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Einflu von Rntgen- ultravioletten Becquerel-strahlen und des elektrischen Wechselfeldes auf die Schallgeschwindigkeit in Gasen.

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905
5. Einflw$ von RBvttgen-, ultravioletten, Becquerel-
strahlem und d e s elektriachen Wechselfeldes awf
d i e Sc~allgeschwindigkedtQn Gaserc;
von W a Z t e r E f i p p e r .
(Auszug aus der Dissertation Marburg 1912.)
Unberiihrt durch die Quantentheorie gelten fur vollkommene
Gase bei gewohnlicher und hoherer Temperatur die Uberlegungen
der ,,klassischen Theorien'; uber den Wert x des Verhaltnissea
der spezifischen Warmen CJC, bei konstantem Druck (Cp) und
konstantem Volumen (6'"). Sie ergeben fur einatomige Gase
den Betrag 1,66.. . l). Bei Berechnung von x fur Gase mit mehr
a13 einem Atom in der Molekel ergeben sich dagegen je nach
den Annahmen iiber die Konstitution der Molekeln verschiedene
x - Werte.
Sowohl B o l t z m a n n 2 ) als auch Maxwell3) haben den
Versuch gemacht, das Verhaltnis der spezifischen Warmen
aus bestimmten Voraussetzungen iiber die Zusammensetzung
der Molekeln abzuleiten, und sind beide den tatsachlichen
Verhaltnissen ziemlich nahe gekommen.
B o l t z m a n n nimmt an, daB bei mehratomigen Gasmolekeln eine vollkommen stitrre Verbindung der einzelnen
Atome vorhanden ist, wobei diese selbst ihre ,,volle Elastizitat"
im verallgemeinerten Sinne beibehalten. Maxwell hingegen
setzt voraus, daS die Atome innerhalb der Molekel vollkommen
frei beweglich sind.
1) Vgl. z. B. H. v. H e l m h o l t z VI, Theorie der WBrme (herausgeg. v. F. Richarz) 1903. p. 406.
2) L. Boltzmann, Sitzuogsber. d. Wiener Akad. der Wissenschaften
(Math. C1. 2. Abt.) 53. p. 195, 1866; 63. p. 712, 1871; 74. p. 553, 1876;
90. p. 231, 1884.
3) J. C1. Maxwell, Journ. of the chemic. SOC. 13. p. 496.
London 1875.
906
W. Kiipper.
Bei der Durchrechnung unter den Boltzmannschen
Voraussetzungen, wie sie Kirchhoff l) in seiner Vorlesung
uber die Warme angedeutet hat, ergibt sich fur zweiatomige
Gase der Wert x = Cp/Cv = 1,40. Legt man hingegen die
Maxwellschen Annahmen zugrunde, so wird dieser Wert
gleich 1,33.. .
Einem zweiatomigen Gase kommen also die Werte x = 1,40
oder 1 , 3 3 . . . zu, je nachdem man die Boltzmannsche oder
die Maxwellsche Theorie zugrunde legt. Tatsachlich wird
jedoch kein Gas vollkommen eine der beiden Voraussetzungen
erfiillen, es wird weder nur aus vollkommen starren Molekeh
noch allein aus Molekeln mit vollkommen frei beweglichen
Atomen bestehen konnen. Vielmehr wird das Gas sich in
seinem x-Wert nur mehr oder meniger einem der beiden
Grenzwerte nahern. Daraus erhellt sofort, dab alle Werte fiir
x von vollkommenen zweiatomigen Gasen zwischen 1,33.. .
und 1,40 liegen mussen, diesen Grenzen beliebig nahe kommen
konnen, jedoch sind Werte von x groper als 1,40 nach den
angestellten Betrachtungen fur sie ausgeschlossen.
Die experimentell gefundenen x-Werte, die fur fast alle
Gase mit ziemlicher Genauigkeit vorliegen, haben mit guter
Ubereinstimmung jene Theorie bestatigt.2) Bei einer von
E. R o h l f3) ausgefuhrten x-Bestimmung fur frischbereiteten
reinen elektrolytischen Sauerstoff fand dieser den abnorm hohen
Betrag x = 1,450. Durch systematische oder Versuchsfehler
lieB sich diese Abweichung von allen bisher bekannten Werten
durchaus nicht erklaren, so daB eine prinzipiell andere Ursache,
die sich zunachst nicht erklaren lieB, die Erhohung von x
herbeigefuhrt haben mubte. Auch I(. H. Kiister4) fand, wenn
er Sauerstoffgas untersuchte, welches langere Zeit uber kauflichem Phosphorpentoxyd gestanden hatte, gegen den Normalwort 1,40 Erhohungen bis zu 1,43.
1) G. K i r c h h o f f , Vorl. uber math. Physik, Warme, 1894. Die
Dnrchfuhrung der Rechnung vgl. W. Kiipper, hang.-Dies. Marburg
1912, p. aff.
2) Eine Zusammenstellang von x-Werten vgl. bei L a n d o l t und
Btirnstein, Phys. ehem. Tabellen. 4. Au0. 1912. p. 775ff.
3) E. R o h l f , Inaug-Diss. Marburg 1909. p. 13ff.
4) K. H. K u s t e r , 1naug.-Diss. Marburg 1911.
Einfiufl von Riincqen-, ultravioletten, Becpuerelstrahlen usw. 907
F. R i c h a r z l ) kam daher auf die Verrnutung, dab diese
merkwiirdige Beobachtung mit einer Ionisation des Sauerstoffgases zusammenhangen konne. Kiister (und auch Rohlf)
hatte zu seinen Versuchen P,O, als Trockenmittel verwandt;
dieses enthalt meist geringe Mengen von P,06 beigemischt,
welches nach R. S c h e n c k z, ionisierend wirkt.
Bestarkt wurde noch diese Vermutung durch eine Reihe
von Versuchen, bei der K i i s t e r das verwendete Gas der
Einwirkung einer kraftigen Ionisationsquelle unterwarf. Bestrahlte er namlich seine trockene Luft enthaltende Versuchsrohre mit Rontgenstrahlen, so ermittelte er nach einer Bestrahlung von 20 Minuten ein Hinaufgehen des xLUft-Wertes von
1,40 bis auf 1,46.3)
Aufgabe der vorliegenden Untersuchung war es nun,
systematisch den EinfluB verschiedener Ionisationsquellen auf
die Schallgeschwindigkeit in zweiatomigen Gasen und auf das
Verhaltnis der spezifischen Warmen zu studieren und die von
F. R i c h a r z ausgesprochene vermutliche Erklarung jener von
Rohlf und K i i s t e r beobachteten Erscheinungen zu prufen.
Beschreibung der MeSmethode.
Rohlf und Kiister fiihrten, wie auch ich, die x-Bestimmungen nach der akustischen Methode durch. Die Schallgeschwindigkeit v in einem Gase ist nach L a p l a c e :
R-orin p den Druck des zu untersuchenden Gases und ,u seine
Dichte bedeutet.
Werden Wellenlange il und Schwingungszahl v eingefiihrt,
so wird:
1) F. Richarz, Sitz.-Ber. d. Ges. zur Refiird. d. ges. Naturwissensch.
Marburg 1911. p. 111.
2) R. S c h e n c k u. F. Mihr, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 1906 (2)
39. p. 1506.
3) K. H. Kiister, 1. c. p. 40.
TK Kiipper.
908
und
wo R die Gaskonstante und I’ die absolute Temperatur.
Die GroBen p und p sind immer direkt meSbar, wahrend
dies fur v nur bei Luft unmittelbar moglich ist.
F u r andere Gase bestimmt man die Schallgeschwindigkeit
a m der Wellenlange stehender Wellen, iihnlich der bekannten
K u n d tschen Versuchsanordnung zur Ermittelung von il mittels
Staubfiguren. Anstatt nncheinander die Welletilange eines
Tones in Luft und einem anderen Versuchsgase zu bestimmen,
verwendet man mit Vorteil zwei gleiche Rohre, von denen
das eine mit Luft gefullt ist, wahrend das zweite das Versuchsgas untcr demselben Druck und derselben Temperatur enthiilt.
Erregt man nun in beiden Rohren stehende Wellen mit der
gleichen Tonquelle, so laBt sich durch bloBe Messung der
Welienlangen der Wert fur x des Versuchsgases aus dem bekannten Werte x fur Luft berechnen. Bei ein und demselben
Gase wird aus einer VergroBerung der Wellenlange im allgemeinen nach der Laplaceschen Formel, wenn ,u und p
konstant bleiben, was zunachst anzunehmen ist, auf ein Anwachsen des Wertes von x zu schlieBen sein.
Ein solches Hinaufgehen der Wellenlangen, sowie des
x-Wertes von zweiatomigen Gasen bei Bestrahlung iiber den
Normalwert von 1,40 hinaus wiirde im Resultate entsprechen
einer Annaherung des Gases an den einatomigen Zustand.
Eine derartige Annaherung tritt ein. wenn die Molekeln des
zweiatomigen Gases teilweise dissoziiert werden. In dieser
Weise konnte eine Anderung der Schallgeschwindigkeit in Zusammenhang stehen mit einer ionisationsahnlichen Wirkung
der verwandten Bestrahlungsquellen, die durch gleichzeitige
Leitfahigkeitsmessungen kontrolliert werden kann. Deshalb
wurden im folgenden neben den Wellenlangenmessungen auch
solche der Leitfahigkeit des bestrahlten Gases durchgefiihrt
Die theoretischen SchluBfolgerungen aus den Versuchen
sollen am SchluB der Arbeit eingehend erbrtert werden.
. Die
Versuchsapparatur.
Die von mir benutzte Versuchsapparatur gliedert sich in
vier ihrer Bedeutung nach von einander getrennte Teile: in
Einflup
VOIL
I;';ntgetr-,
ultravioletten, BecguerelstrahEen usw. 909
die Mebrohren, die Schallquelle und Abhorvorrichtung, die
Bestrahlungsquellen und endlich die Gasdarstellung und Reinigung.
1. D i e MeBriihren.
Die geringe zu erwartende Auderuug der Wellenlangen
niitigte mich, den gro6ten Wert auf die Ermoglichung einer
pcinlich genauen Durchfuhrung der einzelnen Messungen der
Wellenlangen im MeSrohr zu legen. Deshalb wurde im hiesigen
Institut durch Kiister und mich statt der gebrauchlichen
Q uin c ke schenl) Abhorvorrichtung die im folgenden beschriebene
ausgebildet.
Da mir die zu untersuchenden Gase in beliebigen Mengen
zur Verfiigung standen, brauchte ich keinen Wert auf kleine
dbmessungen der MeBrohren zu legen. Die Wahl von weiten
Rohren ermoglichte eine gleichzeitige Bestrahlung eines gro6eren
Volumens des Gases; auch wurde damit zugleich erreicht, da6
der EinfluB der Rohrenwande auf Reibung und Warmeleitung2)
sicher nicht in Betracht kam.
Die beiden iibrigens ganz gleichen MeSrohren bestanden
aus Glasrohren von ca. 90 cm Lange und einer lichten Weite
von 61 mm bei einer Wandstarke von ca. 1 mm. I n beide
Enden waren Messingrohre von 13 cm Lange und 60 mm
auSerer Weite eingekittet, die ein festes Montieren des ganzen
Rohres auf einem Grundbrett ermoglichten, um Spannungen
der Glasrohren nach Moglichkeit fern zu hnlten (vgl. Fig. 1).
Beide Versuchsrohren waren nebeneinander in horizontaler
Lage auf dem Experimentiertisch befestigt, um moglichste
Gleichheit der Versuchsbedingungen zu erzielen.
Das zur Erregung der Biihre dienende Telephon A (Fig. 1)
war ein Priizisionstelephon mit 200 Ohm Widerstand , sowie
variierbarem Abstand von Magnet und Eisenmembran.
1) G . Q u i n c k e , Wied. Ann. 63. p. 66. 1898; A.Kaltihne, Hab.Scbrift Eeidelberg 1902; Ann. d. Phys. 11. p. 225. 1902; W. Furstenau,
Inaug.-Diee. GieSen 1908, auch Berlin, Verlag v. R. Trenkel.
2) A u g . K u n d t , Pogg.Annalen 135. p. 177.1868; H. v.Helmho1t.z
Wissenschaftl. Abh. 1. p. 338; G. K i r c h h o f f , Pogg. Ann. 134. p. 177.
1868; H.S c h n e e b e l i , Pogg. Ann. 136. p. 296. 1869; W e b s t e r LOW,
Wied. Ann. 62. p. 641. 1894; E.H. S t e v e n s , Drudes Ann. 7. p. 285.
1902; F. A. S c h u l z e , Marb. Sitzungsber. p. 59-64. 1903.
910
W.Kiipper.
In der Rohre war ein ca. 160 cm langer Stempel verschiebbar, bestehend aus einem 13 mm weiten Messingrohr
mit 1 mm Wandstarbe. An seinem in das
Versuchsrohr hineinragenden Ende war die
Hohlung des Stempels mit einem HartE
gummipfropfen
luftdicht verschlossen , der
D
eine Gabel aus Messingblech trug, auf die
eine Mikrophonkapsel aufgelotet war. Die
beiden Zufiihrungsdrahte zum Mikropbon
waren ebenfalls luftdicht durch den Stopsel
gefiihrt und durch den Stempel nach auBen
geleitet.
Das zweite Ende der Versuchsrohre
war verschlossen durch eine eingeschraubte
Messingscheibe mit 25 mm weiter Bohrung,
in die ein passendes, 30 cm langes Rohr
eingelotet war. Diese Messingrohre enthielt
noch eingelotet in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zwei Ringe von je 3 cm Lange,
die den zwischen den Rohren B und C entstehenden Hohlraumvollkommen verschlossen,
wiihrend das auBere Ende B als Stopf buchse
eingerichtet war. Diese Stopfbuchse fiillte icli
mit Hanf, den ich vorher mit Hahnfett trankte,
und pre6te ihn durch eine Verschraubung E’
in gewiinschtem Ma6e zusammen.
Schmierte ich nun noch den sauber
polierten Stempelschaft mit etwas Hahnfett
ein, so war eine leichte Beweglichkeit des
durch die erlauterte Einrichtung zugleich in
guter Fiihrung laufenden Stempels bei guter
Abdichtung gesichert.
Fig. 1.
Um die abgehorten ausgezeichneten
Stellen zu markieren, brachte ich folgende,
von M. R o b i t z s c h 1) ahnlich aogegebene Registriermethode
an. Eine von einem Schlitten gefiihrte Eichenholzleiste von
120 cm Lange war durch einen Messingbugel starr rnit der
1) M. Robitzsch, 1naug.-Dissect. Marburg 1910; Ann. d. Phys. 35.
p. 1027ff. 1912.
Rinfiup von Rontgen-, ultravioletten, Becquerelstrahlen usw. 911
parallel verlaufenden Fiihrungsstange verbunden. Senkrecht
zur Ebene der Stange war in entsprechender Weise in einem
Lager ein scharfes Messingradchen angebracht, das sich gegen
die Leiste bewegen lie& Auf der Leiste befestigte ich eiuen
Streifen von Kartonpapier. Hntte ich durch Abhorchen eine
Maxima- resp. Minimastelle aufgefunden, so brauchte ich nur
das Radchen gegen den Streifen zu driicken und erhielt so
scharfe Striche in Abstinden VOD je 114. Auf diese Weise
konnte ich jeden Versuch nachtrgglich ausmessen und Ablesefehler vermeiden.
2. D i e S c h a l l q u e l l e u n d Abhiirvorrichtung.
Von groBer Wichtigkeit fur tadelloses Funktionieren der
Resonanzmethode ist die gute Beschaffenheit der Tonquelle.
Dieselbe muB vor allem konstant sein, von auBeren Einflussen
unabhangig und endlich langere Zeit ohne jede Wartung
arbeiten.
Diese Eigenschaften besitzt in befriedigeiider Weise eiii
durch einen Saitenunterbrecher l) erregtes Telephon , unter
Zwischenspaltung einer Induktionsspule.
Die das MeBrohr abschlieBende Telephonmembran erregt
durch ihr Vibrieren die im MeBrohre befindliche Gassaule zu
stehenden Wellen, die auch die Mikrophonmembran des Stempels je nach dessen Stellung im Rohre mehr oder weniger zum
Mitschwingen bringen. Das Mikrophon bildete mit einem
Regulierwiderstand und einem wieder wie oben induktiv gekoppelten Telephon den Stromkreis eines Akkumulators. Dieses
letztere, ails Ohr gehnltene Telephon schwingt durch die im
Mikrophon hervorgerufenen Schwankungen der Stromintensitat.
Diese AbhSrvorrichtung gestaktete leicht, die Lage der Maxima
und Minima mit gro6er Genauigkeit zu bestimmen.
Zunfichst hatte ich beabsichtigt, die Beobachtungsmethode
statt einer subjektiven zur objektiven zu gestalten, indem ich
entweder den pulsierenden Gleichstrom des Mikrophones oder
den Wechselstrom der eingeschalteten Induktionsspnle durch
1) M. J. P u p i n , Lill. Americ. Journ. 3. p. 45, 325. 1893; L. Arons,
Wied. Ann. 66. p. 1177. 1898; E. Orlich, Elt. Zeitschr. p. 502. 1903:
A. Kaliihne, Ann. 11. p. 235. 1903; W. Fiirateneu, Diss.GieBen p. 12.
1908; W. Kiipper, 1naug.-Diss. Marburg p. 35f. 1912.
912
F. Zipper.
Ausschlage eines geeigneten Instrumentes, z. B. eines Saitengdvanometers ma6.
Da mir ein geeignetes Instrument jedoch nicht zuganglich war, muBte ich von dieser Anordnung absehen und verwandte die oben angedeutete Methode.
Die Stellen der Maxima und Minima lieBen sich dadurch
sehr scharf bestimmen,l) da6 die Einstellung auf das Mitklingen eines hohen Obertons innerhalb des noch etwas ausgedehnten Maximums und Minimums des Grundtones erfolgte.
Dieser harmonisclie Oberton lie6 sich bequeru durch eine geringe Veriinderung des Abstaiides von Membran uiid Magnet
des als Schallquelle dienenden Telephons verstarken. Die Genauigkeit und gute Ubereinstimrnung der so gemessenen Wellenlangen sei durch eine willkurlich herausgegriffene Messungsreihe gezeigt.
Werte von 1 / 4 imversuchsrohr: 7,21 7,20 7,20 7,21 7,19 7,21 cm
,, ,, ,, ,, Vergleichsrolir: 7,20 7,20 7,20 7,22 7,18 7,?0 ,,.
Die maximale Differenz betragt also, auch bei anderen
blessungen, hochstens 0,02 cm.
3. D i e B e s t r a h l u n g s q u e l l e n .
a) Anordnung der Rontgenrahre.
Zur Einwirkung der Rontgenstrahlen auf das zu untersuchende Gas verwandte ich I n tensivstrom = Rontgenrohren
von G u n d e l a c h , Gehlberg in Thuringen. Zur Speisung
diente ein gro6eres Induktorium von ca. 35 cm Schlagweite
mit Wehneltunterbrecher. Die primare Stromstarke betrug
durchschnittlich 13-15 Ampere bei 65 Volt Spannung.
Zur Vermeidung einer Einwirkung dcs Induktoriums auf
die a19 Schallquelle dienenden Telephone der MeBrohre dienten
Kappeu aus Weicheisen, welche die Telephone umgaben.
Das Rontgenrohr befand sich i n solcher Lage uber dem
Untersuchungsrohr, da8 der Antikathodenspiegel die Rontgenstrahlen mijglichst senkrecht nach unten auf die MeBrohre
warf, und zwar so, daS der Hauptanteit gerade zwischen zwei
Knotenpunkten einer Schallwelle auftraf. Die Entfernung des
1) Vgl. auch K. H. Kiister, 1. c. p. 28.
Einflup con Ii'ontgen-, ultravioletten, Becpuerelstralilen
USIV.
9 I3
Rontgenspiegels vom Untersuchungsrohr betrug durchschnittlich 12 cm.
b) Quarzyuecksilberlanipe.
Zur Erzeugung der ultravioletten Strahlen diente eine
Quarzquecksilberlampe der Firma W. C. H e r a e u s , Hanau a. &I.,
mit einer normalen Betriebsspannung von 75 Volt.
Da die Glaswande der Versuchsrohre den groBten Teil
des kurzwelligen ultravioletten Lichtes absorbiert haben wurden,
lie6 ich mir vom Glasblaser etwa in der Mitte des Rohres
eine rechteckige Offnung von 10 cm Lange und 8 cm Hohe
herausschneiden und kittete auf sie mit Asphaltkitt ein passendes ca. 0,8 mm dickes Quarzfenster auf, das H e r a e u s anfertigte. Zur Kiihlung blies wIihrend des Versuchs ein Ventilator einen Luftstrom gegen das I3ohr. Die Entfernung von
Lnmpe und MeBrohr betrug durchschnittlich 2 cm.
c) Wechselfeld.
Das Wechselfeld wurde erzeugt zwischen zwei Messingplatten von je 15 x 8 cm GroBe. Die Platten waren, zur Vermeidung von Biischelentladungen, eingebettet in eine 3 cm dicke
Schicht yon Paraffin, dem zur besseren Huftung etwas Kolophonium zugesetzt war. An die beiden Platten waren die
seknndaren Pole eines Induktoriums voii etma 15 cm maximaler
Schlagweite angeschlossen. Als Unterbrecher mu6te in Ermangelung eines geeigneteren ein Wehneltunterbrecher genommen werden.
Durch Vorversuche wurde festgestellt, daB beim Zwischenschieben des Mikrophons in das Wechselfeld keine Einwirkung
des Feldes auf das Mikrophon eintrat.
d) Radiumbeetrablung.
Zu den Radiumversuchen benutzte ich zwei kleine im Institut vorhandene Radiumpraparate von je 3 mg reinem Radiumbromid, und zwar geoffnet und geschlossen.
4. D i e Temperaturmessungen.
Zur Bestimmung der kleinen bei Bestrahlung eintretenden
Temperaturerhohung des Versuchsgases benutzte ich Thermoelemente, die ihrer geringen thermischen Tragheit wegen sich
als besonders geeignet erwiesen. Jedes Kupfer-Eisen-Element
914
W . Kupper.
hatte eine Lange von drei Metern, je fiinf bildeten eine Therrnosaule. Wie aus Fig. 1 (p. 910) ersichtlich, war in dem Fuhrungsrohr hinter dem Kolben eine Hartgummibuchse eingefiigt,
durch die alle Drahte der Elemente isoliert nach dem Inneren
des Messingrohres gefuhrt waren. Die Lotstellen an den anderen Enden der Saule waren von Versuchs- und Kontrollrohr
gemeinsam, vor Luftstromungen geschutzt, angebracht und befanden sich immer auf Zimmertemperatur.
Die Thermosaule war an ein storungsfreies Drehspuleninstrument mit objektiver Spiegelablesung angeschlossen und
mit einem Normalthermometer geeicht. Die Eichung wurde
vor jeder Versuchsreihe eiuer Nachpriifung unterzogen und
wenn notig korrigiert.
Die Temperaturzunahme des bestrahlten Gases allein ist
durch die damit verbnndene Dichtigkeitsanderung des untersuchten Gases naturlich auch von EinfluB auf die Fortpflanzungsgeschwindigkdit des Schalles in ihm, sowie auf den Wert
von x . Die Abhangigkeit des x-Wertes von der Temperatur
ist gegeben durch die Relation
worin u der Ausdehnungskoeffizient des Gases ist und x2 deD
gesuchten Wert bei der neuen Temperatur tz angibt.
Versuchsresultate.
1. L u f t m e 8 8 u n g e n.
Zur Untersuchung eignet sich selbstverstandlich nur vollkommen staubfreie, trockene Luft, worauf besonders R u t h e r f o r d l) hinweist. Eine Wasserstrahlpumpe sog die Luft darch
ein W attefilter, wodurch sie von ihren festen Verunreinigungen
befreit wurde, darauf durch eine Rohre mit Natronkalk zur
Bindung der mitgefuhrten Kohlensiiure ; sodann perlte die Luft
durch ein Pettenkofersches Absorptionsrohr mit konzentrierter Schwefelsaure und gelangte durch eine Glasspirale in
die hintereinander geschalteten MeBrohren. Die Glasspirale
stand in einem Dewarschen ( W einholdschen) GefaSe und
1) R u t h e r f o r d , Radioactivity p. 39.
LiitfluP voii
Rontyen-, ultraviolette7i, Hecquerelstrahlen usw. 9 15
wurde durch flussige Luft gekuhlt ; dabei kondensierten sich
etwa mitgerissene Schwefelsaure- und Wasserdampfe.
a) RGntgenbestrrthlung.
Zur Feststellung der zeitlichen Einwirkung der Bestrahlung dienten zunachst die folgenden Versuche.
T a b e l l e I.
Rontgenbestrahlung von trockener Luft.
Versuchstemperatur 18,7 O C.
Halbe Wellenllingen im
Zeit
Minuten
0
5
10
16
20
25
30
35
1
i:
16,08
16,13
16,20
16,23
16,25
18,%6
I
16,02
16,02
16,02
16,02
16,02
16,Oa
16,02
16,02
Temperatur- ErhShter x -Wert
erhShung
xz
I
::i:
0,6
1,lO
1,6O
2,oo
2,5O
2,9 O
1
Normalwert 1,4047
1,407
1,412
1,421
1,429
1,429
1,433
1,453
Die in der Kolumne 5 dieser Tabelle berechneten x-Werte
sind wegen der Temperaturerhohung auf Xo korrigiert nach
der p. 914 angegebenen Formel
die Werte geben also lediglich den EinfluB durch Bestrahlung
(ohne Temperaturerhohung) wieder ; die gleichzeitig dabei
hervorgerufene Erwarmung (Kol. 4) des Versuchsgases ist also
schon berucksichtigt und korrigiert.
Ohne eine Bestrahlung des Rontgenrohres wurde die
Nichtberiicksichtigung einer Temperaturerhohung des Gases
um 23.9O C erst eine Erhiihung von x = 1,4048 auf jenen Wert
x = 1.43 ergeben. Es ist also ausgeschloesen, daB etwa nur
durch eine unsichere Temperaturbestimmung die sich ergebende x-Erhohung erkiart werden konnte. Einen weiteren
Beweis, dab nicht die Erwarmung Ursache der I-VergroBerung sein kann, vgl. p. 9 1 8 .
V.Xupper.
916
Als halbe Wellenlange des Versuchsrohres ist bei den
Messungen immer diejenige angenommen, die im Hauptbereiche
der Bestrahlung gelegen hatte und demzufolge die grofite
Abweichung vom norlnalen Werte zeigte. Dns A 1 2 der
Vergleichsrohre der Trtbellen bedeutet das Mittel aller in dem
Rohr gemessener ?b/2, oder was dasselbe ergibt, das Mittel
aus den an den nicht bestrahlten Enden des Versuchsrohres
ermittelten Wellenlangen.
Aus der Tabelle geht also hervor, dafi die M'ellenl&ge
bis 10 Minuten nur langsam anwachst, dann in den folgenden
10 Minuten rasch zunimmt, bis sie endlich nach 30 Minuten
Bestrahlung ihrem Maximum nahe gekommen zu sein scheint.
Nach dem Ausschalten der Rontgenrohre blieb zunachst noch
ein geringer Rest der Wellenlangenvergrofierung bestehen, nach
etwa 10 Minuten herrschte wieder der gleiche Wert in beiden
Rohren.
Bei den weiteren Versuchen, wo mir daran lag, moglichst
das Maximum der Wellenliingenanderung aufzufinden , wahlte
ich deshalb als Bestrahlungszeit die sich aus obiger Tabelle
ergebende von etwa 30 Minuten. Langere Bestrahlungen verboten sich auch in Hinsicht auf die Lebensdauer der Rontgenrohren. Weitere Bestrahlungen von Luft ergaben die folgenden
W ellenliingenanderungen.
T a b e l l e 11.
Rijntgenbeetrahlung von trockener Luft.
EIalbe Wellenlangen im
30
30
I
17,45
19,26
16,OO
14,40
17,20
19.00
Zimmer- Temperaturtemperatur erhahung
17,2
18,7
19,80
16,s O
3,40
2,2 0
2,5
2,6 O
Im
Mittel
Starke Vergrijlerung
von A12 urn
0,23 cm
b) Einwirkung des ultravioletten Lichtes.
Setzte ich die Luft im Versuchsrohr sodann durch das
Quarzfenster hindurch einer BestraMuog mittels der Quarzquecksilberlarnpe &us, so bemerkte ich bereits nach geringer
Bin+up von Riintgen-, dtravioletten, Becquerelstra?ilen usw. 9 17
Bestrahlungsdauer eine kraftige Bildung von Ozon, das natiirlich durch seine dreiatomigen Molekeln die Schallgeschwindigkeit verkleinern muSte, wie auch beobachtet wurde. ')
c) EinfluE d-es Wechselfeldes.
Auch die Einwirknng des Wechselfeldes ergab Bildung von
Ozon, wenn auch in weit schwHchercm Ma0e als durch die ultravioletten Strahlen, wobei ich eine geringe J'erhleinerung der
Wellealilnge beobachtete. Bei diesen, wie bei allen angestellten
Wechselfeldversuchen trat keine Temperaturerhohung des
V er suchsgases ei n.
d) Radiumbestrahlung.
O?me me0bare Einwirkungen blieben die Bestrahlungen mit
Radiurnpraparaten, die ich sowohl geschlossen als auch geoffnet auf die Versucbsluft einwirken lie0.
Vielleicht ist das Ausbleiben der VergroSerung der Schallgeschwindigkeit darin zu suchen, daf3 die zur Verfiigung
stehende Menge von 3 mg Radiumbromid zu gering war, nm
mefibare Einwirkungen zu ergeben. Vermutlich wird eine
grogere Quantitat Radiumbromid ebenfalls eine Anderung der
Wellenlangen hervorzurufen vermagen. *)
2. S a u era to f f versu ch e.
Die Sauerstoffdarstellung geschah durch Elektrolyse verdiinnter Schwefeldure mit Platinelektroden.s)
Der entwickelte Sauerstoff wurde in einer mit Natronkalk gefiillten Rohre von den mitgefiihrten Sauren (Schwefelund Uberschwefelsilure) befreit. Zur Beseitigung von Ozon,
Wasserstoffsuperoxyd, und etwa mitgefuhrten Wasserstoffes strich
dann das Gas durch ein gluhendes Kupferrohr, das mit granuliertem Kupferoxyd gefiillt war. Das Ozon zerfallt in der Hitze
1) Im Gegensatz zum Quecksilberlicht ist die Ozonbildung der
Rontgenstrahlen eine ganz minimale.
2) Diese schwache Ionisationswirkung derselben Priiparete wurde
such echon bei Kondensationsversuchen von K. S c h a u m , Ztschr. f. w.
Phot. 3. p. 239 ff. 1905 u. E. B a r k o w , Ann. d. Phys. 23. p. 330. 1907
beobachtet.
3) W. Kupper, Diss. Marburg. 1912. p. 47.
Annnlen der Phyaik. IV. Folge.
43.
60
W.Kiipper.
918
zu elektrisch neutralem Sauerstoff, zwei H,O, -Molekeln in
2H,O + 0,. Der Wasserstoff endlich wird zu Wasser oxydiert.
Die Wellenlangenmessungen in Sauerstoff sind im folgenden aufgefuhrt.
T a b e l l e 111.
Rlintgenversuche.
I
3albe Wellenltingen 1/2 im Zimmer.
Tereuchsrohr iontrollrohr temPecm
ratur
18,24
13,40
14,OO
14,05
14,74
18,Ol
13,20
13,75
13,SO
14,50
24,5
18,5
25,4
20,s
23,O IJ
13,96
13,’ZO
13,48
14,63
13,46
14,05
13,79
13,50
14.70
13,43
25,9
17,9 O
23,O (I
em
Temperaturerhahung
Mittel
-.
Kriiftige
VergraBe-
26,O
18,t
O
Die Versuche mit der Quecksilberlampe zeigen nochmals,
wie unwahrscheinlich die bereits auf p. 9 15 widerlegte Annahme wkre, daS Temperaturerhohung die Ursache der in den
anderen Fallen beobachteten Schallgeschwindjgkeitsvermehrung
sein konnte. Denn bei der Quecksilberlampe sind die gemessenen Temperaturerhahungen mindestens ebensogroB wie
in den sonstigen Fallen ; die Schallgeschwindigkeitsiinderungen
werden aber durch ganz andere Faktoren bedingt und sind
hier umgekehrt Verminderungen, nicht Vermehrung.
Die Resultate der Wechselfeldversuche weisen wieder nur
geringe Verkurzungen der Wellenlangen auf, dabei lieBen sich
wieder geringe Ozonmeogen nachweisen.
Eine Reihe von funf Versuchen ergab bei 30 bis 40 Minuten Einwirkung des Feldes eine durchschnittliche Verkiirzung
der Wellenlangen um 0,02 cm auf il = 26,82 cm.
Die Radiumversuche, die sich schon bei Luft als erfolglos
herausgestellt hatten, wurden hier unterlassen.
EinfEvp con Riintqen-, ultravioletten, Becquerelslrahlen
usiu.
9 19
3. S t i c k s t o f f .
Nach Beendigung der Luft- und Sauerstoffversuche stellte
ich mir die Frage, ob auch Stickstoff bei Bestrahlungen dasselbe Verhalten zeigen wiirde, war doch hier bei der Einwirkung des ultravioletten Lichtes von vornherein mit keiner Bildung von hohermolekularen Stickstoff komplexen wie beim Sauerstoff zu rechnen, da solche bei diesem Gase nicht bekannt sind.
Tatsachlich erfolgte auch hier eine VergroBerung der
Schallgeschwindigkeit in Bombenstickstoff bei Bestrahlung mit
Ultraviolett.
Mit diesen Resultaten des Bombenstickstoffs glaubte ich
mich jedoch noch nicht zufrieden geben zu diirfen, da das
Bombengas bis zu 10 Proz. Verunreinigungen enthalten kann,
vor allem Oldampfe in groBeren Mengen mit sich fiihrt, die
moglicherweise die beobachteten Werte beeinflufit haben
konnten. Daher beschloB ich, da chemisch reiner Stickstoff
in groSeren Mengen nicht leicht herstellbar ist, das Bombengas von Sauerstoff und einem mijglichst groBen Teil der Oldampfe zu befreien.
Zu dieser Reinigung leitete ich das Bombengas iiber ein
rnit Kupferwolle gefulltes gliihendes Kupferrohr, sodann dui ch
mehrere Waschflaschen mit konzentrierter Schwefelsaure und
endlich durch eine Glasspirale, die in einem mit AtherKohlensiiuregemisch gefullten D e warschen GefaBe ruhte. In
dieser Spirale, die ein kleines, auswechselbares Wattefilter
enthielt, verdichtete sich ein dickes, zahfliissiges 61, ein
Beweis also, dab wenigstens ein Teil der Oldampfe bier zuruckgehalten wurde. Die mit diesem sauerstofffreien Stickstoffgase
angestellten Versuche lieferten mir die folgenden Resultate.
T a b e l l e IV.
Riintgenversuche.
peraturerhohnog
40 Min.
30
1,
i: 1:
1
14,70
14,18
14,OO
14,26
14,55
13,90
18,80
14,07
18,3O
2,6O
20,2 O
20i20
17,5'
1,9'
I
Mittel
I*
Starke Vergr6Berung
1
W. Kiipper.
920
peraturerh6huog
14,’lO
16,31
14,32
15,02
15,25
14.18
I
14,55
16,14
14,20
14,90
20,o O
17,O O
19,2 O
21,2 0
15,lO
14,04
20,s O
20,o O
Mittel
4,o O
4,l
3,2 O
3,6 O
4.00
4,QO
Das Wechselfeld lieferte aut3erst kleine VergrbSernngen
von I , die aber uber die Fehlergrenzen nicht hinausgehen.
Die angestellten Radiumversuche lieBen auch bei Stickstoff
keinerlei Wellenlangenanderungen konstatieren, weder bei geschlossenem noch bei geiiffnetem Praparat.
4. W a8 e e r e t o f f v e r B u c h e.
Hatte ich bisher nur leicht ionisierbare Qase von groBer
Dichte untcrsucht, so schritt ich nunmehr dazu, Wasserstoff
mit seiner geringen Dichte und kleinen Ionisierbarkeit zu
unter suchen.
Das zur Untersuchung gelangende Gas war Elkanscher
elektrolytischer Bombenwasserstoff, der laut Analyse insgesamt
nur 0,2 Proz. Verunreinigungen besa8. Da diese geringen Spuren
die Fehlergrenze meiner Versuche unmoglich erhohen konnten,
verwandte ich den Wasserstoff ohne vorherige Reinigung sofort
zur Messung.
Die Einwirkungen der Bestrahlungsquellen verursachten
im Vergleich zu den bisher behandelten Gasen sehr geringe
Wellenlangenanderungen.
Wiihreud die ultravioletten Strahlen hier noch eine kleine
Erhohung des x - Wertes hervorriefen, vermochte ich bei angelegtem Wechselfeld keine Anderuogen der Weilenlangen zu
konstatieren.
Einflup von Rontyen-, ultravioletten, Bccquere Istrah len
USIV.
921
T a h e l l e VI.
Halbe Wellenliingen im
Bestrahluogs- Vem~Cbe- Kontroll'Ohr
zeit
T ~ ~
peratur-
Zimmertem-
Im
hlittel
1
von 1/2 urn
0,06 cm
30 Min.
30
30 1,
>,
35
,,
16,74
14,44
16,34
16,Oj
16,24
16,69
14,40
16,80
16,OO
16,lS
25,1°
24,6 O
28,3 O
1
'
l,Po
I
1,1 ,
Sehrgerioge
Zuoahme
1,oo
von 112 urn
0,04 cm
48,20
27,4O
6. Zusammens t e l l u n g a l l e r V e r s uc h s e r g e b nisse.
Zur bequemeren obereicht uber die gesamten Ergebnisse
der angestellten Messungen der Anderung der Wellenlangen
enthalt Tab. VII die erforderlichen Daten. Sie enthalt die
T a b e l l e VII.
Luft
1
1
Sauerstoff
I
eehr
sehr
+
BombeoStickEtOff
stark
+
Gereiu.
Stick-
I Wasser-
&Off
&Off
1
I
+ I +
etark
-
gering
922
W. Kupper.
Erhohungen von il als positive Zeichen, die Verkleinerungen
als negative Zeichen; weiter bezeichnen die funf Abstufungen
,,sehr stark", ,,stark", ,,gering", ,,sehr gering" und Null die
entsprechenden GroBen der Abweichungen.
7. Lei t f ii hi g k e i t sm eesungen bes tra h l t e r Gas e.
Neben den Bestimmungen der Wellenlangen wurden, wie
bereits eingangs erwahnt, solche der Leitfahigkeit ausgefuhrt.
Die zwischen zwei parallelen Platten befindliche abgeschlossene Gasmenge wurde wie bei den voraufgeschilderten
Versuchen bestrahlt und sodann die Zeit bestimmt, innerhalb
welcher die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Platten
von 3000 B auf 1000 B abgefallen war.
Die Messungen in trockener Luft und Stickstoff sind in
der folgenden Tab. V I l l zusammengestellt und der Ubersicht
halber in den letzten Kolumnen hinzugefiigt die bei den Bestimmungen der Wellenlangen beobachteten Erhohungen in
Prozenten. Fur die Vervollstandigung dieser Versuche in
einem Punkte sage ich Hrn. Dr. R. L u d w i g meinen besten
Dank.
Aus jenen Versuchen geht hervor, da6, im Vergleich mit
dem Ionisationsvermogen des Rontgenrohres, das Wechselfeld
und das geoffnete Radiumpraparat nur etwa lOmal schwachere,
das geschlossene Radiumpraparat sogar nur 17ma1 schwachere
Ionisation hervoi zurufen vermochte , wahrend die Quecksil berlampe eine mit jener kaum vergleichbare Ionisationsstarke
hervorbrachte. Dies steht jedoch mit den gewonnenen Resultaten der VergroSerung der Schallgeschwindigkeit qusntitativ
keineswegs im Einklang, am ehesten noch fiir die Quecksilberlampe.
Schon allein daraus geht unzweideutig hervor, da6 die
beobachteten Erscheinungen der Erhohung des a-Wertes infolge
der Bestrahlungen mit Ionisationsquellen sicherlich nicht allein
auf reiner Ionisation des Gases beruhen.
Erkliirung der Resultate.
Bereits das Experiment lieferte durch die Gr56e der Leitfahigkeit des bestrahlten Gases gegentiber der beobachteten
Bnderung der Schallgeschwindigkeit den Nachweis, da6 diem
3inFuP von Rontgen-, ultravioletten, Becquere~strahlenusw. 923
Tabelle VIII.
Luft
Stickstoff
Luft
I Stickstoff
Bestrahlungs
quelle
Znnahme .van I
Sek.
~
-
Riintgenrohi
{
1
Quecksilber-
1 I
Mittel
+
+
-
-
25
__
56,2
57,2
56,O
56.2
__-___
1,6 Proz.
56,2
56,6
26
17
+
+
a1,o
56,O
010
-25
27
23
29,O
34,O
24,O
24
.27
26,5
34,O
6
11
6
11
7
50,O
20,o
10,O
23,Q
19,0
30,o
+
7
~
13,5
15,O
Weehselfeld
+
+
5
5
-
16
Mittel
Radiumprspsrat
geschloaeen
{
+
-
9
1 1i
-
50,o
38,O
22,o
090
010
1,5 Proz.
Infolge der
Deonbildnng 0,7 Proz.
nicht
EU erkennen
__--
Wie
vorstehend
w Null
11 21,5
____
14 42,O
14 55,O
15 28,O
16
16
Mittel
{
Null
Null
-Null
Null
924
.I'\
Xiipper.
Anderung nicht durch Ionisation allein erklart werden kann.
Dies la6t sich auch theoretisch bis ins Einzelne erklaren :
jedoch geniigt es, fur einen Ionisator die Betrachtung durchzufiihren und fur die anderen Bestrahlungsquellen den Unterschied festzustellen.
Den Vorgang der Ionisation eines Gases vermogen wir
uns etwa in folgender Weise vorzustellen.
Nach dem Maxwellschen Verteilungsgesetz ist die kinetische Energie der Molekeln zu einem mittleren Bewegungszustand geregelt anzusehen, wobei jedoch einige Molekiile noch
erheblich groflere, andere langsamere Bewegungen ausfuhren.
Treffen nun z. B. Rontgenstrahlen auf das Gaa auf, so iiben
sie auf die elektrischen Atomladungen eine bedeutende beschleunigende Kraft aus, die so grofl werden kann, da6 die
Molekeln z. T. auseinander gerissen werden konnen. I ) Dies
wird insbesondere der Fall sein bei denjenigen Partikeln, die
infolge ihres augenblicklichen Bewegungszustandes gerade dem
Zerfall am niichsten befindlich sind.
So gebildete Ionen konnen dann etwa durch einen weiteren
RontgenstoB noch derart beschleunigt werden, da6 ihre kinetische Energie der zu weiterer Ionisation erforderlichen Energie
gleichkommt. Prallen diese Ionen sodann gegen andere neutrale
Molekeln, so fiihren eie durch ihren Auprall zu einer momentanen Zersprengung derselben (Ionisation durch IonenstoB).
Bei dieser Einwirkung der Rontgenstrahlen la6t sich sofort
ein Unterschied der Ionisationsstarke gegen den Einflufl snderer
Ionisatoren, z. B. dem Wechselfelde oder den Wellen des ultravioletten Lichtes ersehen. Bei den ungeheuer schnellen RGntgenat66en vermag sich die intramolekulare Atomenergie nicht in
Ausgleich zu setzen mit der progressiven Energie der Molekel. %)
Die geringere Wechselzahl der stillen Entladungen ermoglicht
schon einen teilweisen Ausgleich beider Energien, die rotatorische und oszillatorische Energie der Atome bleibt kleiner
und erreicht nicht ao hiiufig die Ionieationsgrenze. Die auf
Resonanz beruhende Wirkung der ultravioletten Lichtwellen
1) J. J. T h o m s o n , Elektrizitiitsdurchgang in Gasen, p. 255.
2) Dime Ansicht sprsch im Prinzip bereits friiher F. Richarz :in
aoderer Stelle aus; vgl. 0.Rosenstock, Diss. Marburg p. 34. 1906.
Einflup von Xiintgen-, ultravioletten, Becquerelstrahlen usw. 925
endlich vermag wahrscheinlich, trotz gro6er Starke in bezug
auf ionisierende Kraft, an jene StoBe nicht heranzureichen.
Jene oben betrachtete Ionisation allein vermag jedoch
die betrachtliche VergroBerung der Schallgeschwindigkeit noch
nicht zu erklaren. Da im ganzen nur etwa 'Isoder Gesamtenergie der Strahlen zur Ionisation, d. h. zur vollstandigen
Sprengung der Gasmolekeln, verbraucht wird , ist selbst bei
sehr groBer Ionisation das Verhaltnis der Zahl der freien Ionen
zu der Zahl der Molekule des Gases kleiner als 1 : 10l2.') Wenn
dennach alle Molekale des Gases gleichmabig der Strahlung
ausgesetzt sind, so ist, da j a die durch Leitfahigkeitsmessung
bestimmbare Ionisation auf einen auf3erordentlich kleinen Bruchteil aller Molekeln beschrankt ist, die Zahl derer, die ionisiert
werden, notwendig in einem Zustande, der weit abliegt YOU
dem Normalzustand der Molekeln. Zwischen diesen beiden
Zustiinden befinden sich zweifellos Zwischenstadien , in denen
das Gefiige der Molekeln schon gelockert ist, aber bei der Bestimmung des Ionisationsgrades nicht mit gemessen werden kann.
Diese in ihrem molekularen Gefiige gelockerten Molekeln
werden jedoch vielleicht schon eine xnderung der Schallgeschwindigkeit in dem Gase hervorrufen. 7 W elche anderen
Moglichkeiten fur die Erklarung einer Erhbhung der Scliallgeschwindigkeit noch in Betracht gezogen werden konnen, hat
F. R i c h a r z eingehend eriirtek3)
Endlich werden in dem ionisierten Gase wohl neben elektrisch geladenen Atomen auch elektrisch neutrale 4, entstehen,
wie sie fur Chlor und Jod bereits nachgewiesen sind. Die neutralen Atome bleiben bei der Leitfahigkeit auSer Betracht; sie
tragen jedoch mit bei zur Erhohung der Schallgeschwindigkeit
und des il-Wertes.
Das abweichende Verhalten des Wasserstoffes bei meinen
Messungen beruht neben seiner geringen Dichte und daher geringen Absorption fur Riintgenstrahlen, vielleicht auch zum
1) J. J. Thornson, 1. c., p. 265ff.
2) F. Richarz, Marb. Sitzungsber , August 1911. p. 111.
3) F. Ricbarz, Marb. Siteungsber., 7. Mai 1913.
4) F. R i c h a r e u. R. v. H e l m h o l t z , Wied. Ann. 40. p. 190. 1890;
R. Lu d iv i g , hug.-Diss. Marburg 19 13.
W. Kiipper.
926
gio6en Teil auf seiner geringen Ionisierbarkeit, die im Verhiiltnis zu Luft gleich 1 gesetzt, nach J. J. Thomson') gleich
0,33, nach P e r r i n 2 ) nur 0,0026 betragt. Die Ionisierbarkeit
von Sauerstoff und Stickstoff ist nicht sehr verschieden von
derjenigen der Luft, sie betragt fur Sauerstoff 1,2 und fiir
Stickstoff 0,9. Fast die gleichen Verhtiltniszahlen bestehen
zwischen meinen Resultaten der h Erhohungen, was auf einen
engen Zusammenhang mit einer ionisationsiihnlichen Erscheinung
hindeutet. Zur Ubersicht fuge ich die folgende Tabelle bei.
Tltbelle IX.
1
Luft
0,
Normales x
Erhohtee x
bis
I
j
;;:y 1
1,4048
?i,
H
2
I
1,401
1,439
1,440
1,44 1
1,409
1
Differenz
von x -I.
0,034
0,040
0,031
0,008
1
Ionisierbarkeit fur
Riintgenstrahlen
.
1
192
099
0,33 reap. 0,0026
sich auch andern p und p. Kine h d e r u n g des Druckes p
ist infolge der Art der Versuchsanordnung ausgeschlossen. Zugleich mit der Temperaturerhohung tritt jedoch auch eine
Anderung der Dichte des Oases ein, die jedoch nach den ausgefiihrten Temperaturmessungen (vgl. p. 915 und auch Bemerkung zu p. 918) allein bei weitem nicht ausreicht, um die Erhohung der Schallgeschwindigkeit zu erkliren. Sie bringt
lediglich eine' kleine, unvermeidliche Fehlerqnelle in die Versuchsresultate hinein.
Die gegeniiber den Rontgenstrahlen beobachtete schwachere
Einwirkung des ultravioletten Lichtes beruht vermutlich auf
1) J. J. Thorn son, Elektrischer Durchgrng in Gasen, p. 256.
2) J. P e r r i n , Ann. de Chimie et de Physique (2) XI. p. 496. 1897.
xinfh,&ilon Riintgen-, dtravidetten, Beeperch-trahlen usw. 921
dem Wesen der ultravioletten Strahlen. Im Oegensatz zu den
auberordentlich starken Rontgeneinwirkungen beruht die Wirkung des aus Wellen verschiedener Lange bestehenden Ultraviolett nur auf Resonanz. Die beobachtete Verkleinerung der
Schallgeschwindigkeit bei Luft und Sauerstoff erklart sich durch
die nachgewiesene Bildung von dreiatomigem Ozon.
Der nur geringe Einflu6 des elektrischen W echselfeldes
und des Badiums auf die Schallgeschwindigkeit ist nicht verwunderlich, betrugen doch die Ionisations-Energiemengen nur
einen geringen Bruchteil jener zur Bestrahlung verwandten Intensitaten.
Eine Prufung des hier gegebenen Erklarungsversuches ergeben vielleicht die entsprechenden Untersuchungen an einatomigen Gasen, die im hiesigen Institut in Angriff genommen sind.
Zueammenfassung der Reeultate.
Fassen wir nun zum Schlub die Resultate vorliegender
Arbeit nochmals kurz zusammen, so sehen wir, da6 eine
Rontgenbestrahlung von Luft, Sauerstoff und Stickstoff eine
betrachtliche Erhohung der Schallgeschwindigkeit und daraus
berechnet von x dieser Gase bis zu 10 Proz. hervorrief, welche
die des Wasserstoffs betrachtlich ubertraf.
Die ultravioletten Strahlen der Quarzquecksilberlampe
fuhrten bei Sauerstoff und sauerstoffhaltigen Gasgemischen zur
Bildung von Ozon und deshalb zu einer Verkleinerung der
Schallgeschwindigkeit und Erniedrigung des A-Wertes, erhohten
hingegen die Schallgeschwindigkeit bei Stickstoff und Wasserstoff, allerdings in geringerem MaSe als die Rontgenstrahlen.
Ein Einflu6 der Radiumstrahlen lie6 sich nicht konstatieren, auch hielten sicb die Anderungen, hervorgerufen durch
das Wechselfeld, im allgemeinen innerhalb der Fehlergrenzen.
M. T r a u t z ' ) hat erheblich spater als Rohlf, K t i s t e r und
etwas spater als die vorliegenden Ergebnisse einen dem vorliegenden ahnlichen Effekt bei Chlor gefunden, den er im
1) M. Trautz, Uber den Budde-Effekt, E d e r s Jahrbuch der Phot.
u. Reprodukt.-Technik I, p. 172ff. 1911; Zeitschr. f. Elektrochem. 18.
p. 513-520 U. 657. 1912.
920 If: Kupper. EinfEup con Riinlgen-, ultravioletten Stralilen iisw.
wesentlichen als durch Bestrahlung hervorgerufene Erniedrigung der spezifischen Warme C, erklBrt. Weiterbin hebt
M. T r a u t z noch verschiedene Unterschiede seiner Beobachtungen gegeniiber den hier beschriebenen Messungen hervor,
so da0 nach seiner Ansicht die von ihm betrachteten Effekte
etwas prinzipiell anderes bedeuten sollen. Ob sich diese Auffassung bestatigt, bleibt abzuwarten.
M a r b u r g i. H., Physikalisches Institut der Universitat.
(Eiogegangen 31. Dezember 1913.)
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