
gleiche Lage aufweisen. Wiihrend bis zur Wellenlange 1,55 p
keine nennenswerthe Absorption stattfindet , zeigt sich von
1= 1,55 y an der Einfluss der ersten (schwlcheren) Bande,
welche bei il = 1,69 p ihr Maximum erreicht und nach beiden Seiten nahezu gleichmiissig an Intensitat verliert. Die
zweite (intensivere) Bande ist bedeutend breiter und gelangt
schnell an Kraft zunehmend, bei I = 2,2 p zu eineni Maximum, um dann bis zu il=2,7 p nur wenig an Starke einzubussen.
Ber Gehalt an Sauerstoff bringt keine bemerkbare Veranderung h m o r .
Auf die wenig zahlreichen Vertreter einer dritten Gruppe
atherischer Oele , welche ausser Kohlenstoff und Wasserstoff
auch Schwefel enthalten, mochte ich noch hinweisen. Sie
stammen aus dem KBrper der Lauchgewachse und zeichnen
sich durch ihre Scharfe aus. Es sind Verbindungen des
Radicals Ally1 (C,H,) complicirter Natur. -41s Beispiele
mogen das Knoblauchol (Schwefelallyl) und das atherische
Senfol [dem Rhodanallyl (Schwefelcyanallyl) (C,H,CNS) isoh n . d. Php. u. Chem. N. F. 58.
42
B. Donath.
658
mer] erwtihnt sein. Ihre Untersuchung dUrfte sich vielleicht
lohnen.
Meine Bemilhungen, das einzige feste atherische Oel, den
Campher, zn untersuchen, scheiterten vollig, da es mir nicht
gelang, ihn in brauchbarer Plattenform zu erhalten oder herzustellen.
c) Fette Oele (Fette).
0 liven6 1.
d = 0,75 mm.
Die Fette, obwohl der Hauptsache nach ebenfalls ails
Kohlenstoff und Wasserstoff bestehend, zeigen in ihrer chemischen Zusammensetzung keine Aehnlichkeit mit den iltherischen
Oelen. Sie werden aus dem Thierkorper (2. B. Leberthran,
Knochenol) oder auch aus Pflanzentheilen (z. B. Olivenol,
Mandelol) hergestellt und hint,erlassen , auf Papier gebracht,
einen dauernden Fettfleck.
Von ihnen wahlte ich zur Untersuchung das Olivenol aus,
welches ich mir in genugender Reinheit beschaffen konnte.
T a b e l l e XVII.
--- ~
d
-41°
50'
40
30
25
20
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b
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1,5367
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1,5274
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1,5236
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1,140
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1,296
1,372
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
1,886
1,949
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23
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55
50
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58
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40
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30
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10,3
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43
36
30
26,5
14
5
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696
678
10,5
9
8
797
5
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64
87
84
82
79
65
63
58
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0
0
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1
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0
1
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1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,625
2,666
2,708
Von dem Ergebniss dieser Messung war ich ausserordentlich iiberrascht. Ich hatte ein Absorptionsgebiet durchaus
neuer Art erwartet und fand eine Curve, welche sich von der
der atheriseheit Oele in nicltts unterschied. An fangs war ich
versucht, meinen Appnraten an der stereotypen Form der
Curve, welche mir immer wieder begegnete, Schuld zu geben.
Allein mit derselben Anordnung waren auch die Wasser- und
Alaunlosungscurven gefunden und hatten neue und einwandfreie Resultate ergeben.
Nachdem ich mich von der Richtigkeit der gefundenen
Werthe durch mehrfache Nachmessungen an den charakteristiwhen Stellen iiberzeugt hatte, durfte ich nur noch dem Gehalt
an Kohlenstoff und Ifasserstoff einen Antheil an der Absorption
zusprechen und zwar immer denselben an den gleichen Stellen
des Spectrums. Hierbei schien es yleichgiiltig zu sein, in
welchen Yerhaltnissen die beiden Blemente aneinander yebunden
waren.
Es lag mir daher daran, noch einen reinen Kohlenwasserstuff zu untersuchen. Ich wiihlte dazu das Petroleum, welches
ale ein Gemenge der Kohlenwasserstoffe zweier homologer
Reihen, der Aethylenreihe C,HPn und der Aethanreihe CnHa,+z,
besonders der Glieder mit haherem Kohlenstotrgehalt, aufzufassen ist.
Das zur Messung verwandte Petroleum war von Sauerstoff vollig befreit.
42 *
B. Bonath.
b e l l e XVIII.
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14,5
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70
72
83
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74
72
76
66,5
54
37
43,5
42,5
40
38
38,3
36
34,3
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26,5
16,5
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574
6
675
778
8
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576
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12
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10
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10
12
11
10
10
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21
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0
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1,5432
1,5413
1.5395
1,5385
1,5376
1,5967
1,5357
1,5348
1,5339
1,5329
1,5320
1,5311
1,5301
1,5292
1,5283
1,5274
1,5264
1,5255
1,5245
1,5236
1,5226
1,5217
1,5208
1,5198
1,5189
1,5179
1,5169
1,5160
1,5156
1,5151
1,5141
1,5131
1,5122
1,5113
1,5103
1,5093
1,5084
1,5074
0,615
0,675
0,751
0,792
0,832
0,883
0,942
1,009
1,072
1,140
1,216
1,296
1,372
1,450
1,511
1,572
1,632
1,691
1,755
1,819
1,886
1,949
1,989
2,040
2,080
2,110
2,150
2,190
2,223
2,255
2,322
2,387
2,450
2,513
2,575
2,625
2.666
2,708
Sernerkungen
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0
1
1
0
0
0
0
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0
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0
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2
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1
4
5
4
1
12
("1
C)
(*I
Die Absorptionscurve des Petroleums *) erhebt die oben
uber den Einfluss des Kohlenstoffes und Wasserstoffes ausgesprochene Vermuthung fast zur Gewissheit. Denn , wenn
man die Genauigkeitsgrenzen der Beobachtungsmethode in
Rechnung zieht , ist eine bessere Coincidenz der Petroleumcurve mit den Oelwerthen wohl kaum zu erwarten.
1) Wie sich erst spiiter hersusstellte, sind bei dieser Reihe, durch
eine StGrung im Spectrometer, die Wellenltingen urn 0,05 p zu gross
angegeben. Die auf Taf. 111 gegebene Curve muss also urn diesen geringen Betrag nach links verschoben gedacht werden.
dbsorptionsspectrn.
66 1
Weitergehende Folgerungen auf Gruncl des vorliegenden,
relativ noch geringen Materials zu ziehen! ware gewagt. Man
muss es der Folgezeit uberlassen, mehr experimentelle Grundlagen zu schaffen, deren Festlegung die Arbeitskraft eines
Einzelnen bei weitem ubersteigt.
Wir durfen annehmen , dass die absorbirten Warmestrahlen, ebenso wie die absorbirten Lichtstrahlen, fur eine
Substanz charakteristisch sind und dass eine Beziehung besteht zwischen den Schwingungsperioden der Warmestrahlen
und den Bewegungen, welche die Theilchen des absorbirenden
3lediums ausfuhren.
Meine Resultate scheinen darauf hinzudeuten, dass diese
Bewegungsvorglnge intemolecularer und nicht intramolecularer
Natur sind. Ob dabei ail einen absolute11 Synchronismus zu
denken ist, lasse ich dahiiigestellt. Dagegen wlirde sprechen,
dass nirgends eine scharf charakterisirte Absorptionsbande,
eine isolirte Ausloschung einer bestimmten Wellenlange, festzulegen ist, wie wir sie im sichtbareii Spectrum in grosster
Anzahl vorfinden. Ueberall zejgt sich eine starke Verwaschung,
an welcher man der Unvollkommenheit des Bolometers keine
Schuld geben darf. Ein eng und fest begrenztes Gebiet thermischer Dunkelheit wiirtle zweifellos sein klares bolometrisches
Abbild finden.
Meine Untersuchungen reichen bis zur Wellenlange 2,7 p,
unifassen also das Gebiet von praktischer Bedeutung. Inwieweit ein ferneres Vordringen noch von wissenschaftlichem
Interesse ware, ist schwer zu sagen; jedenfalls war die Aussicht auf neue Resultate den enormen Kosten gegenuber, welche
die Neuanschaffung von Linsen Spiegeln und Prismen verursacht hatte, verschwindend gering.
Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit vom Mai 1895
bis Februar 1896 im Physikal. Institut der Universitat Munchen
ausgefdhrt. Es ist fur mich eine angenehme Pflicht, den Hrn.
Professoren v. L o m m e l und G r a e t z , sowie Hrn. Dr. F o m m ,
welche meine Bemuhungen jederzeit in ausgiebigster Weise
durch Rath und That unterstutzt haben, an dieser Stelle
meinen verbindlichsten Dank auszusprechen.
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I.urlrnstPL!mSump$
D onath.
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