close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Der spektrale Nachweis elektrischer Felder an der Oberflche chemischer Atome.

код для вставкиСкачать
196
4. D a g epektrat e Nachweis el ekt t+sc her Feel d e t -
an de#* Oberfl&he chem*lscher Atome;
von J. S t a r k .
1. Einleitung.
Der Zeemaneffekt hat den Nachweis magnetischer Felder
in der Atmosphilre der Some ermaglicht; dagegen ist der Vereuch Humphreya') miflgltickt, mit seiner Hilfe auch das Vorkommen magnetischer Felder an der Oberflache chemischer
Atome nachzuweisen, namlich auf deren Wirkung die Verschiebung und Verbreitarung von Spektrallinien durch Druckerhohung
zurtickzufuhren.
Umgekehrt liegt der Fall bei dem Effekt des elektrischen
Feldes auf Spektrallinien. Wahrend er bis jetzt vergeblich an
Spektrallinien der Some gesucht wurde, bringt er uns in zviei
Erscheinungen Kunde von dem Vorhandensein elektrischer Felder
an der Oberfliiche chemischer Atome. Die eine dieser Erscheinungen ist die Verbreiterung und Verschiebung von Serienlinien
durch VergroSernng des Qasdruckes und der Stromdichte, die
andere das Emcheinen gewisser Serien unter der Wirkung elektrischer Felder.
Die fiihrende Ursache derjenigen Verbreithung von Serienlinien, welche die VergroSerung des Gasdruckes und der Stromdichte begleitet, habe ich echon friihzeitigS) in der Wirkung
elektrischer Felder an der Oberfiache von Oasmolekiilen und
somit an der Oberflache chemischer Atome (Atomionen) vermutet. Diese Vermutung ist zunachst in qualitativer Hinsicht
durch Beobachtungen 3, von mir und meinen Mitarbeitern von
1) W.J. H u m p h r e y s , Jahrb.d. Rad. u. El. 5. 8.324. 1908.
2) J. Stark, Ann.d.Phys. 43. S. 1040. 1914.
3) J. S t a r k u. H. K i r s c h b a u m , Ann.d.Phys. 43. S. 1040. 1914;
C;. W e n d t , Ann. d. Phys.45. S. 1257. 1914; J. Stark, Ann. d. l'hys.46.
S.226.1915;A. J . D e m p e t e r , A n n . d . Phys.47.S.791.1915;T.R.Merton,
Der spektrnZe Nachooeis elektrischer Felder usw.
197
-4.J. D e m p s t e r und T. R. Merton, far die rote Wasserstofflinie auch in quantitativer Hinsicht von J. W. Nicholson und
T. R. Merton bestiitigf, worden. P. Debye') und vor dlem
J . Hol t s m a r k 2 ) hat eine Theorie der Verbreiterung VOR Serienlinien durch molelektrische Felder (elektrische Felder am der
OberfltZche von Gasmolekiibn] entwickelt und in einer Besprechung des in Betracht kommenden experimentellen Materiales
eine gute fibereinstimmung zwischen Theorie und Beobachtung
gefunden. Die Frage nach dem Verhaltnis zwischen molelektrischer und molstoBlicher Verbreiterung, die ich in einem Berich t 3, uber die Verbreiterung von Spektrallinien aufgeworfen
habe, ist freilich noch nicht beantwortet.
DaB auch die Verschiebung des Intensitiitsgipfels von Spekrrallinien, welche die dissymlnetrische Verbreiterung begleitet,
eine Wirkung der molelektrischen Felder ist, hat kiirzlich
X.R i t t e r 4 ) nachgewiesen.
Weniger geklart und bekannt ist die Erscheinung, dall unter
der Wirkung molelektrischer Felder gewisse Serien sichtbar
werden, welche auBerhalb eines elektrischen Feldes keine
iiierkliche Intensitiit besitzen. Es, ist j a eine der merkwiirdigsten Wirkungen des elektrischen Feldea auf SpektraUinien6),
dd3 die Intensitiit gewisser Serien eines Elements im Verhsltnis
zu derjenigen anderer Serien au6erhalb eines elektrischen Feldes
unmerklich klein ist, dagegen in einem elektrischen Felde mit
dessen wachsender Stiirke rasch griiBer wird und diejenige
anderer Serien erreicht. Fiir Spektren, in welchen solche Serien
vorkommen, ist demnach die Verteilung der Intensitiit. innerhdb
dieser Serien sowie zwischen ihnen nnd anderen Serien merk~
Proc. Roy. Soc. 92. S. 322. 1916; J. W. N i c h o l s o n u. T. R. Merton, Phil.
Trans. A. '216. S. 439. 1916; 'I'B.
. Merton, Proc. Roy. SOC.95. S. 30.
1918;M. R i t t e r , Ann..d.Phys.W. S. 170. 1919.
1) P. D e b y e , Phys. Zeitechr.20. .S. 160. 1919.
2) J.Holtsmark, Phys.Zeitschr.24.L S. 162. 1919; Ann.d.Phys. 58.
s. 577. 1919.
3) J. S t a r k , Jahrb. d.Rad.u..El. I'Z. S. 349. 1915.
4) M. R i t t e r , Ann. d.Phys.59. S. 170. 1919.
5) Li-Serie: J. Stark, Ann. d. Phy.5. 48:s.
210. 3913. He-Serien:
J. K o c h , Ann. d. Phys.48. S. 98. 1915; J.Stark, Ann. d.Phys. 66.5.577.
1918; G . L i e b e r t , Ann.d.Phys. 56. 5.589, 610. 19-18.
J . Stork.
198
wiirdiger W-eise ron der Starke der elektrischen Felder abhangig, in denen sich die Serientrager befinden.
Diese Wirkung ist zunachst an ausgedehnten oder ,,endlichen'. elektrischen Feldern beobachtet worden. Es ist aber
zu erwarten, daS sie rtuch von den elementaren elektrischen
Feldern einzelner Gasmolekiile hervorgebracht wird, wenn sich
in ihnen die Trager von Serien jener Art befinden. Diese Uberlegung habe ich bereits auf die halbscharfe (dritte) Nebenserie
des Lithiums angewandt und deren Anftreten im Lichtbogen
in freier Luft iiut' die Wirkung molelektrischer Felder zuriickgefiihrt.')
Iiii folgenden sind weitere Beispiele fur diesen Nachweis
des Vorkommens elektrischer Felder an der Oberflache chemischer Atome an der Hand des Auftretens von Serien unter
der Wirkung dieser Felder gegeben. Die nachsteheriden Ausfiihrungen sind auch insofern von Bedeutuag als sie unsere
Kenntnisse von den Serien des Heliums und Lithiurns vervollstan digen,
2 . Die halbscharfe Nebenserie des Lithiurns und Heliums.
Die halbscharfe oder dritte Nebenserie des Lithiums ( A 6240
- 4147 - 3923) gehijrt zu den Serien, welche nur in1
elektrischen Feld erscheinen. Ihr Auftreten in einem endlichen
elektrischen Feld ist von mir untersucht 2, worden, schon fruher
war sie am Lichtbogen in freier Luft, also bei hohem Gasdruck und groBer Stromdichte beobachtet worden. Hier wird
sie, wie icli bereits oben bemerkte, durch die Wirkung molelektrischer Felder bedingt.
Die entsprechende halbscharfe oder dritte Nebenserie des
Heliums (He,) ist von J. Koch 3, in einem endlichen elektrischen
Feld aufgef'unden worden. Bei kleiner Stromdichte und niedrigeni Gasdruck sind die Linien dieser Serie noch photographisch
unsichtbar, wenn die Linien der diffusen und der scharfen Nebenserie bereits stark uberlichtet sind. Jedoch sind sie ( I 4519 - 4046)
ron 1'. R. hl e r t o n 3 kiirzlich unter denjenigen Bedingungen,
- 4636
1)
J. S t a r k , Ann. d. Phye. AS. 8. 226.
.l915.
2) J. S t a r k , Ann. d. Phye. 48. 8. 210. 1915.
3) J. K o c h , Ann. d. Phys.45. S. 98. 1915.
4) T . R . M c r t o n , Proc.Roy.Soc.96. S. 30. 1 9 1 %
Der spektrale A'achweis elektrisclrer PeZder usw.
199
welche die Serientrager in starke molelektrische Felder bringen,
namlich bei erheblichem Gasdruck und groSer Stromdichte an
der positiven Saule in einer GeiBlerrohre neben den iibrigen
He-Linien in merklicher Intensitat beobachtet worden.
3. Die n a h d m e e Nebeneerie dee Lithiume und HeUums.
Wie ich kiirzlich darlegte l), gehort vermutlich auch die
nahdiffuse Nebenserie zu denjenigen Serien, welche durch ein
elektrisches Feld eine Verstiirkung ihrer Intensitat erfahren.
Die Linien der nahdiffusen Nebenserie des Lithiums liegen
dicht hinter denjenigen der difisen Nebenserie. Das gleiche
gilt ftir die nahdiffuse Nebenserie von Hq.
Die Linien der nahdiffusen Li- und He,-Nebenserie werden
durch das elektrische Feld nach kiirzeren Wellen verschoben.
Infolge ihrer groBen Nahe bei den diffnsen Linien habe ich
sie friiher irrtiimlich als elektrische Komponenten dieser Ilinien
betrachtet und somit von einem Verhaltnis der Intensitilten der
elektrischen Komponenten der diffusen Linien in Abhangigkeit
von der Feldstarke 2, gesprochen. In Wirklichkeit handelte es
sich urn dae Verhaltnis der Intensitaten zweier verschiedener
Serien.
DaB diese Auffassung richtig ist, geht aus folgenden Beobachtungen und uberlegungen hervor.
Von der nahdiffusen Li-Nebenserie ist am Lichtbogen in
freier Luft die Linie il4601,6, am Funken in freier Luft die
Linie h 4131 von F. E x n e r u. E. H a s c h e k g beobachtet worden,
also beide Linien unter den Bedingungen flir starke molel6ktrische
Felder (hoher Gasdruck und groBe Stromdichte). Diese Wellenlangen gelten, wie man beachten m u 4 fir die Feldstiirke des
Intensitatsgipfels einer jeden Linie. Da diese durch das elektrische Feld nach kiirzeren Wellenlangen verschoben wkd, so
ist die Wellenlange der Linien fiir die Felds@rke Null merklich gr66er. So berechnet sich aus den von B. Dunz4) ge1)
2)
J. S t a r k , Ann. d. Phys.68. S. 731. 1919.
J. Stark u. E. Kirschbaum, Ann. d. Phys. 4.3. S.
999. 1914;
H. Liissem, Ann. d. Phys. 49. S. 876. 1916.
3) F. Exner u. E. Haschek, Wellenlangen-Tabellen, Leipzig u..
Wien 1902.
4) B. D u n z , Dim Tiibingen 1911.
J , Stark. Der spektrale Nachweis eleklrischer FeLder
200
usit..
gebenen Zahlen die WellenlZlnge der zweiten Linie zu 4132,2 fur
die Feldstirke Null (Wellenlhge der benachbarten diffusen
Linie 4132,6).
Die Linien I4471 und 4026 der nahdihsen He,-Serie
sind zunachst von mir und K i r s c h b a u m im endlichen elektrischen Feld als scheinbare Kompunenten der benachbarten
diffusen Linien 14411,6 und 4026,3 beobachtet worden; ihre
Intensitit nimmt im Verhaltnis zu derjenigen der diffusen- und
scharfen He,-Linien rasch mit wachsender Feldstiirke zu. Nun
hat kurzlich T. R. M e r t o n l), wie bereits oben bemerkt wurdc,
an einer GeiBlerrohre die Bedingungen fur die Wirkung inolelektrischer Felder auf Serienlinien (erheblicher Gasdruck und
groBe Stromdichte) hergestellt und hat auBer den ebenfalls unter
dieser Wirkung erscheinenden halbscharfen He,-Serienlinien diclit
hinter 4471,6 eine neue Linie beobachtet. Es ist dies zweifel108 die nahdiffuse He,-Linie 4471 und nicht, wie M e r t o n meint,
eine Komponente in der Verbreiterung der diffusen Linie 4471,6.
AuSer dieser nahdifisen He,-Linie hat Mer t o n , wie nebenbei bemerkt sei, auch noch die nahdiffusen He,,-Linien hinter
den diffusen He,-Linien i.4922 und 4388 unter der Wirkung
der molelektrischen Felder erhalten, sie aber in unzutreffender
Weise fur Verbreiterungskomponenten dieser Linien erklart.
Greifswald, Physik. Inst. d. Univ., 20. Mai 1919.
1)
T.R.Merton, Proc. Roy. SOC.95. S. 30.
(Eingegangen 28. Juni
1913.
1919.)
*
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
231 Кб
Теги
feldes, der, atom, elektrischen, nachweis, oberflche, chemischer, spektrale
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа