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Die Emission der Lenardphosphore im Roten und Ultraroten.

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E. Lo&. Die Emission der Lenadpbsphore irn Roten usw. 409
m e ~4ssdorb
ctcl. Lena~dphosphoredm Rotem m&ViMrardm
VONEUsabeth L o &
(Mit 5 Figuren)
Problemetellung
Die Emissionen der Lenardphosphore bestehen im allgemeinen aus mehreren breiten verwaschenen Banden und
waren bereits in vielen $men Gegensbnd eingehenden Studiums. Die ersten qmntitativen Beobachtungen wurden von
L e n a r d und K l a t t l) ausgefiihrt. I n den meisten der folgenden
Arbeiten wurden die Phosphoreszenzbanden im sichtbaren und
ultravioletten Gebiet untersucht *), um ihre GesetzmilBigkeiten
und Eigenschaften zu erkennen.
Der Erste, der diese Untersuchungen auch auf das langwellige Spektralgebiet erweiterte, war W. E. Pau1i.Y) Er fand
auf photographischem Wege Phosphoreszenzbanden bis gegen
920 mp. Sie erwiesen sich alle als von gleicher Art wie die
bisher heobachteten Emissionen kiirzerer Wellenl&nge.
Es erschien nun anssichtsreich, mit besseren Hilfsmitteln
die Beobachtungen P a u l i s zu vervollstiindigen und zu erweitern, um einerseits den AnschluS zu gewinnen an die wohlbekannten Emissionen im sichtbaren und ultravioletten Spektrdgebiet, und anderemeits vielleicht quantitative Beziehungen
zwischen den Phosphoreszenzbanden im gesamten bekannten
Spektrum zu erhalten. Diese quantitativen Beziehungen sollten
vor allen Dingen durch das Studium der Temperatureigenschaften der Banden gefunden werden.
1) P. Lenard u. V.Klatt, Ann. d. Phys. 16. S.225, 425, 633.
1904.
2) F. Schmidt, Ann. d. Phys. 63. S. 264. 1920; 64. 8. 731. 1921;
83. 8. 213. 1927.
3) W . E . P a u l i , Ann. d.Phye. 34. S.739. 1911; 0. S c h e l l e n berg, Ann. d. Phys. 81. 8. 677. 1928; H.Nitka, Ann. d. Phys. [5] 16.
8. 720. 1933.
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 19. 1934
490
Versuchsanordnungen
Bei der Untersuchung der Emission von Phosphoren kommt
es vor allem darauf an, uber moglichst grofie Intensitat des
Phosphoreszenzlichtes zu verfiigen. Die Anregungsmoglichkeiten der Phosphore zum Leuchten sind bekanntlich:
1. Lichtstrahlung,
2. Korpuskularstrahlung.
Pauli’) benutzte zur Anregung der Phosphore das Licht eines
Zinkfunkens. Auch in der vorliegenden Arbeit wurde diese
Art der Anregung anfangs verwandt, aber bald verlassen und
die intensivere Kathoden strahlanregung bevorzugt. Nur zum
Vergleich wurde in einigen Fallen der Phosphor mit dem Licht
einer Eg-Lampe angeregt.
Im folgenden seien ganz kurz die Versuchsanordnungen
beschrieben.
1. Anordnung zur Anregung mit Licht
Als Lichtquelle diente eine Quarzquecksilberlampe, deren
Stirnflache mit Hilfe eines Uviolglaskondensors auf den Phosphor
abgebildet wurde. Um die langwellige ausloschende Strahlung
fi/te,-
Fig. 1. Anordnung zur Anregung der Phosphore mit Licht
der Hg-Lampe nicht auf den Phosphor fallen zu lassen, wurde
das Licht durch einen 10 cm langen Glastrog, der rnit angesauerter CnS0,-Losung gefullt war, aufierdem durch ein gutes
Jenaer Blauglas gefiltert. Der Phosphor war in dunner Schicht
auf einem Nessingblech von 4 x 4 cma Flache mit Zaponlack
befestigt. E s wurde dabei grofite Sorgfalt darauf verwandt,
daB der Lack die Phosphorkorner nicht vollstandig uberzog,
da hierdurch die Emission des Phosphors infolge der Absorption
des Lichtes in der Lackschicht wesentlich beeinflufit worden
ware. Der Phosphor stand unter 45 O gegen die Einfallsrichtung
des erregenden Lichtes geneigt; das emittierte Licht wurde
.
-~
1) W. E. P a u l i , a. a. 0.
E . Logs. Die Emission der Lenardphosphe im Roten usw.
491
ebenfalls unter 45 O mit einem Steinheil- 3 - Prismenspektrographen photographiert (Fig. 1). Um zu vermeiden, dal3 erregendes Licht durch diffuse Reflexion am Phosphor in den
Spektrographen gelangt, wurde vor den Spalt ein Jenaer Rotfilter gesetzt. Die Dauer einer Aufnahme mit dieser Anordnung variierte zwischen 10 und 60 Std.
2. A n o r d n u n g zur E r r e g u n g m i t K a t h o d e n s t r a h l e n
a) Ionenriihre
Urn die Intensitat des ausgesandten Lichtes zu steigern,
wurde der Phosphor in einem Al-Schiffchen in eine gewohnliche Entladungsrohre eingebracht. Die Kathode war so angeordnet, da6 die Elektronen in breitem Biindel auf den Phosphor
fielen (Fig. 2).
Als Spannungsquelle diente ein
Funkeninduktor,
dessen PrimPstrom von 16 Amp.
mit Hilfe eines
Quecksilberpendelnnterbrechers
unterbrochen wurde. Das Sch8chen war samt der
Fig 2. IonenrShre
Anode geerdet.
Die Phosphorschicht war jeweils so dick, da6 ein Gliihen
des SchifFchens oder des Phosphors infolge Ekhitznng durch
die auftreffenden Kathodenstrahlen vermieden wurde. Doch
trat immerhin eine merkliche Erwarmung des Phosphors
bei der BeschieSung mit Kathodenstrahlen auf, und man
hat rnit einer mittleren Temperatur von 200-300° C zu
rechnen. Diese Annahme bestatigte sich im Laufe der Versuche. Da warend der Erregung mit Kathodenstrahlen Phosphor
und Material sehr vie1 Gas abgeben, wurde dm Vakuum in der
Rohre wtihrend der ganzen Daner des Versuchs durch eine
langsam rotierende Quecksilberluftpumpe konstant gehalten.
Der Luftdruck in der Rohre war dabei nur 80 groll, da6 die
Entladungen des Induktoriums eben noch innen ubergingen.
Daidurch sollten eventuelle Storungen durch Gasleuchten vermieden werden. Durch Kontrollaufnahmen der Rohre ohne
Phosphor wurde besatigt, da6 die immerhin noch vorhandenen
Spuren restlichen Gases die endgiiltigen Aufnahmen in dem
492
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 19. 1934
zu untersuchenden Spektralgebiet nicht beeinflufiten. Das A1Schiffchen war unter 45O gegen die Kathode geneigt, und ebenfalls unter 45O C befand sich der Spalt des Spektrographen.
Die Aufnahmedauer betrug im Mittel 2-3 Std.
b) Gliihkathodenrohre
Urn auch Untersuchungen bei tiefer Temperatur vornehmen
zu konnen, und auf3erdem die Erregung der Phosphore weiter
zu steigern, wurde die oben beschriebene Anordnung verlassen,
und eine neue Rohre
konstruiert, die im
wesentlichen der von
0. D e u t s c h b e i n l) benutzten Gliihkathodenrohre nachgebaut ist
(Fig. 3). Der Phosphor
wird auf den zentralen
Cu-Zylinder aufgerieben, der gleichzeitig
als Anode dient. Zur
Aufnahme bei tiefer
Temperatur wird der
Zylinder mit flussiger
Luft gefiillt nach einem
Verfahren, das von
0. D e u t s c h b e i n angegeben ist. Zum Einhnsleer
setzen des Zylinders
wurde ein Flansch statt
des ublichen Schliffs
gebraucht ; auBerdem
waren Kathode und
Kuh/tasche
Fenster, durch das der
Fig. 3. Gliihkathodenrohre
Phosphor
photographiert wurde, nicht in
einer vertikalen, sondern i n einer horizontalen Ebene angeordnet. Zwischen Gliihkathode und Kupferzylinder wurde
Hochspannung angelegt , die anfangs von einer Influenzelektrisiermaschine geliefert wurde. Die Maschine wurde
mittels langsam rotierenden Motors in Betrieb gehalten,
doch war die erreichte Konstanz der Spannung sehr unbefriedigend. Dieser Mange1 machte sich an dem teilweise sehr
1) 0. Deutschbein, Ann. d. Phys. [5] 14. S. 717. 1932.
E.Loes. D i e Emksdon der Lenardphosphore im Roten usw.
493
starken Flackern des Phosphoreszenzlichtes bemerkbar, und
erschwerte eine auch nur angenaherte Abschiitmng der Aufnahmedauer ungemein. Deshalb wurde an Stelle der Elektrisiermaschine ein 20-kV-Transformator benutzt, also die Hochspannung durch Transformation niedergespannten Wechselstromes erzeugt. Eine Gleichrichtung wurde nicht als notwendig gefunden, da wahrend des Versuchs niemals storende
Gasentladungen beobachtet wurden. Das Vakuum wurde durch
eine vierstufige Stahldiffusionspumpe geniigend konstant gehalten. Der Heizstrom der Kathode, die aus thoriertem
Wolframdraht bestand, betrug 0,3 Amp. Die Elektronen fielen
senkrecht auf die Phosphorflache, und daa emittierte Licht
wurde unter einem Winkel von angenahert 90° durch das
angebrachte Fenster photographiert. E t dieser Anordnung
lieB sich die Aufnahmedauer auf 10-20 Minuten herunterdriicken.
Verauoheweisen
a) unterszcehte Fhosphme
A l e untersuchten Phosphore waren vollkommen definiert
und nach den von L e n a r d und K l a t t l ) angegebenen Herstellungsvorschriften priipariert. Es wurde jeweils eine Variation
des Metallgehaltes, der bestimmend ist fiir das Leuchtvermogen
des betreffenden Phosphors, versucht.
b) Benutzte Spektrographen
Samtliche Aufnahmen wurden mit einem Steinheil-3Prismenspektrographen ausgefuhrt. Die relativ geringe Intensitilt des Phosphorlichtes machte die Verwendung des Teleobjektivs unmoglich, so dal3 mit kleiner Dispersion gearbeitet
werden mufke. Die benutzte Spaltbreite betrng 0,l-0,2 mm.
Der Spektrograph wurde mit Hilfe der Spektren von He, Ar,
Li, K und Hg geeicht, und als Vergleichsspektrum auf jede
Platte das Hg-Spektrum mit aufgenommen.
c) Plattenmaterial
Zur photographischen Untersuchung der Phosphoreszenzbanden im roten und ultraroten Spektralgebiet bedarf man
besonders sensibilisierter Platten. Zu Beginn der Untersuchung
wurden httndelsubliche Platten der Agfa verwendet, die Agfa
Infrarotplatte Rapid 730 mp, und die Agfa 810 mp. Durch
1) P. Lenard u. V. K l a t t , Ann. d. Phys. 15. S. 225, 425, 633.
1904.
494
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 19. 1934
Baden in 5O//,iger Ammoniaklosung von < 12O C wurden die
Platten kurz vor der Aufnahme ubersensibilisiert. Dadurch
erhoht sich die Lichtempfindlichkeit der Platten sehr stark,
jedoch nicht ihre spektrale Empfindlichkeit. Doch waren die
hiermit erhaltenen Aufnahmen auf das Spektralgebiet von 600
bis 800 mp beschrankt. Alsdann wurde versucht, gewohnliche
Platten mit einem geeigneten Sensibilisator - Rubrocyanin selbst zu sensibilisieren nach einem Verfahren, das von der
Agfa angegeben ist. I n einem Bade, das 100 cm3 destilliertes
H,O und 0,2 cm3 Rubrocyanin - Methylalkohollosung 1 :2000,
auBerdem etwa 1 cm3 1 "loige Essigsaure enthielt, wurden die
Platten 1 E n . lang gebadet, kurz in flieBendem Wasser abgespiilt, dann 2 Min. lang in einer 2 OIOigenBoraxlosung nachgebadet, hierauf in einem kalten Luftstrom schnell getrocknet.
Die rasche T'rocknung ist fur die Sensibilisierung sehr wesentlich. I n der vorliegenden Arbeit waren die Platten in 7 Min.
vollstandig trocken. Trotz mannigfaltiger Versuche zeigten die
Platten jedoch haufig graue, unregelmaBige Schleier, so daB
sie fiir die endgultigen Versuche unbrauchbar waren. E s
kamen deshalb neue, sensibilisierte Platten der Agfa zur Verwendung l), die wohl ein breites Empfindlichkeitsmaximum in
dem zu untersuchenden Spektralgebiet besaBen, deren Lichtempfindlichkeit aber sehr gering war im Vergleich zu der zur
Verfiigung stehenden Intensitat. Die fur die vorliegende Untersuchung von den Platten geforderten Eigenschaften waren moglichst gleichmaBige Empfindlichkeit im Gebiet von 600-900 mp
und gr6Bte Lichtempfindlichkeit. Die meisten der bisher bekannten Sensibilisatoren sind aber nur in einem eng begrenzten
Spektralgebiet wirksam. Benutzt man mehrere Sensibilisatoren,
urn die Platte uber ein langeres Spektralgebiet empfindlich zu
machen, so lagern sich wohl die Empfindlichkeitsmaxima der
einzelnen Farbstoffe nebeneinander, aber gleichzeitig liegt jedes
Maximum eines Sensibilisators im Gebiet der Empfindlichkeitsminima der danebenliegenden Sensibilisatoren. Eine gleichmagige Sensibilisierung iiber einen groBeren Spektralbereich
bewirkt also immer eine Herabsetzung der Lichtempfindlichkeit.
I n eigens fiir diese Untersuchung unter den eben genannten
Gesichtspunkten von der Agfa hergestellten Platten wurden beide
geforderten Eigenschaften in bestmoglicher Weise vereinigt. Die
Platten besagen ein nur geringes Empfindlichkeitsminimum bei
1) Der I. G. Farbenfabrik, Filmfabrik Wolfen, sage ich auch an
dieser Stelle meinen besten Dank. Ohne ihr freundliches Entgegenkommen
wilre wohl die Durchfiihrung dieser Untersuchung unmoglich gewesen.
E . L&s. Die Emission der Lenardphosphore im Roten WIW.
495
etwa 840 mp und ihre spektrale Empfindlichkeit reichte bis
1 mp bei gro6ter Lichtempfindlichkeit. Auch hier wurden s h t liche Platten vor der Aufnahme ubersensibilisiert. l)
Entwickelt -den
die Platten mit Agfa-Hydrochinonentwickler, der sich ds gleichmiiBiger entwickelnd erwies als
Rodinal und Perutz Feinkornentwickler.
d) Auswertung der Aufnahmen
Samtliche Aufnahmen wurden mit dem Zeiss schen lichtelektrischen Photometer ausgemessen. Das Verfahren ist von
0. Sc h e 11e n b erg 7 in einer friiheren Arbeit ausfuhrlich beschrieben worden. Auch in der vorliegenden Arbeit wurde
a d jede Photometerplatte das Hg-Spektrum der Originalplatte
zur genauen Wellenlangenbestimmung der Banden mitregistriert.
Die so erhaltene Photometerkurve enthielt sowohl die Dispersion des Spektralappmtes als auch die spektrale Empfindlichkeit der Platten. Zur Elimination dieser beiden Fehler wurde
die Kurve zunachst auf gleiche Wellenlilngen umgezeichnet,
und zwar wurden die Kurvenpunkte im Abstand von 5mp aus
der Dispersionskurve ermittelt.
Bei der Umzeichnung der Photometerkurve auf gleiche
Dispersion hat man zu beachten, da6 die umgezeichnete Kurve
mit der urspriinglichen inhaltsgleich sein muI3, so da6 gilt:
J , . ail, = J ~ail,
.
oder
Ja=J
1
dl
-2
a&’
wobei J1 die Intensitiit in der registrierten Photometerkurve,
und dil ein Wellenligeninterall bedeutet. Es verkiirzt sich
also die Ordinate im langwelligen Gebiet wegen der dort vorhandenen geringen Dispersion im Verhdtnis d i , / d 3 , .
Der spektralen Empfindlichkeit der Platten wurde dadurch Rechnung getragen, d d fiir jede benutzte Platte die
Schwilrznngskurve des Nernstfadens aufgenommen wurde, da
der Nernstfaden bei einer Temperatur von 2200O C in guter
Niiherung als schwaxzer Strahler betrmhtet werden kann.
Dann berechnet sich seine ausgestrahlte Energie nach der
P l a n c kschen Energieverteilungsformel. Der Quotient aus
theoretisch berechnetem und experimentell gefundenem Wert
1) Fiir die ijbersensibiiimerung dieser Platten bin ich Herrn cand.
phys. Zobel aue dem Phys.-Chem.-Inatitnt Heidelberg zu Dank ver
pflichfet.
2) 0. Schellenberg, AM.d. Phys. [5] 13. S. 250. 1932.
496
Annalen
der Physik. 5. Folge. Band 19. 1934
ergibt fur jeden einzelnen Kurvenpunkt den Umrechnungsfaktor. Dieser Faktor wurde wiederum von 5 zu 5 m p bestimmt und dazwischen linear interpoliert. Die hiernach erhaltenen Kurven stellen nun in guter Annahernng die endgultigen Schwarzungskurven der langwelligen Bandenkomplexe
der untersuchten Phosphore dar.
Jede Photometerkurve wurde 4-6mal
in der soeben
beschriebenen Weise ausgewertet, und der mittlere Fehler
in der Bestimmung der Bandenmaxima auf 2-4 mp geschatzt.
Versuchsergebniese
a) Allgemeines Auasehen der Spektren
Samtliche Spektren zeigen denselben Charakter. Die
Emissionen der Lenardphosphore bestehen auch im langwelligen Spektralgebiet aus breiten, mehr oder weniger verwaschenen Banden. Oberhalb der langwelligen Grenze von
950 mp scheint keine merkliche Emission mehr vorhanden zu
sein, zumindest ist sie so schwach, daB sie mit den gegebenen
Bedingungen nicht erfaBt werden konnte. Durch Steigerung
der Lichtempfindlichkeit der Platten und VergroBerung der
spektralen Empfindlichkeit l) einerseits und Aufnahme mit
Tabelle 1
Ubersicht uber die untersuchten Phosphore
~-~
Phosphor
Bandenmaxima
Art der
Anregung
(my)
.-.
~~
~
Anssehen
der Emissionsbanden
kurzwelliges .
Ende (mp)
1 :Egis
~
~~
CaSMn . . . Ionenrohre
BaSPb . . .
99
BaSBiK. .
11
BaSCuLi . . ichterregung
BaSCuLi . . Ionenrohre
Gluhrahre
BaSCuLi . .
ZnSCu . . . lonenrohre
ZnSMn . . .
17
SrSZnFl .
71
CaSCuLi . .
71
CaSNiFl . .
71
540 620
560 700
565 660 735
600 700
- 720
535 630
540 620
600 665 725
640 720
532 620
665 -
500
im Ultraviolett
530
590
im Ultraviolett
”
50d)
im Ultraviolett
11
91
17
11
17
71
710
780
820
760
770
780
715
785
740
700
725
1) Einer Bemerkung von Herrn W i e d m a n n auf der Tagung der
Deutsch,. Physikal. Gesellschaft 1933 in Wurzburg entnehme ich , daS
neuerdings Platten hergestellt werden, deren langwellige Empfindlichkeitsgrenze bei 1400 mp liegt.
E . h e s . Die Emission der Lenardplwsphore im Roten ecsw. 497
einem Spektralapparat grol3erer Dispersion im langwelligen
Gebiet andererseits wiiren wohl noch langwelligere Emissionen
der Beobachtung zngiinglich.
Der Vergleich zwischen Phosphoreszenzspektren, bei denen
der Phosphor einmal in der Ionenrohre und einmal in der
Gliihkathodenrohre erregt wurde, zeigt, daf3 die intensivere
Anregung in der Gliihrohre
auch eine starkere Emission
Emission
bewirkt, vor allem treten
hierbei die langwelligen
langwelligen %
.
Banden merklich hervor
(vgl. Tab. 1).
Ein anderer Vergleich
zwischen dem Emissionsspektrum des BaSCuLiPhosphors bei Lichterregung
mit dem Spektrum desselben Phosphors bei Kathodenstrahlerregung zeigt
(Fig. 4), daS beide Spektren
wohl vom gleichen Typus
sind’), es liegt eine kurzwellige Bande bei Lichterregung bei 600 mp, eine
langwellige bei
700 mp,
Fig. 4. Emissionsspektrum
wiihrend bei Kathodendes BaSCuLi-Phosphors bei
a) Lichterregung
strahlanregung die kurzwellige B a d e bei 570 mp,die
b) Kathodenstrahlerregung
langwellige bei
700 mp
liegt, was besonders gut an der Aufnahme bei tiefer Temperatur zu sehen ist, doch treten die hgerwelligen Banden nur
bei der sehr intensiven Kathodenstrahlanregung auf.
-N
b) Ternperatm-verandemngen der Banden
Allgemein ist be@nnt 3, dab eine Tempera.turveriinderung
des Phosphors eine Anderung der Bandenlagen und der Intensitiitsverteilung einer Bande bedingt. Diese Veriinderungen
bestiitigen sich auch hier, wie aus der Tab. 2 ZQ ersehen ist.
Bei der Temperatur der fliissigen Lnft sind deutliche Verschiebungen der Bandenmaxima nach kiirzeren Wellen vorhanden. AuSerdem tritt noch ein Schmalerwerden der Banden
1) B. Stadler, Ann. d. Phys. 80. S. 741. 1926.
K l a t t , Ann. d. Phys. 15. 8. 425. 1904.
2) P.Lenard u. V. Klatt,
Annalen der Physik. 6. Folge. 19.
34
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 19. 1934
498
Tabelle 2
Temperaturverschiebung der Bandenmaxima
...
728
.... {
%
CaSCuNa
BaSPb.
I[
. . . . . Ii
. . . . I{
ZnSCdCu
...
f
If
SrSAg
ZnSSrFl
BaSCuLi
...
Langwell 3s Ende
der Ban !n (mr)
- 1900 c
Bandenmaxima (mp)
PhosDhor
713
572
695
730
598
640
682
568
660
795
690
765
565
690
810
-
602
6542
568
662
700
8oo
565
}
}
}
}
}
768
752
788
765
775
730
860
850
855
820
950
874
auf, was besonders gut am Beispiel des CaSCuNa-Phosphors
zu sehen ist (Fig, 5), dessen Emission nur ?us einer einzigen
Bande besteht. nber die Intensitat
1aBt sich aus den gemessenen Kurven
nichts Quantitatives aussagen, da sowohl bei der photographischen Platte
als auch bei der benutzten Art der
Anregung die Intensitiitsverhaltnisse
600
700
BOO auBerst schwierig zu erfassen sind.
Alle in den Kurven angegebenen
Intensitaten sind relativ genommen.
Beobachtbar war jeweils eine deutliche Farbanderung des Phosphors
bei Temperaturanderung, und zwar
>
jeweils eine Rotfarbung.') Ein bei
20 C blau aussehender Phosphor
wurde
rotlichblau, ein gelber Phos600
m
phor rotgelb, usw. Dies besagt, daB
Fig- 5. ErnissionssPektrum bei tiefen Temperaturen immer
des CaSCuNa-Phosphors bei
die langwelligen Banden bevorzugt
a) + 20OC
werden.
b) -190' c'
iL
-A
+
'@
1) P. Lenard u. V. K l a t t , Ann. d.Phys. 16. S. 425. 1904; P. L e nard, Ann. d. P h p . 3 1 . S. 663. 1910.
E. LO&. Die Emission der Lenardphosphore i m Rolm usw. 499
Die beobachtete relative Verschiebung der Bandenmaxima
wird um so deiztlicher, da sich der Phosphor bei Anregung
mit Kathodenstxahlen ganz betrgchtlich erwiixmt, und so das
Temperaturintervall zwischen beiden Aufnahmen weit graSer
ist als 200° C.
Die Aufnahmen, die bei sehr starker Erregung der Phosphore durch die Kathodenstrahlen gewonnen wurden , haben
auch im langwelligen Gebiet dele Banden gezeigt. Dieses
Resultat steht auch ganz im Einklang mit der Erwartung,
denn es miiBte vermdern, wenn ein solch kompliziertes Gebilde, wie es das Phosphoreszenzzentrum der Lenardphosphore
darstellt, einfache Emissionsverhaltnisse aufweisen wurde.
Wohl kann man durch besondere Art der Herstellung die
Emission dahingehend beeinflussen, daS einzelne Banden isoliert erscheinen. Dies gelang zuerst 0. Schellenberg') an
einem CaSBi-Phosphor, und bei dem in dieser Arbeit untersuchten CaSCuNa-Phosphor ist im langwelligen Gebiet auch
nur eine einzige Emissionsstelle vorhanden. Aber dies sind
Einzelfalle, die innerhalb der MeSgenauigkeit die erwarteten
GesetzmaSigkeiten bestiltigen. Der Emissionsvorgmg bei den
Lenardphosphoren ist nach all den Untersuchnngen der letzten
Jahre so kompliziert, dal3 sich nur sehr schwer und unsicher
etwas Quantitatives aus den Spektren entnehmen lafit.
Weit einfachere, chemisch und physikalisch vollkommen
genau definierte Phosphore stellen die Alkalihalogenide dar.
Durch Einlagern eines Fremdkorpers (Tl) in ein einfaches
Kristallgitter (KC1) erhat man hier Phosphore, die eine nur
ganz geringe Emission besitzen.3 Bei den Untersuchungen
der optischen Eigenschaften der Alkalihalogenidphosphore
konnte man Absorp~onsbeobachtungen in den Vordergrund
stellen 9, weil man hier vollkommen eindeutige Verhaltnisse
hat , wahrend bei den Lenardphosphoren die mikrokristdine
Struktur fur das Licht ein triibas Medium dar~tellt.~)Hilsch
und Poh15) ist es auch gelungen, eine Beziehmg zu h d e n
zwischen den Absorptionsbanden und den ultravioletten Dispersionsfrequenzen der eingelagerten Ionen.
Noch eine andere, unerwartete Aufklibrnng brachten diese
Forschungen bei den Alkaliphosphoren. Es zeigte sich, daS
1) 0. Schellenberg, Ann. d. Phys. [5] 13. S. 249. 1933.
2) R.Hilsch, Ztechr. f. Phys. 44. 8.860. 1927.
3) B. Gudden u. R. W. P o h l , tnehrere Arbeiten in den Jahren
1920-1926, Ztschr. f. Phys.
4) L. Weber, Ann. d. Phys. [5] 16. S. 821. 1933.
5) R. Hilsch u. W. P o h l , Ztschr. f. Phys. 48. S. 384. 1928.
34 *
500
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 19. 1934
das latente photographische Bild ganz ahnlich zustande kommt
wie die Erregung eines Phosphors. I n beiden Fallen werden
durch lichtelektrischen Effekt aus einem komplexen Zentrum
Elektronen abgespalten und in der Umgebung festgehalten infolge der Storung des Gitters durch Fremdkbrper.
Man erkennt die Grenzen, die dem Experiment durch die
vielgestaltigen Erscheinungen an den Lenardphosphoren gesetzt
sind. Zur restlosen Losung der Frage nach dem Phosphoreszenzvorgang sind die Erscheinungen heute noch zu undurchsichtig. Vielleicht ist es moglich, durch vollkommen definierte
Phosphore, wie sie die Alkalihalogenidphosphore darstellen,
weiter in den Mechanismus einzudringen.
Zusammenfaesung
1. Es werden drei Versuchsanordnungen beschrieben zur
Untersuchung der Emissionen der Lenardphosphore im langwelligen Spektralgebiet. 1)urcE geeignete Konstruktion einer
Gluhkathodenrohre konnten sehr gunstige Verhaltnisse f u r die
Anregung der Phosphore geschaffen werden.
2. Es wurden Emissionsbanden gefunden bis zu der
Grenze (950 mp), die durch die Empfindlichkeit der photographischen Platten gegeben war. In einem besonderen Abschnitt werden die Erfahrungen mit den fur das langwellige
Spektralgebiet sensibilisierten Platten dargelegt.
3. Die langwelligen Banden erweisen sich von gleicher
Beschaffenheit wie die bisher bekannten sichtbaren und ultravioletten Banden. Auch im roten und ultraroten Spektralgebiet wurden vide Emissionsbanden gefunden. Die Temperaturverschiebung dieser Banden wird eingehend untersucht
und in nbereinstimmung mit den bisherigen Ergebnissen an
denen im sichtbaren Spektralgebiet gefunden.
4. Ein allgemeiner nberblick uber die Emissionen der
Lenardphosphore zeigt, da6 wegen der auch im langwelligen
Gebiet vorhandenen groBen Zahl der Banden quantitative Zusammenhange unter ihnen nicht gewonnen werden konnen.
Vorliegende Arbeit wurde auf Anregung und unter Leitung von Herrn Prof. Dr. I?. S c h m i d t im Physika1.-Radiologischen Institut der Universitat Heidelberg ausgefiihrt. Herrn
Prof. Dr. F. S c h m i d t und Herrn Dr. 0. S c h e l l e n b e r g sage
ich fur ihre stete Hilfe und ihr Interesse herzlichen Dank.
H e i d e l b e r g , PhysikaLRadiologisches Institut der Universitat, Dezember 1933.
(Eingegangen 22. Dezember 1933)
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