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Die Struktur der Grundlinie und einiger anderer Linien des Cadmiumspektrums.

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638
2. D i e 8trzcEtzcr der GrusldZinie zcrcd
eisliger anderer L$nderb des Cadmiumspektrzcrns;
vow AnneZ4se 8chvarnmtm
(Hierzn Tsfel V)
I. Die Grnndlinie
1. Fruhere Meesungen
Bei der Untersuchung der Hyperfeinstruktur der ultravioletten Cadmiumlinien (1) fie1 es auf, daB die Grundlinie
1'8, - 2'P, (1= 2288,74 AE), eine von den Entladungsbedingungen stark abhangige Struktur aufwies. Diese Linie ist von
R. W. W o o d gemessen worden (2). Er fand zwei Komponenten
von gleicher Intensifat und einem Abstand von 0,021 AE (oder
0,017). Bei der damaligen Untersuchung der Verfasserin
zeigte die Linie auch diese Struktur. Die Aufspaltung war
etwa gleich dem halben Dispersionsgebiet bei der niedrigsten
erreichbaren Stromstkke von 2,5 Amp. Sowohl der Abstand
als auch die Einsattllung zwischen zwei aufeinander folgenden
Interferenzstreifen variierte mit der Stromstarke. Bei niedrigem
Strom waren die beiden um den halben Ordnungsabstand entfernten Einsattlungen etwa gleich tief und gleich breit; mit dem
Anwachsen des Stromes wurde die eine Einsattlung steiler, die
andere flacher; bei etwa 3,5 Amp. war nur noch eine Einsattlung vorhanden, die bei starkerem Strom immer verwaschener
wurde. Diese Erscheinungen traten fruher bzw. spater ein, wenn
die Entladung mit einem Magneten an die dem Spektrographen
ab- oder zugewandte Seite des Entladungsrohres gepreBt wurde.
Alle diese Erscheinungen lieBen sich durch Selbstumkehr,
die j a bei der Grundlinie auch sehr wahrscheinlich ist, erklaren ;
sie waren aber noch nicht unbedingt beweisend und wurden
deshalb nicht veroffentlicht.
2. Apparatur
Die Arbeit wurde fortgesetzt, als die Firma Adam Hilger,
London, dem Physikalischen Institut der Universitit Jena
Die Struktur der Grundlinie und einiger anderer Linien usw. 639
liebenswurdigerweise fiir einige Yonate eine ausgezeichnete
Lummer-Gtehrckeplatte aus Quarz leihweise UberlieS. Sie war
200 mm lang, 30 mm breit und 7,33 mm dick, hatte daher
zwar ein kleineres Dispersionsgebiet als die bisher benutzten
Zeissplatten von 140 mm x 20 mm x 4,8 mm, war aber entsprechend ihrer gr8Seren Dimension diesen Platten an Lichtstiirke und Auflosungsvermiigen iiberlegen.
Das theoretische Auf lijsungsvermtigen der Platte von Hilger
ist nach dem in (1) beschriebenen Verfahren fur 1 = 2288, einen
Ausfallswinkel E = 1,l0 (8. Ordnung, g = 0,942) fur den auBer1
= N, h = 1,30. lo6, der kleinste trennordentlichen Strahl dl
bare Wellenlangenbereich d il= 1,8
AE. Die Zeissplatte
hat bei gleichem Ausfallswinkel ein Auflosungsvermogen von
0,95 lo6 und ein d i l von 2,4 10-3 AE. Soweit man aus den
Registrierkurven der Cadmiumlinie schlief3en kann , erreichten
beide Platten das theoretische Auflijsungsvermogen.
Die Apparatur war die gleiche wie in der fruheren Arbeit.
Die Cadmiumlampe von Heraeus wurde ohne Abbildungslinse
so vor dem Spalt des geneigten Kollimators justiert, daB das
Eintrittsprisma auf der Lummerplatte ausgeleuchtet war.
Zwischen der Lummerplatte und der Kamera mit einem Quarzfluhpatachromaten von 400 mm Brennweite standen zwei
Cornuprismen, die die Gtrobzerlegung lieferten. F u r il = 2288
konnte sowohl auf den Nicol als auch auf die Prismen verzichtet werden, da keine benachbarten Linien vorhanden waren
[vgl. (1) S. 11701. Es mul3te dazu nur der dort mit /3 bezeichnete
Winkel, unter dem der Spalt vom Kollimatorobjektiv aus erscheint,
geniigend klein gewahlt werden. Daher kommt als wesentliche Begrenzung die vertikale Begrenzung des Eintrittsspaltes in Frage.
Urn sie genauer justieren zu kijnnen, wurde der Spektrographenspalt um 90° gedreht und die Feinverstellung der Spaltbacken
zur Einstellung benutzt. Wenn allein die ersten 20 Ordnungen
des auBerordentlichen Strahles von 2288 (entspricht etwa 12 mm
auf der Platte und einem Ausfallswinkel e = lo 45') aus der
Lummerplatte austreten sollten, so durfte wegen der Winkel-d8
%a1
dehnung(3) - =
der Offnungswinkel d sp dee in die
dpl
isinB
Lummerplatte' einfallenden Liobtes nur 2,5' betragen (Spalt-
640
A. 8chrammere
hahe 0,26 mm). Die Neigung des Kollimators, die etwa auf
dieses Winkels genau sein muSte, wurde photographisch
justiert. Durch das Arbeiten ohne Cornuprismen gewinnt man
an Lichtstarke, vermeidet die Abblendung der hijheren Ordnungen durch die Prismen und die Kriimmung des Spaltbildes.
In horizontaler Richtung war der Spalt 6 mm breit.
Die Kamera dee zu den Aufnahmen verwandten Spektrographen ist um eine vertikale A c h e schwenkbar, die bei der
beschriebenen Aufatellung etwa durch das hintere Ende der
Lummerplatte ging. Es war deshalb moglich, Vergleichsaufnahmen nebeneinander zu machen.
Als Aufnahmematerial wurden fast ausschliefllich HauffExtrarapidplatten verwandt wegen ihrer Empfindlichkeit im
Ultravioletten , ihrer Schleierfreiheit und wegen des dennoch
relativ feinen Korns.
3. Auswertung der Aufnahmen
Die Registrierung der Aufnahmen geschah zum Teil mit
dem Registrierphotometer des Physikalischen Institute, zum
groSten Teil aber mit einem der von der Firma Carl Zeiss
hergestellten lichtelektrischen Photometer, das zwei bei dieser
Arbeit ins Gewicht fallende Vorzuge besitzt. Man kann mit
grbBerer Ubersetzung zwischen Spektralaufnahme und Registrierplatte (sie wurde 1: 30 gewahlt) photometrieren und man kann
auf der Aufnahme senkrecht z u r Registrierrichtung eine Breite
von 7 mm ausniitzen (bei dem Photometer dea Instituts nur
1,s mm) und bekommt daher entsprechend geringere Kornschwankungen. Beide Vorziige sind bei der Kleinheit des von
einem Objektiv von 400 mm Brennweite im Ultravioletten gelieferten Interferenzbildes von Bedeutung.
Die Aufnahmen, die miteinander verglichen werden sollten selbstverst&ndlich nur Aufnahmen auf ein und derselben Platte wurden auch, obgleich das bei dem benutzten Verfahren nicht
unbedingt notwendig ist, mit gleicher Photometereinstellung
registriert.
Die Lummerplatte liefert den AbszissenmaEstab - die
Wellenliingenskala - und den Ordinatenmafhtab - die Intensitiitsskala - verzerrt. Zur Verzerrung der Ordinaten tut die
Die Struktur der Grundlinie urad ciniyer anderer Linien usw.
641
Schwlrzungskurve der photographischen Platte das ihrige.
H a n s e n hat [(3) S. 2151 ein Verfahren zur Umrechnung des
Intensitiitsma0stabes angegeben , das in der friiheren Arbeit
der Verfasserin [(l)5. 11831 auefiihrlich beschrieben ist. Es
ist vom Schwarzungsgesetz nicht abhangig, weil es nur gleich
starke Schwarzungen vergleicht, und benutzt die Tatsache, da0
die spezifische Helligkeit, d. h. die Helligkeit pro Winkeleinheit,
der Winkeldehnung umgekehrt, dem Austrittawinkel s direkt
proportional ist.
Die Stelle der Platte, die E = 0 entspricht, muB zur Anwendung dieses Verfahrens bekannt sein. Der 20 mm gro6e
Durchmesser des Objektivs geetattete nur die eine Seite des
Interferenzbildes aufzunehmen, wenn nicht schon bei niedrigen
Ordnungen Abblendung auftreten sollte. Der Nullpunkt wurde
aus der Beziehung beatimmt
a,, auf der Platte gemessener Abstand der n-ten Ordnung
von der Linie E = 0.
Brennweite = 400 p 2 mm.
D Dicke der Lummerplatte.
n Brechungsexp+onent.
a,
an ist aus den Aufnahmen me0bar. Die maximale
Abweichung bei der Bestimmung des Nullpunktes aus den verschiedenen Ordnungen einer Aufnahme betrug f0,l mm. Diese
Abweichung hat einen Fehler zur Folge, der klein ist gegen
die aus zufalligen Schwarzungsschwankungen der Platte resultierenden.
Die Verzerrung des AbszissenmaBstabes ist bei der meist
zur Auswertung gewahlten 8. Ordnung gering. Nach der Umrechnung aus den Photometerkurven sind die Abszissen dem
Winkel E proportional; sie miissen mit Hilfe der Beziehung
d h = c sin E d E so umgerechnet werden, daB sie d l proportional
werden. Der Wert von d h , der zu demselben Bereich da am
inneren und auBeren Rand der 8. Ordnung gehart, ist innen
0,95mal so groB wie auBen. Die Korrektion wird erst merklich bei der kurzwelligen Hiilfte der Linie, und bewirkt eine
Verkleinerung dieser Halfte um 5 Proz.
f
-
642
A. Schrammen
4.
Ergebniese
Die ersten Aufnahmen mit der Hilgerplatte zeigten nur
eine Linie, die bei Verminderung der Stromstarke und wenn
die Entladung an die Vorderwand des Rohres geprefit wurde,
breiter wurde und schlieBlich in der Mitte eine Einsattlung
zeigte. Diese Erscheinung konnte wie die fruher beobachteten
als Selbstumkehr gedeutet werden. Die eine Linie konnte entstehen durch Uberlagerung der beiden einander zugekehrten
Auslaufer der Linie in zwei benachbarten Ordnungen, die bei
niedrigerer Stromstarke weniger ubereinander griffen und deshalb eine Einsattlung aufwiesen.
Eine eindeutige Entscheidung, ob zwei Komponenten oder
Selbstumkehr vorliegen, wurde auf zwei Arten herbeigefiihrt :
1. durch Verschmalerung der Emissionslinie und
2. durch Untersuchung der Absorptionslinie.
a)
E m issi o n sl i n i e
Um die Mindestbelastung der Cadmiumlampe herabzusetzen,
wurde sie anstatt mit 220 mit 440 Volt und entsprechend
grofierem Vorschaltwiderstand betrieben ; aufierdem wurden zwei
starke Drosselspulen in den Stromkreis eingeschaltet. Am
wirksamsten erwies sich die Einfiihrung von einem Tropfen
Quecksilber in die Lampe ; die Mindestetromstarke betrug danach 0,8 Amp. Die Entladung wurde dann zum groSen Teil
vom Quecksilberdampf aufrecht erhalten. Die Quecksilberlinien, vor allem il= 2537, erschienen sehr stark. In der
Nahe von 2300 AE lagen jedoch keine storenden Linien. Die
Intensitat der Cadmiumgrundlinie war stark herabgesetzt, aber
es genugten durchweg wenige Minuten Belichtungsdauer.
Das Resultat war eine Linie an der Stelle, wo bei den
fruheren Aufnahmen die Einsattlung lag. Sie war fast unmerklich eingesattelt und zeigte bei starkerer Belastung die oben
beschriebene Struktur.
I n der Fig. 1 sind eine Anzahl IntensiUtsverteilungen der
Emissionslinie bei verschiedenen Stromstirken gezeichnet. Urn
vergleichbare Resultate zu erhalten, ist jede der aus den
Registrierkurven nach dem geschilderten Verfahren erhaltenen
Intensitiitsverteilungen so mit einem konstanten Faktor multipliziert worden, da8 die Sattelpunkte zwischen benachbarten
Die StTuRtur der CTrundlinie und einiger anderer Linien usw. 643
Ordnungen (die iiuBersten Punkte der Zeichnung) die gleiche
Intensitat erhielten. Die Intensitat des Sattelpunktes ist so
normiert, da0 das Maximum der Linie, die yon den hier gezeichneten die geringste Selbstumkehr aufweist, gleich l gesetzt
wurde. Die benachbarten Ordnungen uberlagern sich noch
ziemlich erheblich. Da die Auswertungsmethode bei tieferen
Einsattlungen sehr ungenau wird [vgl. (1) S. 11831, wurde darauf
0
5
70
75
zlb
m-3AE
Fig. 1
verzichtet , Aufnahmen mit noch geringerer Stromstirke , bei
der die Ordnungen weniger iibereinander greifen, auszuwerten.
Man sieht, daB bei 1,30 Amp. die Mitte nur wenig eingesattelt ist, da6 bei 1,80 Amp. aber schon zwei deutliche
Maxima mit einem Abstand von 0,Ol AE vorhanden sind.
Das kurzwellige Maximum ist bei allen Aufnahmen starker
ale das langwellige; der Unterschied wird immer geringer, je
weiter die Maxima nach au6en riicken. Diese Erscheinung ist
vorhanden bei Aufnahmen mit und ohne Magnet, kann also
nicht etwa eine unsymmetrisohe Aufspaltung sein, verursacht
durch das schwache Magnetfeld, das die Entladung an die
Wand des Rohrea preBte. Die Stelle der tiefsten Einsattlung
644
A. &hrmmen
wandert mit zunehmender Stramstarke ein wenig nach kiirzeren
Wellen. Diese Beobachtungen lassen auf das Vorhandeneein
eines Trabanten schlieEen und werden an 'spaterer Stelle bei
der Behandlung der Absorptionslinie noch genauer diskutiert
werden.
Die Emiseionslinie wurde einige Male mit gekreuzten
Platten photographiert. Die Belichtungszeit, die der Winkeldehnung proportional ist, ist fur E = l o etwa 75mal so groB
wie bei einer Platte und 7Vmal so groB wie ohne Lummerplatten. Sie betrug bei einer Stromstarke von 2,4 Amp., bei
der die Cadmiumgrundlinie schon intensiv, aber auch schon
ziemlich stark umgekehrt ist, 1,5 Stunden. Einige Probeaufnahmen zeigten das erwartete Bild: zwei Komponenten, die
mit wachsender Stromstarke auseinander riickten. Weitere
Trabanten in groBerer Entfernung, die man bei eineT Platte
wegen uberlagerung nicht hatte finden konnen, waren auf den
Punktaufnahmen nicht vorhanden. Deshalb wurde auf das
grof3ere Dispersionsgebiet gekreuzter Platten verzichtet.
b) A b s or p t i on B 1ini e
Den besten Beweis lieferte die Betrachtung der Absorptionslinie rnit der Emissionslinie als Hintergrund, noch ehe es
gelungen war, die Linie einfach zu erhalten. Ein 30 mm langes
AbsorptionsgefaE aus Quarz rnit aufgeschmolzenen optisch planen
Endflachen wurde mit etwas Cadmium gefiillt, evakuiert, abgeschmolzen und in einem elektrischen Ofen von 15 cm Lange
zwischen Lichtquelle und Spektrograph justiert.
Es muBte darauf geachtet werden, daS die Entladungebedingungen bei den Aufnahmen rnit und ohne Absorptionsrohr, die miteinander verglichen werden sollten, genau gleich
waren. Die Vergleichsaufnahmen konnten demzufolge nicht
mit dem Rohrchen im Strahlengang vor dem Anheizen oder
nach dem Erkalten gemacht werden. Die Lichtquelle erwarmte
sich wahrend der Stunden, die dazu notwendig waren, trotz
der Kiihlung rnit flieEendem Wasser zn stark, nnd als Folge
davon lnderte sich die Form der Emissionslinie. Oder die
Lampe erlosch, muEte neu e r w ' h t und gezundet werden, und
such dann war die alte Linienform nicht mehr geniigend
garantiert. Deshalb wurden die Aufnahmen direkt hinter-
Die Struhtur der Grundlinie und einiger andeyer Liniew usw. 645
einander mit und ohne Absorptionsrohr im Strahlengang gemacht.
Wie nach den vorangehenden Untersuchungen zu erwarten
war, trat Absorption nicht in der Mitte der beiden ,,Komponenten" ein, sondern dort, wo die Einsattlung mit wachsender
Stromstarke tiefer wurde.
Damit man die nnabhangig voneinander gewonnenen Intensititsverteilungen in Beziehung setzen kann, durfen die FuBe
der Linie von der Absorption nicht beruhrt werden. 1st diese
Bedingung erfullt, so kann man die Linie mit Absorption mit
einem konstanten Faktor so multiplizieren, daB sich ihre auBeren
Teile mit denen der Emissionslinie decken. Das Temperaturintervall, in dem bei der vorliegenden Versuchsanordnung eine
Messung der Absorptionslinie mijglich ist, ist dadurch auf das
enge Gebiet zwischen 390° und 440° absolut beschrankt. Oberhalb dieser Temperatur wird die Absorptionslinie zu breit.
Die ausgezogene Kurve der Fig. 2 ist die Emissionslinie
bei 1,80 Amp. Entladungsstromstarke; die Punkte sind einer
schwach belichteten, die Kreuze einer starker belichteten,
unter sonst gleichen Bedingungen hergestellten Aufnahme entnommen. Die gestrichelte Kurve zeigt dieselbe Linie rnit
Absorptionsrohr; man sieht, da8 beide nur im mittleren Teil
voneinander abweichen.
Um die Abszissen der beiden Linien aufeinander zu beziehen, genugt es nicht, die leicht durch Kornschwankungen
gefalschten Punkte tiefster Einsattlung zwischen zwei Ordnungen
zur Deckung zu bringen. Am genauesten erhalt man die Abszissen bei der Umrechnung der Linien auf gleiche Intensitat
der auBeren Teile. Verschiebt man nlmlich in dem gewahlten
Beispiel die Linie vor der Umrechnung um 0,3.10-3 AE
(0,007 mm auf der Aufnahme) so la& sich schon kein Faktor
mehr finden, mit dem man beide Seiten der Linie zur Deckung
bringen kann.
Es fallt auf, dafl die kurzwellige Seite der gestrichelten
Kurve weniger hoch ist als die langwellige im Gegensatz zur
Emissionslinie. Diese Erscheinung, die bei allen Aufnahmen
wiederkehrt, kann durch einen Trabanten erklart werden. Man
betrachte die Intensitat der Emissionslinie an zwei Stellen,
die urn + d A und - d h vom Mittelpunkt der Hauptlinie entAnnaleo der Physik. IV. Folge. 87.
42
A. Schramrnen
646
fernt sind; ‘sie sei bei + d h gleich J, bei - d h gleich J + AJ,
wobei die vom Trabanten herruhrende Intensitat d J bei
wachsender Stromstarke abnimmt. Bei + d il ist die Intensitat
nach der Absorption
J+ = J . e - c k z
(A1 Absorptionsindex an der Stelle d I-), bei - d h ist sie gleich
J, = ( J + J)e - C ( k x + k J ;
hierbei ist k, der Absorptionsindex des Trabanten an der
Stelle - d h . Man sieht, dab, da d J klein ist, die Differenz
J+
- J,
= J .e-cki
-(J+
J)e-c(kitkz)
sehr wohl positiv werden kann. Dieselbe Ursache, namlich
da8 der Trabant einen Bruchteil 1 - e-c*S nicht nur von AJ,
sondern von der gesamten auffallenden Intensitat der WellenlLnge h absorbiert, ist dafur verantworlich xu machen, da8 er
Die Struktur der Grundlinie und einiyer anderer Liizien usw.
641
mit wachsender Stromstarke verschwindet. Die Stelle tiefster
Einsattlnng mu8 dabei nach kiirzeren Wellen wandern, der
Mitte der Ordnung zu.
Die Intensitatsverteilung der Absorptionslinie muB so berechnet werden, wie sie gegen einen Hintergrund aussehen
wiirde, dessen Intensitat uber den betrachteten Wellenlangenbereich konstant sein wurde. Dividiert man fur eine Reihe
yon Wellenlangen die Intensitiit der Linie mit Absorption
t oQ9 -
08q7-
46-
J
4
Fig. 3
durch die er Emissionslinie, 80 erhalt man den von der auffallenden Intensitat J , hindurchgelassenen Bruchteil JIJ, fiir
diese Wellenrange. Auf dieae Art sind die in Fig. 3 gezeichneten Absorptionslinien erhalten worden.
Als Abszissen sind wieder die Wellenlangen, als Ordinaten ist das Verhiiltnis J/J0 aufgetragen. Als Mitte der Absorptionslinie wurde die Stelle des durch den Trabanten wenig
gestiirten Sattelpunktes der Ernissionslinie bei 1,8 Amp. genommen; d I ist in der Fig. 3 von dort aus nach beiden Seiten
gerechnet.
42 *
648
A. Schrammen
Die Genauigkeit bei der Berechnung der Absorptionslinien
ist nicht groU, besonders an den FiiSen der Linie. Jedoch
ist es sicher, daB die Absorption mit wachsender Stromstarke
starker wird, und daf3 die Linien unsymmetrisch sind. Wenn
man die langwellige Seite der Kurven an der Mittellinie
spiegelt, so erhalt man als Differenz der urspriinglichen und
der gespiegelten Kurve eine Linie, deren Maximum urn
-0,35
AE + 10 Proz. (0,067 crn-l) von der Mittellinie
Fig. 4
entfernt ist. Fig. 4 gibt ein Beispiel dieser Zerlegung an der
Absorptionslinie, die aus den Kurven der Fig. 2 gewonnen ist.
Bei der Differenzbildung fallt der Trabant an der langwelligen
Seite zu steil ab, weil hier wegen der starkeren Absorption
der Hauptlinie die Intensitat, von der er absorbieren kann,
kleiner ist als an den auBeren Teilen der Linie. Will man
eine genauere Intensitatsverteilung des Trabanten erhalten, so
muB man wieder auf konstante Intensitat des Hintergrundes
umrechnen; jedoch wird eine VergrGBerung der Genauigkeit
durch eine solche Korrektion in dieser Arbeit durch die
iibrigen Fehler der Methode illusorisch gemacht.
Aus der Intensitatsverteilung der Absorptionslinie kann
Die Struktw der Gruttdlinie und einiger anderer Xiniew usw. 649
die Dopplerbreite gemessen werden und zwar hat das Verfahren vor den sonst meist angewandten den Vorzug, dab die
Linie in Absorption, also frei von den Stiirungen, die der
Temperaturgrsdient und der intramolekulare Starkeffekt im
Entladungsraum bei der Emissionslinie mit sich bringen und
auBerdem ohneverbreiterung durch Fremdgase untersucht wurde.
Zur Berechnung der Halbwertsbreite der Absorptionslinie
brauchen wir folgende fjberlegung : Die Zahl der Molekule,
die wegen ihrer Warmebewegung eine im Bereich d ?, liegende
Dopplerverschiebung zur Folge haben, ist
d
~
w=f ( a ) d a ,
wo f @ )bei dem hier in Frage kommenden Gleichgewichtszustand durch die Maxwellsche Verteilung bestimmt ist.
Die Intensitat der Emissionslinie im Gebiet d?, ist der
Zahl d N der Molekiile im zugehSrigen Geschwindigkeitsgebiet
proportional. Die halbe Halbwertsbreite ist die Entfernung vom
Mittelpunkt der Linie, bei der die Zahl der Molekiile und damit
die Intensitat auf die Halfte des Maximalwertes gesunken ist.
F u r die Absorptionslinie erhalt man das Verhiiltnis der
aus dem AbRorptionsrohr herauskommenden zur auffallenden
Intensitat als
J r: e-C.N*f(A),
Jo
Der Exponent in dieser Gleichung ist dort gleich der HAlfte
seines Maximalwertes geworden, wo die Intensifat der Emissionslinie auf die Halfte gesunken ist. Die Halbwertsbreite b
des Exponenten, d. h. des Absorptionskoeffizienten, entspricht
also der Halbwertsbreite der Emissionslinie und la& sich aus
der schon von Chr. F u c h t b a u e r und W. H o f m a n n (4) angewandten Beziehung berechnen:
Wenn JH die Intensitat bei der Wellenlange b / 2 , JM die
Intensitat in der Mitte der Linie ist, so gilt
_ - e-c.N.f(lo);
Jo
JK=e
-C
--
.A'. f
a
(20)
.
Jo
darsus wird
Nach dieser Gleichung sind die eingezeichneten Halbwertsbreiten der Absorptionslinien aus der durch den Trabanten
nicht gestorten Seite der Kurven gemessen worden.
A. Schrammen
650
Die aus der Theorie berechnete halbe Halbwertsbreite
ist gleich 1,6. loe3 AE fur T gleich 405O abs. und gleich
1,65.10-5 BE fur T gleich 427O, wahrend die gemessenen
AE ansteigen. Zieht man in Betracht,
Werte von 2,6-3,6.10-s
daS die Kurven durch das begrenzte Auflosungsvermogen der
Lummerplatte, die aus einer unendlich schmalen Spektrallinie
eine Linie mit einer halben Halbwertsbreite von etwa
0,8.10-5 AE machen wurde, verbreitert werden, so ist die
Ubereinstimmung befriedigend zu nennen. Wegen des noch
kleineren Auf~osungsvermogens ist die kleinere Platte nur zu
den qualitativen Untersuchungen verwendet worden.
Den Trabanten in die Termstruktur [vgl. (1) S. 11961 eindeutig einzuordnen, ist nicht moglich. I n die dort angegebene,
der Linie 1 ~!?,-2~ P, entnommene Aufspaltung des 1 LS~Terms wurde er nur hineinpassen, wenn auch der 2'P1-Term
doppelt ware. Jedoch konnte man dann mit dem gleichen Recht
die game Differenz von 67
cm-l dem 2lP,-Term zuschreiben.
11. Andere ultraviolette Linien des Cadminmspektrums
Es wurden noch einige Linien untersucht, deren Struktur
in der fruheren Arbeit der Verfasserin angegeben ist, obwohl
sie damals nicht eindeutig bestimmt werden konnte, weil nur
Platten einer Dicke zur Verfugung standen. Es sind dies
die Linien:
3500,09
2' P1-31 D,
dl.
dv
-
7
+57
3403,74
dl
dv
0
-+17018
3081,03
dl
dv
-
23
+242
2660,45
dl
dv
-
23
+324
+
15-10-'h
em-'
- 122 *
2' P0--S3D,
0
3261.17
dl.
dv
0
0
+
15
-130
1' S,-23 P,
0
0
2' P0-3s S,
0
0
+
12
-127
2' P2--BsD;,
0
0
Die Struktur der Grundlinie und eini#geranderer Jinieri usw.
651
Die Aufspaltungen sind in
kE und
cm-1 angegeben. Der Ort der starksten Komponente ist mit 0 bezeichnet.
Die Messungen stimmen innerhalb der Fehlergrenzen, die
bei il = 3500 ungefahr &0,002 AE, bei den iibrigen Linien
&0,001 AE betragen, mit den friiher gewonnenen Resultaten
iiberein.
111. Die Quctksilberlinie I, = 2035 HE
Die Struktur der Quecksilberlinie il = 2537 HE ist von
N a g a o k a (5) und W o o d (6)mit gekreuzten Lummerplatten gemessen worden. N a g a o k a fand 10, W o o d dagegen nur
5 Komponenten. Der Zeemaneffekt der einzelnen Komponenten
ist neuerdings von W. A. M a c N a i r (7) eingehend untersucht
worden. Weil die Linie infolge des Quecksilbpzusatzes in
der Cadmiumlampe sehr stark und dabei doch mit geringer
Selbstumkehr vorhanden war, wurde sie von der Verfasserin
zur Priifung der Giite der Lummerplatten von Zeiss benutzt
[vgl. (l), S. 11851. Das Ergebnis konnte damals nicht eindeutig sein und deshalb wurden die Versuche jetzt mit gekreuzten Platten wiederholt und damit die friiheren Resultate
und die von W o o d erhaltenen bestatigt. Die Belichtungszeit
war mit gekreuzten Platten 10 Minuten.
Fig. 5, Taf. V ist eine VergriiBerung einer der Punktaufnahmen von I = 2537 AE. Die Dispersionsrichtung der
dicken (Hi1ger)-Platte liegt horizontal, die der diinnen (Zeiss)Platte vertikal. Man sieht deutlich die 5 Komponenten, die
wie bei W o o d rnit hiiherer Stromstarke unscharf und selbstumgekehrt wurden.
Zusammenfassung
1. Es wird gezeigt, da6 die von R. W. W o o d gemessene
Struktur der Cadmiumlinie 1 S0--21 Pl durch Selbstumkehr
vorgetauscht wird. Die Linie wird in Emission und in Absorption untersucht und das Vorhandensein eines nicht getrennten Trabanten rnit einem Abstand d il = - 0,35.
AE,
d u = 0,067 cm von der Hauptlinie wird zu beweisen versucht.
2. Die Struktur einiger anderer ultravioletter Cadmiumlinien, die in der friiheren Arbeit der Verfasserin nicht ein-
+
652
A. Schrammen. Die Struktur der Grundlinie usw.
deutig bestimmt werden konnte, wird mit einer zweiten Quarzlummerplatte gemessen.
3. An der Quecksilberlinie A = 2537 AE wird mit gekreuzten Platten die von W o o d erhaltene Aufspaltung in
5 Komponenten bestatigt.
Diese Arbeit wurde im Fruhjahr 1928 in dem Physikalischen Institut der Universitat Jena ausgefuhrt. Zu groBem
Danke bin ich der Firma Adam Hilger, London, insbesondere
Hrn. Dr. T wyman, fur die liebenswurdige Uberlassung der
Lummer-Gehrcke-Platte aus Quarz verpflichtet. Dem Direktor
des Instituts, Hrn. Geheimrat M. W i e n , danke ich fur die
bereitwillige Unterstutzung mit den Mitteln des Instituts, Hrn.
G. H a n s e n fur eine Anzahl wertvoller Anregungen.
J e n a , i3en 8. August 1928.
Literaturverzeichnis
1) A. Schrammen, Ann. d. Phys. 83. S. 1161. 1927.
2) B.W. Wood, Phil. Mag. (7) 2. S. 611. 1926.
3) G. H a n s e n , Gehrckes Handb. d. physik. Optik, Bd. 2. S. 186.
1926.
4) C h r . F i i c h t b a u e r und W . H o f m a n n , Ann. d. Phys. 43.
1914.
5) H. N a g a o k a , Y. S u g i u r a und T. Mishima, Jap. J. of Phys.
2 S. 121. 1923.
6) R. W. W o o d , Phil. Mag. (6) 60. S. 761. 1925.
7) W. A. MacNair, Phys. Rev. 31. S. 986. 1928.
s. 96.
(Eingegangeu 21. August 1928)
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