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Der Effekt des elektrischen Feldes auf ultraviolette Linien des Heliums.

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588
Inhalt: Q 1. Einleitung. - Q 2. Methoden. - 0 3. Hauptserie von
He I. - Q 4. Scharfe (II.)Nebewrie von He I. - Q 6. Diffuse (J.) Nebenaerie von He 1
' . - Q 6. Heuptserie von He II. - Q 7. Nebenserie von He I.
- 4 8. tfbersicht uber den m e k t des elektriachenFeldesauf die He I-Senen,
- Nechtrag: 5 9. Syatem der He 11-Serien. - 5 10. Geaetz der iibereinatimmenden E f f e h des elektrischen Feldee im System der He II-Serien.
8
1. Einleitung.
Uber den Effekt des elektrischen Feldes auf Serienlinien
des Helium lie@ bereits eine Arbeit von J. S t a r k und
H. Kirschbauml) vor. Insbesondere bildeten den Qegen.
stsnd ihrer Untmsuchung die diffusen Nebenserien von He I
und He I1 (Parhelium). Sie haben auch Messungen uber den
Effekt des Feldes auf Hauptserienlinien angestellt. Ihre Angaben hieruber hat jedoch S t a r k spiiter ah zweifelhaft bezeichnet. Ferner hat S t a r k in seiner ,,Elektrischen Spektralanalyse chemisoher Atome" (S. Hirzel, Leipzig 1914) eine
vorlaufige Mitteilung gemacht uber Feinzerlegung von Heliumlinien nach den Ergebnissen einer Untersuchung, die J. Koch
unternahm. Letzterer hat auBerdem eine Abbandlung veroffentlicht : ,,Dber eine neue Linienserie des einwertigen Heliurne."a) SchlieSlich liegen noch die Arbeiten vor von
E. J. E v a n s und C. Croxson3) und R. Brunetti?) Die
Ergebnisse der ersteren kenne ich nur aus den Beibliittern
su den Annalen der Physik, und letatere ist mir aucb nur
dem Titel nach bekannt geworden.
Aufgabe der vorliegenden Arbeit sind zuniichst die Messungen uber den Effekt des elektrischen Felda auf die Haupt1) J. Stark u. H. Kirschbaum, Ann. d. Phya. 48. p.983. 1914.
2) J. Koch, Ann. d. Phya. 48. p. 98. 1916.
3) E. J. Evens u. C. Croxson, Phil. Mag. (6) B , p . 327-329. 1916.
4) R. Brunetti, Lincei Rend. !44. p. 719-723. 1916.
690
G. Liebctt.
serienlinien. Ferner ist die Arbeit als Fortfiihrung der Untersuchungen von S t a r k und= Kirschbaum an betrachten,
insofern die hoherm Gliednummern der von ihnen untersuchten Nebenserien einer Beobachtnng hinsichtlich i h r a
elektriachen Effektes unterzogen wurden.
Q a. Ibthodea
Zur vorliegenden Untersuchung wurde das von S t a r k
angegebene Verfahren zur Herstellung des elektrischen Feldea
angewendet. Es wurden die von S t a r k in seiner Abhandlung uber Feinierlegung von Wasserstofflinienl) angegebenen
hnalstrahlrohren benutzt. Die Rohren sind folgendermaSen
konstruiert : An der Riickseite der Kanalstrahlenkathode ist
parallel dieser eine Ililfselektrude angebracht, die von der
b t h o d e durah dazwischen gestellte Quarestifte isoliert ist.
Die Entfernung zwischen Kathode und Hilfselektrode betrug
in der einen Rohre 2,6 mm, in der anderen l,6 mm.
Mit Hilfe eines Quarz-Fluhpatachromats wurde daa
leuchtende Spannungsfeld durch ein Kalkspatrhomboeder hindurch in der bekannten Weise auf den Spalt des Spektrographen sbgebildet.
Der Spektrograph, mit dem gearbeitet wurde, entstammt
der F'irma'St einheil. Kamera- und Kollimatorobjektiv habea
dieselbe Brennweite, die &r gelbes Licht 872 mm betriigt.
Die Dispersion wird erzeugt durch ewei getrennte 300-Prismen
und ein Cornuschw 60O-Prisma.
Die Aufnahmen erfolgten in zwei Einstellungen, von denen
die eine das Gebiet von 4100-8000 A, die andere von SO00
bis 2700
scharf lieferte. Die Spekbopmme wurden auf
Hauff-Extrarapid-Plattenaufgenommen, die sich im Ultrariolett
empfindlicher erwiesen als die Ultrarapid-Platten der gleichen
Firma. Die Belichtungszeit betrug 22-24 Stunden.
Das zu den Versuchen notige Helium wurde nach der
Methode von S t a r k in folgender Weise hergestellt: In einem
mit pulverisiertem Broggerit gefullten Hartglasrohre m d e
durch starkes Anheisen mit der Gebltiseflamme Rohgas entwickelt und dieses uber Phosphorpentoxgd hinweg in ein
GefiiS mit karbonisierter Kokosfwer geleitet, das mit fliissiger
1) J. Sterk, Ann. d. Php. 48. p.967. 1914.
Effekt des e b k t r i a e h Fe2daa auf UitraVMlette Liniesz usw. 591
Luft umgeben war. Auf diese Weise wurde die Kondensation
der im Rohgas vorhandenen Verunreinigungen erreicht . Die
spektrale Untersuchung ergab, daS das so erhaltene Helium
nur ein geringes Quantum Wasserstoff und eine Spur Stickstoff enthielt, sonst aber von anderen Beimengungen rollkommen frei war. Nach Verlauf von mehreren Stunden wurde
das so gereinigte Helium in ein VomtsgeftiS ubergefiihrt,
des nach dem KondensatiomgeftiBe zu abgesperrt wurde. Eine
durch swei Hikhne abgeschlossene %pillare, welcher aus dem
VorratsgefaSe Helium sugefiihrt werden konnte, gestattete
das dosenweise Nachlassen des Gases, um das bei der Ent.
ladung verschwindende Helium zu ersetzen und so den Druch
in der Rohre annahernd konstant zu halten.
Zum Betriebe der KanalstrahlenrBhre diente ein Induktorium mit Wechseletrom. Das Feld zwischen Kathode und
Eilfselektrode wurde mit Hilfe einer Hochspannungsdynamo
von 3600 Volt und eher Hochspannungsbatterie vod 1200 Volt
hergestellt. Ferner ist noch zu bemerken, daS die sogenannte
Gegenschaltung Anwendung fand, d. h. die Kanalsbrahlen
verliefen hinter der Kathode entgegen dem Felde, 0 0 daS
sie also, soweit sie positiv geladen waren, eine Versogerung
durch das Feld erfuhren.
Urn den EinfluB des Feldea auf die Serienlinien festmitellen, wurde folgendes Verfahren angewendet: es wurden
einerseits Aufnahmen der Heliumlinien unter Anwendung verschieden starker Felder gemacht, andererseits dieselben Linien
ohne dm, elektrische Feld eufgenommen, wag durch KursschlieJ3en der beiden Elektroden des SpannungBfeldes, also
der Kathode und Hilfselektrode erreicht wurde. Auf allen
Spektrogrammen wurde nach Aufnahme der Helidinien mif
einer Quarzlampe ein Quecksilberspektrum ala Vergleicbspektrum entworfen. Um die Gewrihr dafur zu haben, daS
das Objektiv stets in derselben Weise mit Licht g e f a t war,
wurde die Beleuchtung des Spaltes mit der Bogenlampe untier
Zuhdfenahme ekes im Winkel von 45O gegen die Spalteben
geneigten weisen Kartons vorgenommen. Unter diesen Umstgnden war es moglich, den Abstand der parallel m d senkrecht zum Felde schwingenden Komponenten (p-Komponenten
und s-Komponenten) der Heliumlinien von den benachbsrken
Queclksilberlinien unter stets gleichen Bedingnngen (Fullung
G. &bed.
692
des Objektivs in derselben Weise) zu messen. Die Differenz
des Abstandm einer vom Felde beeinfluSten Linie und derselben vom Felde nicht beeinflubten Linienkomponente ergab
dam die Verschiebung durch das Feld.
$ 3. Hanpteerie von He I.
Tab. I stellt die Linien der Hauptserie von He1 zummmen, an welchen Beobachtungen iiber den Effekt des
elektrischen Feldes angestellt wurden. Wie man aus Tab. I
Tabelle I.
Verschiebung in 1
Wellen- Gliedl h g e nmmer 17 900 Volt 27 500 Volt
x om-'
x cm-l
Dispersion
I
3888,79
3187,83
2946,22
2829,17
8763,90
2723,18')
} unmerklich gering
f
1
5
6
7
8;mm
1
+ 0,57
+ 1.27
+ 1,89
+ 0,47
+ 1,25
++ 3,25
3,88
16,8
795
6,7
I
690
592
5,l
entfiimmt, werden die Linien dm Hauptserie, wie bereits
S t a r k und K i r s c h b a u m angedeutet gefunden haben und
nunmehr einwandfrei festgestellt ist, durch das elektrisch
Feld nach langeren W e l k n ~ ~ everschoben,
n
u d zwar zeigen
die p-Romponenten dieselbe Verschiebung eVie dk s-Kompnenterc.
Daher war diese Unterscheidung in Tab. T nicht notig. Fig. 1
gibt die Abhiingigkeit der Verschiebung von den Hauptserienlinien (ausgezogene Kumen) der Feldstarke wieder. Wie
hiernach ad3er Zweifel steht, ist die Verschiebung der beobachh!en finien der Hauptserie der Feldstarke nicht proportional,
sondern nimmt mit wachender Feldstarke raschr zu als Itiese.
Femer sei bemerkt, da8 die Linien der Hanptserie dem allgemeinen Seriengesetze des elektrischen Effektes folgen, wie
ebenfalls am Fig. 1 ersichtlich ist. Es nimmt namlich mit
steigender GIiednummer die Grope der durch das Feu bewirkten
Frequenzandepung sehr schnell zu.
1).Diem Linie wurde nach der Kathodemchichtmethode in Feldern
von 19OOO und 26600 Volt x cm-1 beobachtet (vgl. Nachtrsg).
3.3
-
3.Q-
B
-z
Y
2.5
-
c
C
3
2.0-
.C
Feldsttirke in Kilovolt/om
Fig. 1.
Vorliegende Arbeit, bringt zum erstenmal eine Untersuchung uber den Effekt des elektrischen Feldedl auf Linieq
einer Hauptserie mit positivem Erfolge. Die Seriendes L i t h i m
zeigen mit den Serien des Helium Serie fiir Serio und Glied
fur Glied e k e weitgehende ifbereinstimmung des elektrischen
Effektes. Es lie@ daher die Vermntung nahe, daB auch die
Hauptserienlinien des Lithium himichtlich ihres elektrischen
Effektes e k e nur in der Gr6Benordnung abweichende abereinstimmung mit den He-Lfnien zeigen werden, daS &o auch
sie eine Verschiebung naoh liingeren Wellenlhngen durch das
olektrische Feld erfahren.
$j4.
Scharfe (XI.) Nebeneerie yon He L
Auoh uber den Effekt dea elektrischen Feldea auf dime
Serie liegen noch keine genauen Meseungen vor. Ledqlich
S t a r k und Kirschbanm haben darauf hqewiesen, daS
die Verschiebung der Linien dieser Sene nach Rot wahrsoheinlich sei. Die Beobachtung einiger Glieder der Serie
G. Lkbert.
594
brachte ein positives Ergebnis und bestiitigte die von S t a r k
und Kirs chbaum als wahrscheinlich bezeichnete Angabe.
Die erhrtltenen Resultate sind in Tab. I1 zusammengestellt.
In Fig. 1 sind auch die Verschiebuagen der Linien 3867 und
5735 (gestrichelte Kurven) in AbhZingigkeit von der FeldstZirke graphisch veranschaulicht .
Tabelle 11.
l
3867,61
37-83,14
I:
+ 0,643
+ 0,04
5.
+ 0,70
+ 2,57
16,3
14,s
a
1
Dif€use (L) Nebeneerie von He I.
Die Grobzerlegung der Linien der ersten Nebenserie ist
bereits von S t a r k und Kirschbaum fur die ersten 6 Glieder
der Serie durohgefiihrt worden. Es hat sich dabei gezeigt,
daS die Komponenten der Linien mit steigender Gliednummer
um je e k e p- und s-Komponente zunehmen. Das fiinfte Glied
der Serie il 3706 besitzt nach ihnen je fiinf p - und s-Komponenten. Allerdings haben sie die iiuJ3erste nach Rot zu gelegene p-Komponente und die entsprechende s-Komponente
als zweifelhaft angegeben. Auch haben sie bei den angewendeten
Mitteh die ubrigen Komponenten nur in geringer Intensitiit
erhalten konnen. Meine Beobachtungen ergaben, daS die erwlihnten Komponenten in der Tat vorhanden sind. Sie zeigten
sich auch auf meinen Spektrogrammen im Vergleich zu den
ubrigen wenig intensiv, doch waren sie noch gut meSbar, und
ein Zweifel an h e m Vorhandensein ist nunmehr ausgeschlossen.
Unter diesen Umstanden war es von Interesse zu untersuchen, ob in-der Tat die erwiihnte GesetzmidSgkeit, also
1) hnscheinend zu gml.
Effekt des dektrisahea Feldss auf ultrtraoidetetbe fi&n t a w . 595
Zunahme der Komponentenziahl um Eins, fiir die folgenden
Glieder zutrifft. Es sei von vornherein bemerkt, dal3 es sich
bei den von S t a r k und Kirschbaum angestellten Versuchen
nur um eine Grobzerlegung handelt. Ebenso ist bei der ron
mir angewendeten geringen Dispersion und mtrSigen Feldstarke ebenfalls nur eine Grobzerlegung moglich. Denn nach
den Resultaten von Koch uber die F&Zegung
von Heliumlinien ist auch fur die hier beobachteten Linien bei Anwendung
groSerer Dispersion und erheblicher Feldstiirke eine erheblich
weitgehendere Zerlegung mit Sicherheit zu erwarten. So
konnte ich fur die Linien I 5634 auf dem Spektrogramm
am dem Felde 17900 Volt/cm zunlichst nur je seohs Komponenten fiir parallele und senkrechte Schwingung konstatieren.
Ebenfalls besit& die folgende Gliednummer A 8687 mindestens je sieben parallel und senkrecht schaingende Komponenten auf dieser Platte. 'Doch sind sie wegen ihrer geringen Intensitllt nicht zu messen. Im Felde von 27500 Volt/cm
dagegen wird I 3634 schon in zehn Komponenten jeder
Art zerlegt, wie am Tab. V ersichtlich ist. AuBerdem erscheinen ehige Komponenten zum Teil sehr stark verbreitert,
so daS zu erwarten steht, dsS sie sich in stlirkerem Felde in
mehrere Komponenten aufspalten werden. Das eben Gesagte
erlautert, daB hier bei dieser Feldstiirke die Feinzerlegung
dieser Linie gerade in Erscheinung tritt.
In den Fabb. 111-V sind die an der ersten Nebenserie
ausgefiihrten Messungen enthalten. In dem schwachen Felde
von 7125 Volt/cm war es nicht mehr moglioh, die einzelnen
Tabelle I11 (Feld 7126 Volt/om).
Komponenbbd
Wr senkrechte
Schwingnng in A
2,28
3,22
3,54
Komponenten zu bestimmen, doch konnten venigstens die
Abatbde der iiuSeren Komponenten bei einigen Linien mit
ziemlicher Genauigkeit gemessen werden. Diae Angaben a t -
G. Liebert.
$96
hiilt Tab. 111. Tabb. IV und V stellen die Messungen auf
den 0- den beiden anderen Feldern erhaltenen Aufnahmen
mammen.
Tabelle 1V (Feld 17900 Volt/cm).
.~
Inteneiuty
Bemerknngen
4026,34 3
I
3819,75 4
3706,15 5
- 2,n
1+
6
6
6
- 0,35
4
6
4
+
+
4
3
3
3
3
1++
2
1
1
1
3684,52 6
1,98
- 3,93
- 1,35
1,23
3,63
- 5,69
- 3,19
- 0176
1,75
395
4
1
1, verbreitert
sohrach, verbreit.
,,
ntukverbreii
mindeatsns
7 Komponent
I
6
6
- 7,48
- 4,44
- 1,33
+ 1,31
+ 4,43
+ 6,03
43
)16,3
2
1, verbreitert
1,etarkverbreit.
1
1
-
In Egg. 2 und 3 ist die Abhiingigkeit der AbstLnde
der iiuSeren Komponenten von der Feldstiirke graphisch
dargestellt. Fiir il 4-026 wurde die Proportionalittit zwischen
Komponentcinabstand und Feldstrirke schon von S t a r k festgestellt.1) Ein6 ebenfalls lineare Abhiingigkeit der Komponent,enabsttinde ergibt sich bei A 3819. Fur 15705 und A5634
gilt dies anscheinend nicht. Hier wachst der Komponentenabstand rascher ale die Feldsttirke. Fur die Linie 14 7 2 derselben
Seriefanden S t a r k und Kirschbeum, daB derKomponentenabstand weniger rasch wiichst als die Feldstarke. Es ist also, falls
1) J. S t a r k u. H. Kirschbeum, Ann. d. Phya. 48. p. 1017.
1914.
Effekt des elektriacken F e h auf tlltraviolette Lh&n usw. 697
die Abweichungen nioht durch das Inehnderspielen von
Grob- und Pein5erlegung VorgetLinSoht werden, die Abhgngig-
keit dimes hbstandes von der Feldsthrke innerhdb der Serie
ni&t&inheitlioh.
G. L k h t .
598
-
Tebelle V (Feld 27500 Volt/cm).
$0
B
-B
4
4
6
4026,34
3819,75
3706,15
Intensitiit,
Bemerkangen
Intensitiit,
Bemerkungen
6
6
6
3
4
4
3
3
3
3
6
6
6
3
4
4
3
schwach, verbreit
3
1
-- 18,25
14,39
3634,52
- 11,85
- 7,66
5,47
-- 2,28
+ 0,lS
+ 2,13
++ 5958
9,58
RChWach, verbreit
1,starkverbreit
1, verbreitert
1,
1,
9,
17
1
schwach
1
schwach
1, verbreitert
1,
9,
3
3
1, verbreitert
1
1, verbreitert
1,
93
1,
71
1
1
1
1
1, verbreitert
1,
,9
9 6. Haupteerfe von H e II.
Von den Linien dieser Serie sind die Gliednummern 5
und 4 bereits von S t a r k und Kirschbsum im elektrischen
Felde untersucht worden. Auf meinen Spektrogrammen habe
ich die Gliednummern 5 bis 6 erhalten. Beim dritten Gliede
1 5964 war es negen der Nahe einer starken Al-Linie nicht
moglich, Messungen amustellen. Bei iZ 3355 konnte ich wegen
der geringen Intensitat eine Verschiebung lediglich wahrnehmen, md3te aber auf &re Messung verzichten. Der Vollstbdigkeit halber sei hier auch der Effekt a d I 5964 nach den
Messungen von S t a r k und Kirschbauml) fiir ein Feld von
28600’Volt x om-1 angegeben: Er besteht in einer Verschie1) J. Stark u. H. Kirschbaum, Ann. d. Phya. 43. p. 991. 1914.
Wellen-
G*iednnmmer
1
4)
3614,78
I
Romp.Komp.&stand
Inten- Abetand I n h - Dieperparallele
senhechte
sitilt
aion
S c h g i y g &lit Schwingang
- 3,5
1
;j
in A
- 3,5
§ 7. IILNebeneerie von H e L
Der Tatsache, daS, wie Koch entdeckt hat, eine bisher
unbekannte Serie des Heliums unter Einwirkung des elektrischen Feldes betriichtlich an Intensitiit gewinnt, darf groSe
Wichtigkeit beigemeasen werden. Ihr entspricht die von
S t a r k niiher untersuchte Erscheinnng, daS die dritte Nebenserie des Lithium durch das elektriche Feld eine betrachtliche Verstiirkung ihrer Intensitiit erftihrt.1) Wie bereits
Koch erkannte, ist diese Serie ah dritte Nebenserie des
Helinms aneusprechen. Koch fand, daB dime Serie eine Kombinationsserie, und ewar eine Differenzserie ist. Die Welleneahlen der einzelnen Glieder ergeben sich, wenn man die
Wellenzahlen der Hauptserienglieder von der Grundschwingung
subtrahiert .
Bei dieser Sachlage war es angezeigt, nach weiteren Gliedern dieser Serie zu forschen, sumal sich die Beobachtungen
von Kooh nicht mehr auf die von mir untersuchten Wellengebiete ausdehnten. Es Iieferten nun gleich die ersten Aufnahmen weitere Glieder der Serie. In Tab. VII sind alle
1) J. Stark, AM. d. Php. 48. p.210. 1916.
G. Liebed.
600
hisherigen Beobachtungen uber die Serie, einschliel3lich der
Beobachtungen von Kooh, dargestellt.
-
Tabelle VII.
BmChnet0
Wellenrig0
6067,026
4517,407
4045,aar
8aa9,475
3709,602
3636,757
3589,394
125vol 7 9OOVoli
x cm-'
x cm-'
1
2
3
4
5
6
7
8060,O
4518,71
4046,02
3830,O
3111,3
3636,9
3586,7
-
-
-
-
3830,O
3712,O
3638,5
3592,O
3830,O
3713,O
3641,O
3600,O
3830,O
3714,O
3643,O
3608,O
-
l
--
-
0
2,7
6,l
21,s
1 --
-
16,4
14,l
18,5
12,5
In .0r ersten SpAe sin! rlia in
bereohneten und auf-luft reduzieiten Wellenl&gen angegeben.
Die zweite Spalte enthiilt die duroh Extrapolation fiir das
I
I
37f4'0
f
/
A = 37096
Feld in Kilovolt/cm
mg.4.
Peld 0 gewonnenen Werte, wahrend in den iibrigen Spalten
die Wellenlangen folgen, die in den einzelnen angewendeten
Feldern beobaohtet wurden.
-0
m
4
-N
8
.
m
c
0
-8
-0
:d
Se&
a
.d
2?
-2 g
m
I
-*
4
W ? e n S 3 Y a! ~Q?W@lIeM
Es finde t mit zunehmender Feldstiirke in proportionalem
Verhiiltnis eine Verschiebung .der k i e n naah liingeren WellenIiingen statt. Auch Koch fabd fiir die von ihm beobachteten
Annalen der Phy8ik. IV. Fdge. 66.
39
G. & k t .
603
Linien Proportionalitat zwischen Verschiebung und Feldstarke. Hiermit steht die dritte Heliumserie aur entsprechenden
Lithiumseriel) im Gegensatze. Bei letzterer wachst namlich
die Verschiebung schneller als die Feldstarke an. Wie bei den
ubrigen Serien, so bestatigt sich auch hier wieder das allgemeim
Seriengesetx des ebktrischen Ef fektes von seiner Zunahme mit
steigender Gliednmmer.
Gelegentlich einer Untersuchung 'uber die dritte Lithiumserie hat S t a r k die Frage aufgeworfen,ob das Intensitiitsverhaltn i s zweier aufeinanderfolgenden Gliednummern mit wachsender
Feldstarke dasselbe bleibt, ob also dieses Intensitiitsverhaltnis
eine Fuaktion der Feldstarke oder eine Konstante ist. Bei den
angewendeten Mitteln konnte er die Frage nicht mit Gewiljheit
beantworten. Doch gab er als wahrscheinlich an, dab die litfensitat des Gliedes niedriger Nummer im Verhaltnis zur Intensitat
des benachbarten GZie&s hoherer Nummer mit steigender Fetdstarke rascher wachst als diese oder umgekehrt die Intensitiit
der Linien hoherer Nummer im Verhaltnis zur Intensitat der
benachbarten Linie niedriger Nummer mit abnehmender Feldstiirke wachst. Was S t a r k fur die dritte Lithiumserie wahrscheinlich gemacht hat, tritt bei der dritten Heliumserie klar
zutage und bestatigt somit die Richtigkeit der Beobachtungen
ron S t a r k an der Lithiumserie, wie man aus der sonstigen
weitgehenden ubereinstimmung der an beiden Elementen beobachteten GesetemiiBigkeiten ohne weitferes folgern kann.
In Tab. VIII sind die Schwarzungen der p-Komponenten
und s-Komponenten mitgeteilt.
Tabelle VIII.
p-Komponenten
I
e-Komponenten
!7 500volt 7125volt 17900Volt 27 500Volt
x em-' x crn-'
x cm-'
x cm-1
0,43
0,59
0,60
0,07
0,522
0,lO
0,04
0,Ol
Es zeigt sich deutlich, daB die Differenz der Schwgraungen zwiier aufeinanderfolgenden Glieder mit der Feld1) H. Liiaaem, Ann. d. Phys. 49. p. 879. 1916.
Effekt des elektrischenFeldes auf u2tp.auiOktk L i n h u m .
608
starke sioh andmt. Es erscheinen also bei groper FeldsGrke
d&e niederen Gliednummm sehr intensis, wihrend die Miheren
Gliednummern i m Vepgleich zu ihnen nur geringe Intensitiit
besitzen. Dagegen erscheinen bei kleiner Feldstiirke die niederen
Gliednummern in gan5 geringer Intensitiit oder gar nicht,
wiihrend die hoheren Glieder ihnen gegeniiber eine betrlichtlichere Intensitat aufweisen.
SchlieBlich sei noch bemerkt. d2B die von Koch beobaohtete starke Polarisation der
finien sich bei den son mir
beobochtetm Gliedern ebenfalls
bestiitigen Idifit. Es ist ausmhmslos die p- Komponente betrdcht-
II . $ J B
lich inknsiuey als die s-Komponente
8
.
8. obersioht iiber den Effekt
dea elektriaohen Feldes auf‘ die
H e I-Serien.
In Fig. 7 sind die Beobachtungen von S t a r k und K i r s c h baum,Koch und meine eigenen
iiber den Effekt des elektrischen
Feldes auf die He I-Serien zusammengestellt . Die Obereinstimmung zwischen der Hauptaerie und der zweiten und
dritten Nebenserie einerseits,
das abweichende Verhalteu der
ersten Nebenserie andererseits
springen in die Augen.
II Ii II It II II
1
1
1
1
I
I
ILI.Nebensme
Fig. 1.
Vorliegende Untersuchung wurde im Physikalischen Institut
der Universitat Greifswald unter Leitung von Hm. Prof. S t a r k
ausgefiihrt.
Meinem Lehrer, E n . Prof. S t a r k , sage ich fir die F6rderung meiner Arbeit auch an dieser Stelle verbindlichen Dank.
Greifswald, Physik. Institut d. Univers., April 1918.
(Eingegangen 24. April 1918.)
39*
604
G. M a r t .
Nmhtrag bei der Korrektur am 10. August 1918.
9 9. System der HeIIbSerien.
Nachdem Hr. Prof. S t a r k zwei neue He I-Hauptserien
aufgefunden und das System der sechs He I-Serien aufgestellt
hatte, lag es nahe zu vermuten, daB ein iihnliches System
von sechs He II-Serien besteht, wie efi im Nechstehenden unter
Zugrundelegung der Bezeichnungsweise der vorhergehenden
Arbeit S t a r k s dargestellt ist.
Diffuse,Hauptserie v = E z jh), - L z (m,4,
Diffuse Nebenserie v = E z
- L z (m,qlX
Scharfe Hauptserie Y = 3 z (hlU- L (m,slII
Scharfe Nebenserie v = E z (n),[- 1;z (m,s ) ~ ~
Fastscharfe Hauptserie Y = E z (A), - L z (m,f 1,
Fastscharfe Nebenserie v = Ez (n)lI - L z (m,A,.
Von diesen sechs Serien sind bereits bekannt die diffuse
Nebenserie unter der Bezeichnung ,,erste He II-Nebenserie",
die scharfe Nebenserie unter der Bezeichnung ,,zweite He IINebenserie", und die fastscharfe Hauptserie unter der Beseichnung ,,He II-Hauptserie" und aderdem die fastscharfe
Nebenserie. In meiner folgenden Arbeit ist der Nachweis
fur das Vorhandensein der letztgenannten Serie gefiihrt.
Sie ist dort ,,dritte He II-Nebemerie" genannt. Es bleibt
demnach noch ubrig der Nachweis fiir das Vorkommen der
diffusen He II-Hauptserie und der scharfen He II-Hauptserie.
Auf Veranlassung von Hrn. Prof. S t a r k machte ich zwecks
Aufsuchung dieser Serien nach AbschluB meiner vorstehenden
Arbeit mit der von S t a r k benutzten Methode der ersten
Kathodenschicht unter Verwendung derselben Stromrohre
eine Aufnahme im Gebiete 410-4320 ,up, um ein intensiverep
Spektrum als mit der vorher angewmdten Kanalstrahlenmethode zu erhalten.
Der Versuch war von vollem Erfolge begleitet. Die theoretische Vorhersage wurde durch die Erfahrung durchaus
bestiitigt. Ich erhielt in dem untersuchten Gebiete eine Reihe
neuer Linien, welehe ahnlich wie die diffuse He II-Nebenserie,
wie schon der erste Blick lehrte, in mehrere Komponenten
aerlegt werden. In Tabb. IX und X sind zruammengestellt
die Wellenlkngen der Glieder der diffusen H e II-Hauptserie, die
nach der vorstehenden Formel unter B e n u t m g der Zshlen
von B. Dunzl) berechnet wurden, und daneben die beobachteten Wellenlangen. Die Ubereinstimmung misohen den
beiden Zahlenreihen ist eine so gute, daB an der Richtigkeit
der Auffassung von der neuen Serie kein Zweifel bestehen
kann.
Schwieriger liegen die Verhaltnisse fur die Auffindung
der neuen scharfen He II-Hauptserie. Infolge der weitgehenden
Ubereinstimmung mischen den He I-Serien und den He 11Serien ist zu erwarten, daS die Linien der scharfen He II-Hauptserie ahnlich wie die Linien der von S t a r k aufgefundenen
scharfen He I-Hauptserie sehr vie1 weniger intensiv sind sls
die Linien der beiden anderen Hauptserien. Das bestatigt
sich auch in der Tat. Ich habe mit Sicherheit nllr eine einzige
Linie der scharfen He I-Eauptserie auf meinem Spektrogramme auffinden konnen; indes ist die Ubereinstimmung
der beobachteten Wellenlange mit der durch Rechnung gewomenen und das Aussehen der Linie im Verhiiltnis zu anderen
Linien des Spektrogrsmmes derartig, daS an der Wirklichkeit des Vorkommens der scharfen Hauptserie ebenfalls kein
Zweifel bestehen kam. In Ta.b. X sind die Wellenl$ngen
der Glieder der neuen schmfen Hauptserie msmmengesteltt.
Wie es S t a r k fiir die diffuse und die scharfe HeI-Hauptserie gefunden hat, so tr& auch die beidea newm He II-Hawpt
se& nur irn elektrischm Felde rnit rnerklicher lntemitiit auf.
Es setzen sich niimlich in meinem Spektrogramme die Linien
bm. die Komponentea der Linien dimer Serien nicht mit
1) B. Dunz, Bearbeitmg umerer Kemtnisse von den Mien.
Diwertation Tubingen 1911.
606
G. Liebert.
merklicher Intensitiit am dem Gebiete starken Feldes in das
Gebiet schwachen Feldes fort, wie das bei den Gliedern der
fastscharfen He II-Hauptserie und der diffusen und soharfen
He II-Nebenserie der Fall ist.
8
10. C+eeets der Czbereinetimmenden Effekte dea elektriaohen
Feldes im System der He II-Serien.
Es sei zuniichst der Effekt des elektrischen Feldes auf
die Linien der neuen He II-Hauptserien mitgeteilt. Am der
Kriimmung der scharfen He II-Hauptserienlinie R 3468 ist zu
folgern, daI3 sie durch das von niir angewandte elektrische
Feld v m 28300 Volt x cm-l nur urn einen geringen Betrag
fiach langeren Wellen uerschoben sein kann, da die von mir
im genannten Felde beobachtete Wellenlange nur urn weniges
griifjer als die berechnete Wellenlange ist.
I n Tab. X I ist die Zerlegung der diffusen He II-Hauptserie
durch ein elektrisches Feld von 28500 Volt x cm-l dargestellt.
Effekt des ekktrischen Feldes auf ultraviolet&Linien usu’. 607
Es zeigen gemaP der vorstehenden Tabelle die aufeinander
folqemhn Glk& diw diffusen H a w p t s e ebmstx&E p - und
s-Kompmnten als die Gliednummer Einhedten enthalt. Der
A b s M der iiuperen Komponenten nhmt Wie in allen bisher
bekannten Fallen mit steigender Gliednummer zu.
Wie S t a r k fur die He I-Serien geseigt hat, gilt fur sie
das Gesetz, daB Glieder gleicher Laufzahl am einer Hauptserie und einer zugeordneten Nebenserie im MaSe der Wellenzahl
ausgedriickt, denselben Effekt des elektrischen Feldes zeigen.
Was die scharfe He II-Haupt- und die scharfe He II-Nebenserie betrifft, so steht auf Grund der bisher vorliegenden Beobachtungen fest, daB die Glieder beider Serien ohne Zerlegung nach ltingeren Wollen verschoben werden. Die Verschiebusg ist fur die Glieder gleicher Laufzahl in beiden
Serien sehr klein. So gibt Xyquistl) fur das 4. Glied der
scharfen Nebenserie von He I1 1 4438 eine Verschiebung um
0,58 A neoh Rot durch ein elektrisches Feld von S64@0
Volt x cm-l an. Nach meiner Beobachtung ist die Rotverschiebung des 4. Gliedes der scharfen He II-Hauptserie fiir
ein Feld von 28300 Volt, x cm-l jedenfalls nicht groDer als
0,5 A. Ein genauerer quantitativer Vrrgleich der Verschiebungen ist indes wegen der Ungenauigkeit dieser Messungen
leider nicht moglich.
Giinstiger liegen die Verhaltnisse fur die fnstscharfen
He II-Serien. Zzm&ht kst auperorhtlich bezeiehamd, dab die
Gdieder der fastsdm#en He II-Nebenserde (vgl. folgende Mitteilung) ebemo wie die Glider der fastscha?$e?t He II-HauptserQe
dwch das elektrische Feld &ne Zerlegumg nack kiirzeren WeJim
wsdaoben werdan, ein Verhalten, in dem gich diese Serien
ron allen anderen bisher beobwhteten unteraaheiden. AuBerVwdem stimmen such, wie die Tab. XI1 erkennen 1 5 t ,
schiebuyen der Glieder qiheher Laufzahl in den beiden Serien
ianerF*cclb &r Fehlergrenze qwntitativ idmein, wenn sie statt
in Wellenliinge in Wellemah1 gemessen werden.
~~
1 ) H. N y q u i s t ,
8. a.
0.
G . Liebed.
608
Tabelle XII.
~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~
Faetrrchsrfe He II- Haupteerie
Wellenliinge
1
3965
3613
3447
Verschiebung
Av
- 0,40
- 3,33
- 4,09
WellenlB;nge
I -- 1
2,5 lo-'
2,6*10-'
3,4 lo-'
3618
Diffnse Nebenserie
~
Fastacharfe He II-Nebenserie
1
4912
4385
4143
Verscbiebnng
Al
Av
- 0,56
- 4,54
- 5,85
2,3*10-'
2,4 lo-'
3,4*10-'
3974
I1
1I
Ill
Ill
4388
p = Kompon.
s = Kompon.
49a2
Fig. 8.
Wie man BUS der Fig. 8 ersieht, besitzen entspechende
Glider der beiden Serien in & Grobzerlegurg gkichvkl Komponenhn in ungefdihr derselben Anordnung in bezug auf di.e
Lage der unzerkgtm f i n k . Die Ubereinstimung d o h e n
den Effekten des elektrischen Feldes in den beiden Serien
ist auch quantitativ gleich, wenn man, wie es z. B. in Tab. XIIJ
fur die s-Komponente geschehen ist, die Wellenaahl
Eltat$ der Wellenlange zur Messung der Komponentenabstande
benutzt.
1)
J. Stark u. H. Kirschbsum,
1. c.
Tabelle XIII.
Dfluse He 11-Haupteerie
Difftlae He II-Nebeneerie
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