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Entladungserscheinungen in verdnnten Metalldmpfen.

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7. E m t l a d u m n g s e r s c 7 L ~ m ~ migm~ ~
vev*dunmtern XetaZZd&mpfem; vom E. W d e d err&a n m
man& G , C. S c h m i d t .
Wahrend die an der Anode und Kathodo, sowie in der
positiven Lichtsaule in einem Entladungsrohr auftretenden Erscheinungen (Schichtung, dunkler Raum, Glimmlicht, Kathodenstrahlen) bei an sich gasformigen Substanzen mannigfach unters w h t worden sind, so ist dies bei Metalldampfen noch fast gar
nicht geschehen. l)
Und doch versprechen gerade solche Versuche manche
interessante Aufschlusse. Bei vielen Metallen ist durch Dampfdichtebestimmungen nachgewiesen, dass ihre Moleciile einatomig
sind ; Aenderungen in den Spectren eines solchen Metalldampfes
ulrter verschiedenen Umstanden sind daher im allgemeinen nicht
aus dem Zerfall der Moleciile in Atome, sondern ails den verschiedenen Temperaturen der leuchtenden Theilchen oder aus
der verschiedenen Art der Anregung zu erklaren. Nur unter
ganz bestimmten Urnstanden mussen wir auf eine Aneinanderlagerung mehrerer Atome zu grossesen Moleculen, etwa zu
liquidogenen Moleculen im Sinne d e H e e ns Rucksicht nehmen.
,
Verauchsanordnung.
Die Metalldampfe befanden sich in Glaskugeln und zwar,
j e nach den Umstiinden in schwer oder leicht schmelzbaren,
die evacuirt wurden. Die Axt des Einbringens der Metaile
in die Kugeln geschah in der p. 448 beschriebenen Weise.
Zur Zufuhr der Electricitat zu den in der Kugel K enthaltenen Metalldampfen dienten zwei mit Drahtnetz ubeszogene
Ringe R und R’ (Fig. 1) von etwa 6 cm Durchmesser. Dieselben wurden entweder direct mit den etwa 2-3mm voneinander abstehenden Polkugeln einer In0uenzmaschine verbunden,
oder sie bildeten die Endcondensatoren eines L echer’schen
1) Einige, wenige Versuche an Quecksilber liegen vor von A.
Schuster, Proc. Roy. Soc. 37. p. 318. 1884, E.Warburg, Wied. Ann.
40. p. 12. 1890.
Entladungserscheinungen.
455
Drahtsystems. Die Drahtnetze waren auf 2 Schlitten befestigt,
und konnten der Kugel geniihert oder von ihr entfernt werden.
Durch eine Flamme wurden die Glaskugeln zwischen den Drahtnetzen erhitzt.
Gang der Erscheinungen bei directer Verbindung der Endcondensatoren mit der Maschine.
Legt man die Ringe direct an die kalte Glaskugel an,
so springen zunachst zwischen den PolkugeIn der Maschine
Funken uber. Dadurch, dass hier die ElectricitBten sich ausgleichen konnen, wird ein Durchschlagen der Kugel vermieden,
ehe durch Erwasmen die Leitfahigkeit des Glases so hoch
gestiegen war, dass durch dasselbe eine stetige Zufuhr von
Electricitat zu dem Metalldampfe eintreten kann. Beim weiteren Erhitzen gleicht sich die Electricitat
in stetigem Strom durch das leitend gewordene Gllts am. Sobald man aber die Ringe B
ein wenig von der Glaswand abruckt, sodass
Funkchen von den Ringen anf die Glaswand
uberspringen, leuchtet das Gas hell auf und
zeigt bei passender Wahl des Abstandes
der Ringe, also der Funkenstrecken und bei
einem durchErhitzen passend gemachten Druck
Fig.
alle charakteristischen Entladungsersclieinungen: erste Kuthodenschicht, G o Ids t e in's dunkler Kathodenraum
(zweite Kathodenschicht) , Glimmlichtschicht (dritte Kathodenschicht), dunkler !L'rennungsraum, positive Jichtsaule.
Mit abnehmender Temperatur und also nbnehmendem
Druck bez. bei constanter Temperatur und zunehmender Evacuation treten bei den Metalldampfen die auch sonst beobachteten
Phanomene ein: Zunahme der Dicke des dunklen Raumes,
starkese Entwickelung der Glimmliehtschicht, Zuriickweichen
des positiven Lichtes.
Die Erscheinungen, wie sie bei passendem Druck eintreten,
sind in Fig. 2 wiedergegeben. k ist die mehr oder weniger
entwickeite erste Schicht und g die Glimmlichtschicht. Der
nach der Kathode zu gelegene Theil g1 derselben ist oft anders
gefarbt als der nach der Anode zugekehrte 9,. d ist der dunkle
Trennungsraum und p das positive Lichtbundel,' das in viden
456
3,Wiedemann u. G. C. Schmidt.
Fallen wundervoll geschichtet erscheint. Fast stets haben
die Kuppen der Schichten eine andere Farbe als der hintere
Theil derselben.
Dass wir bei diesen Versuchen in dem Gase, trotzdem es
von einer leitenden Glashulle umgeben ist , einen Electricitatsdurchgang und ein Leuchten beobachten, folgt aus dem allgemeinen Verhalten von Gasen und gewohnlichen Leitern gegenuber von Oscillationen.
Liegen die Metallnet,ze unmittelbar an der stark erhitzten
Kugel an, so geht der nahezu constante Strom durch die Glaswande, riickt man die Netze etwas von der Wand ab, SQ
springen auf dieselbe kleine Funken uber, d. h. es tritt eine
oscillatorische’ Entladung ein und diese geht durch das leitende
Glas zu aen Metalldampfen im
Innern desselben und bringt das
Gas zum Leuchten, bez. regt zunachst die Molecule so an, dass
sie unter Absorption von electrischer Energie leuchten konnen.
Soweit sonst Erfahrungen vorliegen,
treten aber, wenn Funkenstrecken
sich in einem Stromkreis befinden,
meist nicht dienormalen EntladungsFig. 2.
erscheinungen auf, sondern unregelmassig verwaschene. Wenn t,rotzdem hier oft das typische Bild
auf das schonste entwickelt ist, so liegt das daran, dass in
Folge des immerhin grossen Widerstandes des Glases das Zustromen der Electricitat zu dem angeregten Gase so langsam erfolgt, dass wir die normale Entladung erhalten konnen. I )
Die Thatsache, dass Oscillationen ein im Innern eines
Leiters eingeschlossenes Gas zum Leuchten bringen, ermoglicht
uberhaupt die Benutzung der obigen Versuchsanordnung. *)
Versuche, in gewohnlichen Entladungsrohren mit eingeschmolzenen oder eingekitteten Electroden in Metalldampfen die
Entladungserscheinungen zu erhalten , scheiterten , denn war
soweit erhitzt, dass hinlanglich vie1 Metalldampf sich ent1) Vgl. E. Wiedemann, Wied. Ann. 20. p. 760. 1883.
2) E. Wiedemann, Verhandl. d. deutschen Naturforscherversammlung in Lubeck p. 45.
Entladungserscheinungen.
457
wickelt hatte, so ging ohne eingeschaltete Funkenstrecke die
Entladung durch das Glas ; mit eingeschalteter Funkenstrecke
ging der Strom wohl durch das Gas, ohne aber die typischen
Phanomene hervorzurufen.
In einzelnen Fallen haben wir die beiden Drahtnetzplatten
als Enden eines uberbruckten Lecher’schen Drahtsystems benutzt, die Metalldampfe also der Wirkung regelmassiger schwach
gedampfter Oscillationen ausgesetzt ; wie bei allen anderen Gasen
treteu auf beiden Seiten die Kathodenerscheinungen auf; in der
Mitte das positive Licht. I)
Wir beschreiben in Folgendem die Erscheinungen nur bei
denjenigen Metallen genauer, bei denen sie leicht zu erhalten
sind und bei denen sich charakteristische Fiirbungen zeigen.
Kleine Aenderungen in der Farbe treten bei veranderter Dampfc
menge durch verschiedenes starkes Erhitzen auf. In der Hauptsache ergeben sich folgende Resultate.
Natrium, k orange, g weisslich, p gelb.
Kalium, h etc. weisslich, p purpur.
Magnesium, alles intensiv griin.
Thallium, k etc. weissIich blau, p grun.
Cadmium, k grunblau bis violett, g, rosa, g2 violett, p im
Ganzen grun, die Kuppen der Schichten grun, die hinteren
Stellen violett. Am linienarmsten ist das positive Licht, am
linienreichsten das Glimmlicht , in der Mitte steht das der ersten
Kathodenschicht.
Zinh, k blau, g, rothlich, ga purpur, p rothlich, die Kuppen
der Schichten sind violett, die hinteren Theile rothlich. Am
linienreichsteu ist das Glimmlicht.
Bei Zink and Cadmium sind die auftretenden Gebilde besonders farbenpriichtig.
Quecksilber , Unterschiede zwischen Anode und Kathode
sind wohl vorhanden, indessen nur klein; im Spectrum des
positiven Lichts tritt ein schon von E. W a r b u r g beobachtetes
continuirliches Band im Griin auf.
Brsen, R weisslich, 9 blaulich, p grunlich.
Tellur, alles blaulich.
8.
1) E. W i e d e r n s n n u. H. E b e r t , Physika1.-med. SOC. Erlangen.
Febr. 1892; Wied. Ann. 60. p. 33. 1893.
458
E. Wiedemann u. G. C. Schmidt. Entladungserschetnungen.
Bei einer Reihe der oben aufgefuhrten einatomigen Metalldkmpfe treten die typischen Unterschiede zwischen Anoden- und
Hathodenerscheinungen auf das deutlichste hervor. I n gewohnlichen Entladungsrohren mit eingeschmolzenen Electroden hat
A. S c h u s t e r dieselben beim einatomigen Quecksilber nicht
beobachten konnen. Indessen sind auch in diesem Fall Differenzen im Aussehen und im Spectrum vorhanden, wie wir, wie
schon fruher Hr. W a r b u r g , feststellen konnten; sie machen
sich indess nur relativ wenig geltend, da die Farbe des Lichtes
an den verschiedenen Stellen nahezu die gleiche ist.
Resultate.
1. In einer erhitzten leitenden Glaskugel kijnnen durch
oscillatorische Entladungen verdiinnte Metalldkmpfe zum Leuchten gebracht werden.
2. I n Metalldampfen und zwar auch bei einatomigen
treten die typischen Entladungserscheinungen auf. Farbe und
Spectrum der ersten und dritten Glimmlichtschicht sowie des
positiven Lichtes sind wesentlich uerschieden.
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