364

Lichtzerstreuung in Kristallen bei hoher Temperatur. I I .

Von Gr. Landsberg und L. Mandelstam in ]~oskau.

~[it 2 Abbildungen. (Eingegangen am 13. Dezember 1929.)

Die Intensit~t der Trabanten bei Kombinationsstreuung im Quarz, im Temperatur- intervall yon 295 o abs. bis 810 o abs. wurde untersucht. Es stellte sich heraus, daft aufler der wohlbekaanten Intensit~itszunahme der violetten Trabanten, auch eine Zunahme der Intensit~t der roten Trabanten vorhanden ist. Die erhaltenen Ergebnisse steheu mit den theoretisehen Uberlegungen im qualitativen Einklang.

w t. Die einfache Vorstellung, die man sich gewShnlich fiber das

Zustandekommen der Trabanten bei der molekularen Lichtzerstreuung

au~ Grund der Lichtquantenhypothese macht, gibt Rechenscha~ fiber die

Frequenzi~nderung. Schwieriger ist die Frage bezfiglich der In t ens i t i t

der Trabanten und besonders beziiglieh ihrer Temperaturabhingigkei t .

Man nimmt gew(ihn]ich an, dal3 1. das Verhi~ltnis der Intensiti~ten der

violet ten (antistokessehen) und roten (Stokesschen) Trabanten gleich h,'

e ~ T iSt und dal3 2. die In tens i t i t der violet ten Trabanten mlt steigender

Temperatur im a]]gemeinen stark wiehst , wahrend die der roten langsam

abnlmmt*. Was die Aussage unter 1. betri~ft, so kann man sie

durch das Experiment mlt genfigender Anniherung als besti~tigt be-

trachten**. Anders sieht es mlt der Frage naeh der Temperatur-

abhiingigkeit der In tens i t i t der roten bzw. violetten Trabanten eines

ieden ~fir sich. Ein quali tat iv sehnelles Anwachsen tier Intensifier

der violet ten Trabanten ist yon vielen Seiten konstat ier t worden.

Unsere diesbeziiglichen Versuche mit Quarz zeigten eine s tarke Zu-

nahme der Intensifier der violet ten Trabanten im Temperatur interval l

yon 200 C bls 210 o C***. Dies Resul ta t wurde dann yon B r i c k w e d d e

und Pe t e r s**** im Temperatur lnterval l yon 180 o C his 5500 C bes t i t ig t .

K r i shnan-~ land eine In tens i t i t szunahme bei C C14 im In te rva l l yon 340 C

his 810 C. Was die Frage naeh der Temperaturabhangigkei t der roten

Traban~en betrif[t, so l iegen darfiber Io]gende Angaben vor. L a n d s b e r g

und L e o n t o w i t s e h - ~ - ~ konnten bei tier Temperaturveri~nderung yon 20 o C

* P. P r i n g s h e i m , Handbueh der Physik, Bd. XXI~ S. 619. ** P. Daure, C.R. 188, 1605, 1929; L.S. Orns te in und I. R e k v e l d , ZS.

f. Phys. 57, 539, 1929; W. F a b r i k a n t (unvertiffentlicht). *** Gr. L a n d s b e r g und L. ~ a n d e l s t a m , ZS. f. Phys. 50, 769, 1928.

**** F. G. B r i ekwedde und 1~. F. P e t e r s , Phys. Rev. (2) 88, 116~ 1929. t K. J. K r i e h n a n , Nature 122, 650, 1928.

t'~ Gr. Landsbe rg und M. L e o n t o w i t s c h , ZS. f. Phys. 5@, 439, 1929.

Gr. Landsberg und L. ~[andelstam, Lichtzerstreuung in Kristallen usw. 365

bis 210 ~ C in Quarz innerhalb der Me~genauigkeit wed er merk]iehe Zu- noeh

Abnahme der Intensitat finden. K r i s h n a n glaubte eine Abnahme der Inten-

sifier der roten Traban~en im C C14 sehon in dem kleinen Temperaturintervall

(yon 34 ~ C his 810 C) zu konstatieren. B r i e k w e d d e und Pe te r s , deren

Arbeit uns nur aus einem sehr kurzem Referat bekannt ist, beobaehteten

im Quarz eine klelne Intensiti~tsabnahme der roten Trabanten. Diese

letzten Beobachtungen sind rein qualitativer Natur und die Angaben

beziehen sieh auf e inze lne Linien. Experimentell seheint uns somit die

Frage nach der TemperaLurabh~ngigkeit der roten Trabanten nieht genfigend

geklart zu sein.

Andererseits scheinen uns die einfaehen theoretischen Vorstellungen, die eine so]ehe Intensiti~tsabnahme erwarten liegen, iedenfalls soweit es

sich um Kristal]e handelt, wenig befriedigend.

Man geht offenbar yon der Vorstellung aus, dal~ das Zustandekommen

tier roten Trabanten nnr dureh die Aufnahme eines Energiequantums

durch n n a n g e r e g t e Zentren bedingt ist. Betraehtet man aber das Problem

yon einem anderen Standpunkt aus, so Wird dies Resultat wohl nieht

genfigend begriindet erseheinen. Wie wir bereits a. a. 0. dargelegt

haben*, sind wir der Neinung, dag das Problem der Kombinationsstreuung

fiir Kristalle bei geniigend hohen Temperaturen klassiseh im Ansehlui] an

die Bornsehe Theorie der Kristallgitter behandelt werden kann. Man bekommt fiir sehr hohe Temperaturen eine annahernde gleiche Intensi-

ti~t der roten und violetten Trabanten und zwar s~eigen beide ungefiihr

proportional der absoluten Temperatur. Man mu~ also iedenfalls ffir hohe

Temperatur eine Zunahme der roten Intensitat erwarten. Man sieht

iibrigens einfach ein, worin die Unvollsti~ndigkeit in den oben angegebenen Quanten betraehtungen liegt.

Beim Kristall sind die infraroten Sehwingungen niehts anderes, als

Gitterschwingungen und zwar sind es, wie man gew(ihnlieh annimmt,

harmonische Sehwingungen** (yon der Korrektur auf "die Niehtlineariti~t,

welche bei sehr hohen Temperaturen anzubringen ist, wollen wir zunaehst absehen). Hier tragen zur roten Intensifier mit derselben

Sehwingungszahl nieht nur die Grundzusti~nde bei, sondern auch alle an-

geregten Zustande, insofern sie ein Energiequant aufnehmen. Bertick- sichtigt man dies und macht da•ei eine plausible Annahme fiber die ent-

* Gr. Landsberg und L.~andelstam, ZS. f. angew. Phys. 6,' 154, 1929 (russisch); s. auch ZS. f. Phys. 58, 250, 1929.

** Ausfiihriicher dariiber s. L. Mandelstam, Gr. Landsberg und ~[.Leon- towitsch, ZS. f. Phys. 60, 334, 1930, uad Ig. Tamm, ebenda 60, 345, 1930.

Zeitschrift fiir Physlk. Bd. 60. 25

366 Gr. Laadsberg uad L. Mandelstam,

sprechende Wahrscheinlichkei~, so bekommt man folgendes Resul ta t fiir

die In tens i t i t en der roten bzw. violetten Trabanten

A J r - - hv

l--e ;r h~

A' j ~ = h . ~ ~ T ,

1 - - e i T

wo A und A' eine Konstante bedeutet. A verhalL sieh zu A',

(1)

(2)

wie

~2P- Vi~ 4 \Y-~-Vii so dal] man in unserem Fal le mit geniigender Genauigkei t

A ~-~ A ' setzen daft,

Neuerdings ha t Ig . T a m m * das ganze Problem der Liehtzerstreuung

im Kr i s ta l l vom Staadpunkte der Quantenmechanik behandelt. Fi i r die

r

J

306 ~ er

gO6 780 760 7~0 720 700 80 80 ~0 20

zoo ~oo 80o 800 voo ~5oo zooo T e5oo

Fig. i .

Tempera turabhingigke i t der roten und viole~ten Trabanten bekommt

T a m m ebenfalls die Beziehung (1) und (2).

Man h i t t e also folgenden Temperaturverlauf zu erwarten (Fig. 1).

Fi ir hohe Temperaturen ~indet man alas obengenannte klassisehe Result, a t h v

best i t ig t . Aueh hier is~ J~ - W - -= ~--- e ~ r **. Ganz anders wfirde sich selbst- Jr

* Ig: Tamm, ZS. f. Phys. 60, 345, 1930. ** In der Arbeit yon L a n d s b e r g und L e o n t o w i t s c h ist auf Grund einer

vermutungsweise angenommenen Wahrscheinliehkeitsbewertung, die uns jetzt aller- dings nicht stiehhaltig ersehein~., eiae etwas andere Beziehung angefiihr~ worden.

Lichtzerstreuung in Kristallen bei hoher Temperatur. II. 367

verst~ndlich die Sache verhalten bei nicht oszillatorahnlichen Streugebflden (z. B. Rotationsschwingungen beim Gas usw.). Hier werden die ver- sehiedenen angeregten Zustande auch verschiedene Trabanten ergeben. Fiir die Temperaturabhangigkeit des e r s t en ro~en Trabanten wird man hier allerdings eine gewiihnlich vermutete Abnahme bekommenl die inte- grale Intensit~t aller dieser Trabanten mul]te dagegen:mit der Temperatur steigen, ungefahr wie es die Fig. 1 zeigt.

Es erschien uns also bei der oben geschilderten Sachlage wiinsehens- wert, die Frage nach der Intensitatsabhangigkeit der roten Trabanten von der Temperatur in testen Kristallen in einem mSglichst groi]en Inter- vall zu untersuehen.

w 2. Die Versuchsanordnung war im wesentlichen dieselbe, wie bei den Untersuchungen yon L a n d s b e r g und L e o n t o w i t s c h * . Der Quarz- kristall wurde in einem Ofen erwarmt, welcher fiir Temperaturen bis 9000 abs. gebraueht werden konnfe. Die Temperaturmessungen geschahen mittels eines Thermoelements l~iFe.

Nach den Messungen yon L a n d s b e r g und L e o n t o w i t s c h war zu erwarten, dab die Intensiti~tsanderung nicht besonders grol] sein werde. Darum konnte man die Intensitatsmarken nach der Methode der Ab- schwaehung des Primarbiindels dureh Netzfilter aubringen. Die an- gewandten Netzfilter llei]en entsprechend 14 %, 16 %, 24 %, 26,5 %, 36 %, 50%, 78% und 100% (ohne Netz) des einfallenden Lichtes dureh man konnte auf diese Weise ftir die Bestimmung der photographischen Schw~rzungs- kurve acht Punkte bekommen, welche ihren Verlauf ziemlich genau defl- nieren. Das Lieht einer Quecksilberlampe wurde durch Wasser in einem QuarzgefaBe zerstreut, mittels der erwi~hnten Netzfflter in gewiinsehtem ~[ai]e abgesehwacht und mit einem F ue s s sehen Quarzspektrographen photo- graphiert. Man kann nach dieser Methode Marken fiir das gauze Spektrum bekommen, die beztiglich der Intensitatsverteihmg dem Spektrum des im Quarz zerstreuten Liehtes viel besser entsprachen, als im Falle, wo das yon einem Sehirm reflektierte Licht zur Verwendung kam (1/~-Gesetz) Das Quarzgef~B mit plangeschliffenen W~nden wurde mit destilliertem Wasser gefiillt und blieb einige Tage ruhig stehen, so da/~ grail]ere Teilchen auf den Boden niedersauken und nur die feinere Suspension in tier Fliissig- keit sehweben blieb. Die Intensitat des yore Wasser zerstreuten LJchtes blieb wahrend der Aufnahme der Marken (ungefahr 10 Stunden) merklich konstant. Die Konstanz der Arbeit tier Quecksilberlampen wurde mittels

* Or. Landsberg und ~[. Leontowitsch , h c. 25 *

368 Gr. Landsberg und L. Mandelstam,

eines Volt- und Amperemeters kontrolliert. Es wurden zwei Systeme yon Marken verschiedener Intensitat aufgenommen; beim ersten betrugen die Expositionszeiten 90 Minuten, beim zweiten 45 Minuten fiir iede Marke. Da die Aufnahmen des dutch den kalten und heissen Quarz zerstreuten Lichtes je 120Stunden dauerten, verhielten sich die Expositionszeiten w~hrend der Versuche und der Markenaufnahme wie 80 bzw. 160:1. Bei diesem Verhaltnis der Expositionszeiten bleibt der Verlauf der charakteristischen Schw~rzungskurve bei einer passenden Auswahl von

Photomaterialien doch noch unverandert. Wit arbeiteten mit Ilford Monareh-Platten, Entwickhr Rodinal Agfa 1 : 15, 8 Minuten bei 200 C. Fiir Rodinal-Entwickler ist das zugelassene Zeitverhaltnis besonders grofi und erreicht nach Messungen yon H e l d und B a a r s * 1000.

Die Expositionszeiten bei den Quarzaufnahmen betrugen, wie schon gesagt, ie 120 Stunden. Die Frage der Konstanz der Lampenintensitat ist in unserem Falle von besonderer Bedeutuug. Da die Temperatur des Raumes bei der Erhitzung des 0fens merklieh steigt (au~ unget~hr 10 ~ C), andert sieh das Lampenregime auch ein wenig. Mit einem Schieberheostat

wurde dies Regime so reguliert, dab der W a t t v e r b r a u c h der Lampe wahrend der beiden Aufnahmen derselbe blieb ([iir ,,knife" Aufnahmen

2,85 Amp.. 69,5 Volt, ftir ,,heil~e" 2,65 Amp.. 73 Volt). Die unvermeid- lichen Spannungsschwankungen wahrend dieser langen Zeitintervalle (10 Tage) kompensierten slch h s t vollstandig. Die nach den Angaben der Me~instrumente ausgerechneten Werte tiir die in der Lampe ver- brauchten Energien sind 23,8 kWh bzw. 23,2 kWh, also praktisch identisch.

w 3. Da das Lampenregime konstant ist, so liegt es nahe anzunehmen, dal~ auch die Lichtintensitat w~hrend beider Versuche unverandert bleibt. Dies wird auch dutch tolgende Kontrollmessungen indirekt bestatigt.

Es wurden auf dem Spek~rogramm die Schwarzungsdichten mehrerer Grundlinien der Quecksilberlampe ausgemessen and die entsprechenden

Verh~ltnisse der Intensis~ten dieser Linien ~fii kalten and heil~en Quarz vergliehen. Leider erwiesen sieh die Schwarzungen der Grundlinien bei heifiem Quarz so bedeutend, dal~ sie aull e r h a l b der dichtesten [ntensit~ts- marken tielen. Um diese Messungen auszuf~ihren, sahen wir uns deshalb gen~tigt, die Sehw~rzungskurven zu extrapolieren**.

* E.F.M. yon der Held und B. Baars, ZS. f. Phys. ~ , 364, 1927. ** Es ist leider nicht gelungen, die Versuche zu wiederholen, beziehungsweise

auf andere Temperaturen auszudehnen, denn bei Wiederholung des Versuches ist anser auSerordentlich gutes Kristallstfick gesprungen und unbrauchbar geworden.

Lichtzerstreuung in Kristallen bei hoher Temperatur. II. 369

Wir beschrankten uns dabei auf dieienigen Linien, deren Sehwarzungs.

dichte sicher noeh im Gebiete der normalen Schwarzung der I][ord Monarch-

Platten lag. (Die maximale Schwarzungsdichte iibersteigt nicht 1,9 und

erreichte bei dem grSl~ten Tell der untersuchten Linien nur 1,5.) Unter

solehen Bedingungen ist eine nicht zu grofle Extrapolation der Schw~rzungs-

kurve wohl zulassig und la~t slch ein~ach und zuverlassig ausfiihren, denn

in d~esem Gebiete laufen unsere Kurven noeh geradlinig. Die Fig. 2 gib~ ein Beispiel liir eine eharak-

teristische Schw~rzungskurve.

Der punktierte Tell der Kurve

entspricht dem Extrapolations- gebiete.

In der Tabe]le 1 sind die

Werte der auf diese Weise

erhaltenen Intensit~tsverhMt-

nisse einiger Grundlinien zu-

sammengestellt.

Der Mittelwert (2,75)

stimmt mit dem Verhaltnis

der absolutea Temperatur T 1 810

- - - - 2,75 iiberein*. T 2 295 Wi t sehen also, da~ die an-

~500

~000

~500

I 000 ~Z50

,,/ / / /

/ /

I I I I 1,500 1,750 Z,000 Z~zso lag ,.7

Fig. 2.

mittelbaren Messungen der Intensiti~tszunahme der Grund]inien mit der

Temperatur die Annahme der Konstanz der Lampenintensir unterstiitzen.

Dabei ist ~olgendes zu bemerken. Die ]_utensit~t der Grundlinien des

zerstreuten Lichtes mul} bekanntlieh proportional der absoluten Temperatur

des streuenden K~rpers ansteigen, insofern es sich um molekulare Zer-

streuung handelt. Derjenige Teil des Streulichtes, der durch zufMlige

I_ubomogeniti~ten verursaeht wird, oder von einem Defekt der Anordnung

(falsehem Licht) herriihrt, wird allgemein yon der Temperatur unabh~ngig sein. Die gesamte Intensit~t wird also langsamer als die absolute Tem-

pera~ur waehsen. Das vonunsbeobachte te Resultat ( ~ __ T~)sprieht

* Die drei weggelassenen Grundlinien, fiir die die Schw~rzungsdichten be- deutend grafter sind, so daft es uns unzul~ssig erschien, die Schwitrzungskurven in diesen F~llen zu extrapo]ieren, ergaben fiir das Intensit~tsverh~ltnis der heiflen und kalten Aufnahme den Wert "2,65, konnten also die in der Tabelle 1 angegebene Zahl nicht ~ndern.

370 Gr. Landsberg und L. Mandelstam,

ffir die Konstanz des primaren Lichtes, sofern wir annehmen dfirfen, dalt

unsere Anordnung yon falschem Licht frei war. Eine andere Deutung wKre die, dal3 die Anwesenheit eines yon der Temperatur unabh~ngigen

falschen Lichtes zuf~llig durch das Anstelgen der Lampenintensit~t bei dem Versuche mit heillem Quarz kompensiert wurde. Diese Deutung aber ist wohl aus folgenden Grrinden abzulehnen. Da die vermutliche Kom- pensation ffir alle Wellenlangen eintritt, mri$te das falsche Licht auch dem 1//t4-Gesetz folgen. Das bedeutet, dab dieses falsche Lieht wohl n u r yon einer sehr feinen Suspension im KristaU herriihren kiJnnte und diese mfillte einen betrKchtlichen Tell der gesamten Streuung bedingen. Unsere

Tabelle 1. Das In tens i t~ tsverh~l tn is der Grundlinien bei den Temperaturen 810 ~ abs. und 295 ~ abs.

3341 3132 3126 3024 2967 2804 2654

J810 ]295

3,0 2,6 2,6

~Iittel:

2,7 2,6 3,1 2,8 2,75

friiheren Versuche mit demselben Kristallstiiek liel3en aber fiberhaupt keine merkliehe, nichtmolekulare Zerstreuung crkennen*. Es ist zu betonen, dal~ ~hnliche auBerordentlich reine Quarzkristalle zlemlich selten sind. Bis ]etzt verffigten wir nur fiber zwei Quarzstricke dieser Art. In allen

auderen Stricken waren immer fremde Teilchen eingeschlossen, welche die Lichtzerstreuung bedeutend vermehrten.

w 4. Die Bestimmung des Intensitatsverhaltnisses der roten Trabanten bei tiefer und hoher Temperatur wurde durch die Veranderung ihres Aus- sehens erschwert. Wie wir festgestellt haben ** (darauf haben schon friiher B r i c k w e d d e und P e t e r s hingewiesen), werden bei Temperatur- erhShung einige Trabanten etwas verbreitert, andere aber recht diffus und sogar vollstandig verwaschen. Die Trabanten, welche der infraroten Schwingung mit )~ = 21,5 9 entsprechen, zeigten die geringste Ver- ~nderung. Sie sind gleichzeitig die intensivsten; darum wurden alle unsere

* Gr. Landsberg und M. Leontowitsch, 1. c.; Gr. Landsberg und K. Wulfson, ZS. f. Phys. ~8, 95, 1929.

** Gr. Landsberg und L. ~[andelstam, ZS. f. Phys. 58, 250, 1929.

Lichtzerstreuung in Kristallen bei hoher Temperatur. II. 371

Messungen an diesen Trabanten ausgefiihrt. Bei der Temperatur 8100 abs.

werden aber aueh diese Trabanten etwas breiter als bei Zimmertemperatur. Um ihre Intensitaten bei verschiedenen Temperaturen zu vergleichen, miifte man die i n t e g r a l e Schwarzung der ganzen yon dem Bride dieses Trabanten besetzten Flachen bestimmen. Uns stand aber nur ein Mikro- photometer yon H a r t m a n n fiir visuelle Beobaehtungen zur Verfiigung*, welches eine solehe Messung nieht zuliel]. Wir beschrankten uns darum auf die Bestimmung des Maximalwertes der Schw~rzung.

Das Verhaltnls der Maximalintensitaten muff etwas k 1 e in e r aus- fallen als das ,eehte" Verh~ltnis, weil einer hiiheren Temperatur die

breiteren Linien entsprechen.

Bei allen ausgemessenen Linien liegen die Schwarzungsdichten der roten Trabanfen fiir heil3e und auch [tir kalte Aufnahmen in dem Gebiete der normalen Sehwarzung und treten aus den durch die Intensitatsmarken bestimmten Grenzen nicht heraus.

Hier ist also fiir die in w 3 erwahnten Bedenken kein Platz und wit k(innten das gesuchte Intensitatsverhaltnis der roten Trabanten auch fiir die intensivsten Linien bestimmen. Dabei kann man in den meisten Fallen jedes der beiden Systeme der Marken unabhangig voneinander be-

nutzen; zwei Resultate, die man in dieser Weise erhalt, unterscheiden sieh voneinander nur sehr wenig. Die roten Trabanten der Linien ~ --- 3341/~

und s ---- 2967/~ sind zu schwaeh, um zuverlassige Ausmessungen zu ge- statten; sie wurden darum weggelassen. Die Resultate sind in der Tabelle 2

zusammengestellt.

T a b e l l e 2. Das I n t e n s i t ~ i t s v e r h ~ l t n i s de r r o t e n T r a b a n t e n (~---- 21,5/z) be i den T e m p e r a t u r e n 8100 abs. und 2950 abs.

4047 3663 3650 3132 3126 3024 2804 2654

Js10 rot J295

1,26 1,38 1,31 1,20 1,26 1,26 1,36 1,27

Mittel: 1,29

* Fiir die liebenswiirdige l~Iberlassung dieses Instrumentes danken wir Herrn Prof. W. F e s s e n k o w bestens.

372 Gr. Landsberg und L. ~andelstam,

Wir sehen also, dall die Messungen fiir acht verschiedene Linien die Z u n a h m e der Intensit~ten der roten Trabanten um ungeIiihr 30 % bei einer Temperaturerh~hung yon 295 ~ abs. bis 8100 abs. ergeben. Naeh den oben angeftihrten f~berlegungen seheint uns eine diesbeztigliche T~usehung wegen etwaiger Inkonstanz der Lampenintensit~t* nieht gut mSglleh.

Die Intensitatszunahmel welehe aus unserer Formel (1) und (2) fiir ;t -~- 21,5 ~ und einen Temperaturzuwachs yon 2950 abs. bis 8100 abs. zu

erwarten ist, betr~gt 60 % der Intensit~t bei Zimmertemperatur. Die oben angefiihrten Angaben fiber die Verbreiterung der Trabanten bei

Temperaturerhi~hung deuten an, wle man vermntlich zu einem besseren Anschlull an den theoretisehen Wert gelangen k~nnte~

w 5. Unser Spektrogramm gestattet auch das Verh~iltnis der Inten- sit,it des roten Trabanten zu der des violetten, ebenso wie die Temperatur- abhiingigkeit der Intensitiit des violetten Trabanten mindestens fiir die hellsten Grundlinien zu bestimmen. Dabei mull man abet beachten, dab die violetten Trabanten besonders bei Zimmertemperatur sehr sehwach sind und ihre Diehte noeh aullerhalb des Gebietes der normalen Schw~irzung

liegt. Aullerdem erreleht der Untergrund der photographisehen Platten,

welcher teflweise von den benaehbarten intensiven Linien, teilweise von dem kontinuierlichen Spektrum unserer Lampe herriihrt, eine merkliehe Dichte, die mit der yon dem violetten Trabanten verursachten vergleichbar i s t . Darum ist es nieht mi~glieh, das Intensitatsverhaltnis der violetten Trabanten unmittelbar, ohne Absehatzung des Untergrundeinflusses zu bestimmen. Diese Abseh~tzung ist, wie bekannt, ziemlich kompHziert

und gibt keinesfalls zuverl~ssige Resultate. Wir sind tolgendermallen

vorgegangen. Der gemeinsame Untergrund (natiirlieher Schleier der Platte) ist so

schwach und homogen, dal~ die naeh den Intensit~itsmarken erhaltenen

Sehw~rzungskurven ohne Korrektur als richtig betraehtet werden dfirfen.

Die beobachtete Schw~irzungsdiehte des Trabanten entsprieht der ge- meinsamen Wirkung der Trabantenintensit~t (J) und d•r ~ntensit~it (U) des au~ dense]ben Tell der photographisehen Platte wirkenden parasit~ren Lichtes (kontinuierliehes Spektrum des Quarzbogens, Halo yon in der N~he liegenden intensiven Grundlinien). Die im Trabant selbst ausgemessene

* Wenn wir annehmen, dal~ der ganze Effekt durch die ErhShung der Inten- sitiit der Lampe um 30 o]o zu erkl~ren ist, so miilIten wir 40 ~ der prim~ren Intensitii~ auf. Koss falsehen Liehtes setzen, wiihrend wir an unserem Kristalle bei allen friiheren Versuchen iiberhaupt keine merkliehe nichtmolekulare Zerstreuung beobaehten konnten.

Lichfzerstreuung in Kristallen bei hoher Temperafur. II. 373

Schw~.rzung wird also durch die Intensit~t ( J Jr U) bedingt, die Schwarzung

in der unmittelbaren N~he davon yon der /ntensit~t U allein.

Um das Intensit~fsverhaltnis zweier Linien zu bekommen, bestimmten

wir vier Schwarzungsdichten, welche den ]ntensitaten (J1 ~ U1), U1,

(J2 ~- Us), 5~ entsprach~n. Aus den Schwarzungskurven finden wir die Verh~]tnisse dieser GrSl]en paarweise und bekommen so:

J~ + u~ u~ g l + U1 _ _ oc, _ _ ~, - - : ~ / ,

u~ v~ u1 wo g, fl und 7 aus den Schwarzungskurven bestimmt sind.

Darius folgt

~1 u~ u, und

j--fl_l"Y" Auf diese Weise wird das wahre Intensitatsverh~ltnis der Trabanten

n~herungsweise gefunden. Wenn J den Wert yon U bedeutend iibersteigt,

so ist die geschilderte Korrektur belanglos. Die nach dieser ]~ethode

bestimmten Verh~ltnisse der Intensit~ten der schwachen Linien sind in

den Tabellen 3, 4 und 5 zusammengestellt.

Man Siehf deutlich, dal] die erhaltenen Werte sich den theoretischen

nahern, wenn die angedeutete Korrektur angebracht wird. Fiir die

Tabe]le 4, wo beide Intensit~fen ziemlich grol] im Vergleich zum Unter-

grund sind, machf die Korrek~ur nicht viel aus.

Die ]~essungen der Tabellen 3, 4 uud 5 beanspruchen in keiner Weise

eine grol]e Genauigkeit und dienen mehr zur 0rienfierung. Ubrigens

wurde das Verhifltnis \ Jrot / wie sehon gesagt, "von anderen Aut;oren

Tabelle 3. Das I n t e n s i t ~ t s v e r h M t n i s der ro ten u n d v i o l e t t e n Trabanten bei 295~

2 in ~- ~iit Absehi~tzung des Einflusses Ohne Absehi~tzung des Einflusses des Untergrundes des Untergrundes

3650

3132

Jrot j Jviolett/ ~ 12

] \Jviolett/ ~ 12

Mitfel: 12 Theoretischer Wert nach den Formeln (1 und 2) 9,6.

3,2

3,8

3,5

374 Gr. Landsberg und L. ~andelstam,

Tabe l l e 4. Das I n t e n s i ~ t s v e r h ~ i l t n i s der ro ten und v i o l e t t e n Traban~en bei 810Oabs,

in .~ Nit Absch~tzung des Einflusses 0hne Absch~tzung des FAnflusses des Untergrundes des Untergrundes

3650

3132

"Jvi01et*" = 2,6

~dWviolett / ~ 2,5

Mittel: 2,55 Theoretischer Wert 2,25.

1,9

z 1,9

1,9

Tabe l le 5. Das I n t e n s i t ~ t s v e r h ~ l t n i s der v i o I e t t e n T r a b a n t e n bei T e m p e r a t u r e n 810Oabs. und 295Oabs.

in & Nit Absch~tzung des Einflusses Ohne Absch~tzung des Einflusses des Untergrundes des Untergrundes

3650

3132 ( J810~ = 5 J2~5/

Mittel : 6 Theoretischer Wert 6,5.

-~ 2,2

2,5

2,4

f~r C C14 und einige andere Fli issigkeiten unter gfinstigeren Bedingungen

(grSl]ere Intensit~t) best immt und ergab gute lJbereinstimmung mit dem

theoretischen Wer t e (siehe oben).

w 6. Das yon uns erhaltene Spek~rogramm gestattete, nochmals die

Intensit~ten der roten Trabanten im Verh~ltnis zu der der Grundlinien

zu bestimmen. Eine solche Bestimmung ist sch0n friiher yon L a n d s b e r g

und L e o n t o w i t s c h auf Grund anderer Versuche ausgeffihrt worden.

Unsere neuen Zahlen unterscheiden sich etwas yon den yon diesen Ver-

fassern angegebenen. Der Unterschied is t nicht grol] und ~ndert nichts

prinzipiel les an den dort gezogenen Schliissen. Die jetzigen ResuItate sind

aber unter besseren Bedingungen und an mehreren Linien erhal ten worden.

W i r hal ten sie fiir zuverl~ssiger als die friiheren; es scheint uns auch, dab

die yon L a n d s b e r g und L e o n t o w i t s c h angegebene Mel~genauigkeit

etwas iibersch~tzt war.

Die neuen Ergebnisse sind in der Tabelle 6 wiedergegeben.

Man sieht also, daft die Intensi t~t der roten Trabanten im Quarz,

welche ~tin~rarot ~ 21,5 ~ entsprechen, einen merk]Jchen Tell (ungef~hr 1[~)

der Grundlinien ausmacht. Dabei is t zu bemerken, da~ dieser Ante i l

Lichtzerstreuung in Kristallen bei hoher Temperatur. II. 375

beim ~bergange zu ktirzeren Wellenllingen etwas zuzunehmea scheint. Die Veri~nderung mit der Wellenli~nge ist aber so unbedeutend, dai] das

Gesetz der Intensitatsverteilung bei den roten Trabanten in erster Naherung als ein 1/)~-Gesetz bezeichnet werden kann. Nach dlesem Gesetze konnten

wit erwarten, dai] das Verh~]tnis Jr~ dem ( vrot ) ' proportional ist. Jgrund \ ~grund /

Man hat aber ( ?)rot ~4 ( 7 ) 0 _ ?)i~4 ~ 1 - - 4 vi ~ 1 - - 4 ~~ wo Xo \?2g rund/ \ YO / YO ~i

die Wellenlange der Grundlinien und Xi ----- 21,5 ~ die eigene infrarote Wellenlange bedeutet. Bei ~nderung yon 2 o yon 2650 ~ bis 4050/~

Tabelle 6. Die re la t iven ln tensi t~ten der roten Trabanten.

Jrot in A Jgrund

O/o

4O47 [3663 13650 3132 3126 3024 2804 2654

28

3O 38 38

mug also das gesuchte Verh~ltnis um ungefahr 3 % zunehmen. Die yon uns beobaehtete Zunahme ist merklich grii~er. Das angegebene Zellen- material ist aber nicht umfangrelch und genau genug, um irgendwelche Sehltisse auf die Abh~ngigkeit der Anregungsfunktion yon der Wellen- l~nge zu gestatten.

Den Herren Studenten G. R a s s o r o n e f f und F Wulfson , welche uns bei einigen Versuchen und Messungen unterstiitzten, sprechen wir unseren Dank aus.

Moskau, den 29. November 1929. Stautl. Elektrotechn.Forschungs-I_ustitut, Abteil f. Phys.