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Das Bogenspektrum des Indiums In I.

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145
A n d e n der Physili. 5. Folyc. Rand 32. 1935
Dns Boyenspektrum d e s Imdiums In I
Vow I?. P a s c h , e n
Wohl an1 augenfslligsten erscheint das von M. P l a n c k entdeckte quantenmafiige Auftreten der atomaren EnergiegroBen in cler
von N. B o h r und E. C. S t o n e r aufgestellten Tabelle des Aufbaues
der Elektronenschalen iin System der Elemente. Aus ihr folgen die
Quantenzahlen der Zustande oder Spektralterme, melche bei der
Anregung eines Atoms oder Ions vorkommen, wie es B o h r anf
Grund der Spektren gelehrt hat. Bei mehr als einem Valenzelektron
kannen Schwierigkeiten in der Deutung der Spektren auftreten. Eine
solche moge hier am Beispiele der Spektren I n I und I n I1 erortert
werden.
Erstens: Die 2D-Reilie von I n 1 und'ebenso auch von A11 uiicl
Ga I zeigt anomale Aufspaltungen der aufeinanderfolgenden Glieder.
Tabelle 1
Die Aufspaltung
pD3,s-n SD,,a der ersten 5 W T e r m e (I-V) in ern-'
Die Aufspaltung des ersten, tiefsten 2D-Termes ist in jedem der
drei Spektren geringer als die der folgenden Terme. Vom Term I1
an nehmen die Aufspaltungen ah wie in den ubrigen Spektren.
Zweitens: In den Spektren I1 derselben Elemente h a t der tiefste
?zsn d lD?-Terrn einen bedeutend grofieren Zahlenwert als der tiefste
ns n d 3D,-Tei.ni.
Tahelle 2
Werte der ersten Terine n 'D2und 12 sD,nach bisheriger Ordnung
F . Paschen. Das Bogenspektrunb des Indiums I n I
149
I n den Spektren I der Erdalkalien und von Zn, Cd, Hg sind
die n s n d 'D,-Terme zweifellos oft so groB oder etwas groBer als
die nsnd3D,-Terme. Aber der Unterschied in Tab. 2 ist auffallend groJ3 und bleibt so bestehen fur hohere Glieder der Reihe
(In I1 13 ID, = 4310,57, 133D, = 3607,4). I m Spektrum I n l I 1 ) ist
die Hyperfeinstrnktur mit dieser Ordnung der Terme nicht im Einklang und veranlaBte mich, den ersten Term 54571,39 aus der
5s n d 'D,-Reihe herauszunehmen und anzusehen als Term 5 p 2 IDz.
Uafiir riicken die unter I1 (111,IV) gegebenen Terrne an die Stelle
Ton I (11, 111). Fur hohere n nahern sich dann die stets kleineren
Terme n lD, denjenigen n 3D, in theoretisch plausibler M7eise
(13 'Da = 3568,7, 13 3D, = 3607,4). Analog ware die Reihe fur G a I I
und auch wohl fur A111 zu ordnen.
Man konnte nun meinen, claB die ersten D-Ternie der Spektren I
in Tab. 1 ahnlich zu betrachten seien. Wenn das erste Glied nicht
der ( 5 ~n )d-Reihe,
~
sondern der Iionfiguration ( 5 ~5 s) entsprache,
~
was
nach der TermgroBe moglich ware, ware seine kleinere Aufspaltung
verstandlich. An seine Stelle ware das Glied I1 Tab. 1 zu riicken,
und es wiirde die Aufspaltung in der Reihe regular abnehmen.
) ~
Ferner wurde im Spektrum I ein Abkommling des ( 5 ~'D,-Termes
dieselbe Rolle spielen, wie dieser im Spektrum I n I I . Diese Auffassung der anonialen 2D-Reihe der Spektren I ist indessen unwahrscheinlich, \vie aus den Quantendefekten n - n" der D-Reihen der
Spektren A g I , C d I und 11, I n 1 1 hervorgeht, welche sich auf dieselben d-Elektronen beziehen. Die Defekte aller D-Zustaude dieser
Spektren haben ini Einklang niit dem Elektronenaufbau von B o h r
und S t o n e r die GroBenordnung 2 5 0,2. Ordnet man in I n 1 das
zweite Glied n = 5 zu und laBt das erste Glied fort, so wird cler
Quantendefekt um 1 ernredrigt und betraigt i n der Reihe 1,198 bis
1,309, was unmoglich erscheint.
Dem irregularen Verlaufe der dufspaltung entspricht auch ein
irregularer Verlauf der Termfolge n ,I) des Spektrum I n I. Keine
der bekannten Formeln stellt die Folge dar. Die Glieder von n = 6
an lassen sich einigerma6en beschreiben durch die Formel
n" = n
-c c + : + p ,
die wahre Quantenzahl und T den Termwert bedeutet. Mit den
Werten a = 2,462966, cc = + 1,75163, /3 = - 4,21113 x loA6ergibt
sie fur die Schwerpunkte n 2D der Terme n 3D, und n 2D5tzAnschluB
\YO n
1) E'. P a s c h e n
11.
J. S. C a m p b e l l , Ann. d. Phys. 31. S. 29. 1938.
150
Annnle?i der Pliysili. 5. Folge. Bond 32. 1938
an die beobachteten Werte bei n = 6 , 9, 12, 14 uncl bei den
iibrigen n folgende Abweichungen A (beoLber.1
Ein AnschluB bei 7% = 5 anstatt bei n = 6 wiircle bei den
Werten n = 6 uncl 7 bedeutende Abweichungen bringen, und diese
miirden dann parallel gehen mit zu groBen Aufspaltungen dieser
Terme. So betrachtet gleicht diese Reihe der n SF-Reihe von dl 11.
der 3D-Reihein C a I uncl anderen, deren Irregularitaten von S h e n s t o ~1e
nnd R u s s e l l l) suf eine Resonanz zuriickgefiihrt wurdeu. Hiernach
ruhrt die Storung in1 Verlanf der 2L)-Reihe und in der Aufspaltung
ihrer Glieder von einer Resonanz mit einem artverwandten i2D-)Term
her, der den1 6 D T e r m der Reihe nahe liegt. Ahnlich werden die
Verhiiltnisse bei A1 I und Ga I liegen.
Betreffs des stiirenden Terms sei en5 Shnt, daB in A1 I und I n I
j e ein Linienpaar von der Aufspaltung des Grund- 2P-Termes gefunden ist, welches in , , P a s c h e n - G o t z e “ als Kombination dieses
2P-Termes niit deni tiefsten 2F-Term gedeutet ist. Statt dieser bei
ungestiirtem Leuchten unwahrscheinlichen Kombination mochte ich
annehmen, daM der Term zwar dein tiefsten 2F-Term naheliegt, aber
ein anderer ist, niimlicli ein solcher (2D),der hier als storender in
Betracht lrommen kann2). Der MTert clieses Termes ist in InT 6962,3
(Tabellen 4 und 7), wiihrend als Wert des 4 2F-Termes extrapoliert
wird 6969 t 2 (Tab. 3).
Tabelle 3
Die
~
'
)L
2F-Reihe von I n I
_________
1
1
~-
2263,;O 11;31,23 11366,58 1109,97 913,40 I 767,Ol
63,77
.3!,14
66,49
05,97 13,42
67709
~
1
I
I n den Tabellen 4, 5, 6, 7 sei das Spektrum I n 1 dargelegt.
Anf Grund neuer Messungen gelegentlich der a r b e i t uber I n 1 1 und
weiterer an Aufnalinien von Geisslerrohren uncl Entladungen iin
1) A. G. S h e n s t o n e u. H. K. R u s s e l l , Phys. Rev. 39. S. 415. 1932.
2) Ahnlich n-ird diese Kombination in anderen Spelitren anzusehen
sein ( N a I , Z n I , C d I , H g I , T1 I), someit sic niclit auf elektrische Felder
zuriiclizuf uhren ist.
P. Pascken. Das Bogenspektruni des Indiums I n I
151
152
A n d e n dey Physili. 5 . Folge. Band 32. 1938
elektrischen Widerstandso fen sind die WellenIangen im Gebiete 9 170
his 2180 A gewonnen. Die meisten roten Linien sind neu (einige
derselben in der Sonne). Von U h l e r und T a n c h ') unveriindert
iibernomiiiene Wellenlangen sind in Tab. 5 mit * versehen. Die
Tabelle 5
Die Wrellenlangen von I n I
-~
I I,
. ..
___~
~~
lerm-Tab.
!lli0,2
s909,5::
8694,45
8TOU,I!l
SG82,M
8Gi8,03
F496,iO
R314.91
5296,82
S28G,63
82iS.93
82RF,61
8Oi0,18
dOj4,98
S050,Pl
scQ9,93
iW3.92
iSS9,28
i6i1,il
78G4,2i
i821,08
77853
--I , il.%
Some z,
-
~
~
I
__
_
_~
~
Disk.
O1,N
20,M
33,83
90,84
8iOO,32
-2
14,08
1 9 p
8678,c161
- 2
6238,54
-2
5727,6(;1
5iO9,9:?1
-1
-1
4511,31
11,322
4101,750
zugl. H d
-1B
40 N
66,M
23,28
4G,B
6422
19,47
34,58
8i,'J3
11,23
17,65
81,Oi
46,54
71 $1
00.27
12,23
i9,%
41,11
64,41
769i,G
8i,50
7691,04
7G27,R3
7463,4S
6900,13
9S,45
GS4i,44
99,9i
5727,GS
5709,!31
.i262,ii
6254:32
6023.15
54,23
O8,67
96,22
26,G6
06,29
94,90
88,48
o2,nu
?1,2G
92,92
G0,:31
72,8i
79,5G
02,8G
9'2.12
3039,381
(Fc)
,
2
1) H. S. U h l e r u. J. W. T a n c h , Astrophys. Journ. 55. S. 291. 192'2.
'2) Xevision of Rowlands Table, Carnegie Institution of Washington 192s.
1) Werte in Klammer uicht gemesseu.
154
Aiinnlen cfer Ykgszl,. 3. h'olge. Ba?rd 32. 1938
Bei dieser Normierung der absoluten Termmerte nahern sich die
Quantendefekte n - nh dey hiilieren %'-Terrne zugleich dem konstanten Werte 3,725. wie die in cler 2S-Reihe der Tab. 4 angegebenen
Werte TL* zeigen.
Die Gruppen 5 2P3-4PJ* sind in Kyperfeinstrulrtur gemessen.
Die ,4ufspaltungsfaktoren der Terme siiid in cm-l
'P:,?
(Annahme i ;)
=-
52PL,.,
+ ,126 ,135 ,309 ,011
,076
Die Anordnung der Tab. 6 entspricht clerjenigen in I n I I .
Von den folgenclen Linien (Tab. 7), welche stets auftreteii (schoii
bei niederer Anregung im elektrischen Ofen) und wahrscheinlich
zu I n I gehoren, konnten 3 cler Kombination 5 2P-6 2P und 7 einem
Term A = - 22151,8 (5s 5 p 6s4P) zugeordnet werden. Betreffs der
Kombination 52P-2B* vgl. S. 150.
4PF2
4P:'?
52P31,
Tabelle 7
Weitere Linien von I n I
B e r l i n XW., Lessingstr. 56.
(Eingegangen 13. Februar 193s)
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