14
245 2. fiber dde Verwendulzg von Rufl unnd Platdnrnohr als SchwClrxungsrnCtteL de8 ErnpfUngers be&a h o h t e n Strahlungsrnesszcngen; von Walther Gerlack. A. Die Temperaturdifferenz in Schwarzungeechichten. 1. Die Verwirklichung schwarzer Strahlung bekannter Temperutur durch Verwendung eines Hohlraumes mit kleiner Offnung als Strahler, dessen Wandungen durch Fliissigkeits- biider oder elektrische Heizung auf eine bestimmte Tempe- mtur gebracht werden, bietet fiir die absoluten Messungen einen doppelten Vorteil : a) Das Emmissionsverniiigen ist bei passender Konstruktion selir nahe gleich dem Emissions- vermogen des absolut schwarzen Korpers ; b) nach Einstellung des Temperaturgleichgewichts herrscht im Innern des Hohl- mums dieselbe Temperatur wie in seinen Wanden. 2. Die Herstellung eines entsprechenden schwarzen Emp- fangers fur die absoluten Strahlungsmessungsmethoden, welche mit Flachenempfangern arbeiten, ist bisher experimentell nicht gelost. Man hat daher die erforderlichen Korrektionen be- stimmt, deren zwei prinzipieller Natur sind: Die Reflexion der geschwarzten Flache und die Temperaturdifferenz zwischen metallischem Empfanger und aul3erer bestrahlter Schwarzungs- schicht. Diese konimen in erster Linie in Betracht fiir die ab- soluten Methoden, welche auf der Substitution oder KO=- pensation der Strahlungserwiirmung eines diinnen Metall- bleches durch elektrische Energie beruhen. Die Temperatur- erhohung des Empfangers kann dabpi entweder durch die Widerstandsanderung des Streifens (absolutes Bolometer nach Kurlbaum-Valentiner) oder durch ein oder mehrere hinter den Streifen gesetzte Thermoelemente gemessen werden ( h g - s t r o m , Pas c h e n , G e r lac h , C o blen t z).

Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

245

2. fiber dde Verwendulzg von Rufl unnd Platdnrnohr als SchwClrxungsrnCtteL de8 ErnpfUngers be& a h o h t e n Strahlungsrnesszcngen;

von W a l t h e r G e r l a c k .

A. Die Temperaturdifferenz in Schwarzungeechichten.

1 . Die Verwirklichung schwarzer Strahlung bekannter Temperutur durch Verwendung eines Hohlraumes mit kleiner Offnung als Strahler, dessen Wandungen durch Fliissigkeits- biider oder elektrische Heizung auf eine bestimmte Tempe- mtur gebracht werden, bietet fiir die absoluten Messungen einen doppelten Vorteil : a) Das Emmissionsverniiigen ist bei passender Konstruktion selir nahe gleich dem Emissions- vermogen des absolut schwarzen Korpers ; b) nach Einstellung des Temperaturgleichgewichts herrscht im Innern des Hohl- mums dieselbe Temperatur wie in seinen Wanden.

2. Die Herstellung eines entsprechenden schwarzen Emp- fangers fur die absoluten Strahlungsmessungsmethoden, welche mit Flachenempfangern arbeiten, ist bisher experimentell nicht gelost. Man hat daher die erforderlichen Korrektionen be- stimmt, deren zwei prinzipieller Natur sind: Die Reflexion der geschwarzten Flache und die Temperaturdifferenz zwischen metallischem Empfanger und aul3erer bestrahlter Schwarzungs- schicht. Diese konimen in erster Linie in Betracht fiir die ab- soluten Methoden, welche auf der Substitution oder KO=- pensation der Strahlungserwiirmung eines diinnen Metall- bleches durch elektrische Energie beruhen. Die Temperatur- erhohung des Empfangers kann dabpi entweder durch die Widerstandsanderung des Streifens (absolutes Bolometer nach Kur lbaum-Va len t ine r ) oder durch ein oder mehrere hinter den Streifen gesetzte Thermoelemente gemessen werden ( h g - s t r o m , Pas c h e n , G e r l ac h , C o b len t z).

Page 2: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

216 TY. Gerlnch.

3. Das Reflexionswrm6gen schwarzer I”liic11en i n t in letzter Zeit eingehmd von Royds ’) untl yon C‘oblentz*) untersucht worden. Es liiingt ab von den1 Scliw&rzungsniittel und seiner Diclie. Coblentz findet Werte fur die Reflexion gut platinierter oder gut mit RUB geschwiirzter Streifen, die zwischen 1 und 2’1, Proz. liegen. Fur eine dick platinieite Fliiche ist etwa 1,8 Proz. Reflexion anzunehmen, ein Butrag, der sich durch UberruBen des Platintohrs noch veriingern liiBt.

4. Die Temperaturdifferenz zwischen Oberfliiche der Schwiirzungsschicht und Metal1 hat K u r l baum 3, niit einer sehr scliiinen und einfachen Metliode untei suclit8. Die fur Platinniohr gefundene Temperaturdifferenz ist - wohl wegen der noch recht guten Wiirmeleitfahigkeit des Platinmolirs - gering und daher fiir die meisten Zwecke zu veinaclilassigen; K u r l b a u n i miBt eine Differenz von 0,016O bei 4 O Gesanit- erhohung ; wesentlich groBer wird das Temperaturgefiille bei RuBschwiirzung. AuBer aus den direkten Messungen, die f i i r eine RuBdicke von 1,s mg/cm2 und eine Temperaturerhohung von ungefiihr 4O ausgefuhrt sind, und die 0,068 Temprratur- differenz ergebm (also 1,7 Proz), folgt der poBe EinfluB tlieser Fehlerquelle BUS K u r l baunis 4, Messungen uber das Emis- sionsvermogen von ruBgeschwarzten Flachen. Das Emissions- vermogen nimmt danach bei einer Vermehrung der RuBschicht von 26,7 mg/dm auf 112,8 mgjdm von 94,9 Proz. auf 88,2 Proz. ab, die Temperatur des Bleches war dabei looo C. Hietfiir ist zweifellos die niedere Temperatur der aufieren RuBschicht verantwortlich zu machen. Wiihrencl also Platinmohr selbst in clicken Schichten zu keinen groBercn Fehlein AnlaB zu geben scheint, bedingt die Veiwendung von RUB je nach der Dicke der Schicht nacii K u r l b a u m eine bedenkliche Un- sicherheit. Coblentz hat nicht untersucht, ob die in der Erhohung der Schwarzu~g (lurch Oben uBen der Platinschich t liegende , ziemlich unwesentliche Vqrbesserung nicht un- ubersehbare Nachteile durch griiBere Teniperaturdiffereiixcri zwischen OberflBche und Innerem bedingt.

1) Th. Royds, Phys. Zeitschr. 11. p. 316. 1910; Phil. Mag. (VI).

2) W. W. Coblentz, Bull. Bur. Stand 9. p. 283. 1913. 3 ) F. Kurlbaum, Ann. d. Phys. 2. p. 646. 1900. 4) F. Kurlbaum, Wied. Ann. 67. p. 846. 1899.

12. p. 167. 1911.

Page 3: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

Uber die Verzoendwig yon Rub und Plntinmohr usw. 247

Die im folgenden mit,geteilten Vei suclie zrigen, daB die Verwendung von RUB als Schwarzungsriiittel untcr Unistanden zu abnorm groBen Fehlein Veranlassung gebm kann.

B. Vereuche mit der abeoluten ThermoePule.

5. Der Mefistreifen meiner absoluten Thermosaule war ein Manganinstrcifen von 6-8 ,u Dicke, 4,5 mm Breite und 30 mni Lange. Er war iiiit P1atinn:ohr elektrolytisch ge- schwarzt und dann, nacli Coblentz , auf der der Strahlungs- quelle zugewendeten Seite mit Petroleum-Kampher-Terpentin- i u5 uberzogen (kalte BeiuBung !). Die Therniosaule befand sich in einem evakuierbaren GefaB, das gegenuber dem Spalt zum Eintritt der Strahlung mit einem Glasfenster verschlossen war. Die Entfernung Thermosaule-Glasfenster betiug 20 em, im Strahlengang befand sich noch eine Blende. Die Zuleitungen zur Thermosiiule, zum Streifen und die Potentialdiahte am Ytreifen waren mit wenig Siegellack in Kapillaren eingekittet. Von dem GefaB fuhrten angeblasene Leitungen zur Pumpe (Regenersche Fallpumpe)l), zu einem Mac Leod und zu einem direkt an das VersuchsgefiiB angeblasenen Trocken- gefa5 rnit Phosphorpentoxyd. Das GefaB Tvurde rnit reiner trockener Luft gefullt. Als Strahlungsquelle dierite eine Metall- fadenlampe, die stets bei gleicher Belastung (Akkumulatoren- batterie) gebrannt wurde. Aus fruheren Versuchen ist mir die lange Konstanz dieser Strahlungsquelle bekannt, so da5 von Kontrollrnessungen mit einer weiteren Thernosaule ab- gesehen wurde; auch gab die Ausfiihrung der Messungen zu verschiedenen Tagen Gelegenheit zur Kontr olle und dabei stets die gleichen Werte. Im Strahlengang befand sich eine Zugklappe, Blenden, manchmal auch ein Wassertrog.

6 . Es wurde nun die Strahlung absolut geniessen, wah- rend die Thermosaule unter versehiedenem Gasdruck war. Durch Aufziehen der Metallklappe wurden mehrnials die Strahlungsausschlage gemessen, sodann bei jedem Druc k mehrmals die Ausschkge bei Zufiihrung derselben elektrischen Energie; bei den kleinen Diucken wurden stets mehrere Be- obaohtungen im Verlaufe von etwa 1/2-1 Stunde ausgefiihrt, die stets denselben Wert ergaben.

1) E. Regener, Verh. d. D. phys. Ges. 7. p. 233. 1905.

Page 4: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

TY. Gsrlach.

Die Empfindlichkeitsiinderung der Thern:osBi11e fallt dabei lieraus, resp. ixt aus den Strombeobachtungen zu bestinimen. Die Spannung an den Enden der Streifen bei derselben Stxombelastung war bei allen Druoken die gleiche. Tabelle I und Fig. 1 enthalten die an vier verschiedenen Tagen aus- gefiihrten Messungen. Es ist dabei angegeben: der Druck p

Tabe l l e I. Streifen beidcrseits platiniert, auf der Vordcrscitc iiberi uBt.

(Vgl. Fig. 1, Kurve a.)

P

< 0,001 0,001 0,0068 0,0085

0,015

0,037

0,043 0,046 0,052

0,117 0,140 0,287 0,36 0,82 0,70 1,12 1,28 1,33 2,72 7,OO 7,38

10.68 10,58 10,l 17,5 33,4 23.7 38,O

Galvanometei Strahlungsheizung

639,5 649,O 632,7 633,3 614,8 585,l 582,2 580,3 533,3 542,2 544,7 535,O 556,3 523,9 519,l 493,3 487,4 472,O 461,3 460,9 449,O 447,2 449,9 453,4 450,O 463J 468,2 478.7 470,9 470,9 470,8 479,l 489.6 485,8 485,b

issohliige Stromheizunq

693,8 607,7 595,l 592,O 680,l 560,2 553,3 555,5 521,2 529,2 523,6 540,3 513,9 489,O 489,O 478,4 472,9 467,6 4W,2 451,7 449,9 449,6 447,7 477,7 445,5 458,l 443,3 444,3 443,7 449,O 468,l 447,O 437,2

Strahlung abs.

394,3 385,2 386,O 385,O 382,2 376,6 :n9,4 377.6 369,l 369,G 3753 368,6 369,3 364,3 367,8 363,9 359,6 355,5 361,8 355,4 356,6 357,G 359,9 363,7 362,7 3733 379.8 377,o 382.2 382,2 382,6 384,9 385,5 391,9 396.9

Page 5: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

u b e r die Verwendung von RUB und Platinmohr usw. 249

in Millimeter Quecksilber, die Gtrahlungs- und Heizungs- ausschlage und ein rclntiver Wert der (absolut gemessenen) Strahlung; in der Figur sind die bei steigendem Druck ge- messenen Werte mit Strich nach oben, die bei Auspumpen erhaltenen Werte mit Strich nach unten, die Anfangsmessungen mit einfachem Ring markiert. Der Druck wurde variiert zwischen p < 0,001 mm und p = Atmosphkrendruck. Das Mac Leod gestattete nur Messungen bis zu 2/1mmm Queck-

Fig. 1. Abhilngigkeit des absolut gemesaenen Strahlungswertes vom Druck

(Luftfdllung). Kurve a P1atinmohr +

,, c Platinmohr- Schwilrzung des MeBstreifens der

abaoluten ThermosWe. ,, b Rub

silber. Die in Fig. 1 auf der Nullordinate aufgetragenen Werte sind Strehlungsmessungen nach langem (bis zu 5 Stunden langem) ') Pumpen.

7. Das Minimum in der Strahlungskurve lBBt eine Ab- sorptionserscheinung vermuten. Starkes Kuhlen des Trocken- gefahs bedingte keine hde rung , so dal3 Wasserdampf- absorptionen auszuschlieBen s b d . Es lag daher nahe, Dkmpfe aus dem RUB, welche sich direkt urn den Streifen befinden,

1) Der Quecksilberdampf von MaLeod und Pumpe wurde nicht entfernt.

AUUdm dOE P h p k IV. F O l p . M). 17

Page 6: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

250 W. Gerlach.

dafiir verantwortlich zu machen. Aber alle Veisuche e rgahn nrgative Resultate.

8. Zwischen Strahlungsquelle und ThermosiiulengefilB wurde ein beiderseits verschlossenes Absorptionsrohr gesetzt, in das Petroleum-, Kampfer- und Terpentindampf gebracht, wurde, und (lessen Druck variiert wurde. Ich erhielt nur un- bedeutende Absorption. Sodann wurde das Absorptionsrohr irinen beruBt : lieine Absorption bei Variation des Druckes. Ebensowenig erhielt ich Auf klarung, wenn ich die VerschluB- klappe innen dunn uberruBte, oder eine Lamellenblende (Fig. 2) in clas Absorptionsrohr brachte, tlercn 20 em lange Fltlchen gut, beruBt waren, und nur einen Zwischenraum von etwa

iuorptionp ruhr

Fig. 2. Lamellenblende.

1 nim zum Durchgang der Strahlung hatten. Zweifellos sind diese Versuche beweisend, dab eine Absorption in einer Dampf- schicht, die selbst direkt uber dem RuP anliegt, fur das gefundene Resultat der Tab. I nicht in Betracht komme.

9. Es wurde nun zunbhs t eine vollig neue Thermosaule liergestellt, bei der jede BeruBung vermieden war: sie gab Iconstante Werte der Strahlung im ganzen Druckbereich ; ebenso gab die erste TherIrosaule diesen Effekt nicht, wenn sie einen nur mit Platinmohr geschwkzten Streifen erhielt (Fig. 1 , Kurve c ) , wahrend eine dickere RuBschicht auf dem MeBstreifen den Effekt wesentlich vergroBerte (Fig. 1, Kurve b).

C. Vereuahe mit einem abeoluten Bolometer. 10. Zur Elimination der vom Gasdruck abhangigen Ver-

bindung zwischen Streifen und Thermosiiule wurden die Ver- suche mit Bolometerstreifen wiederholt, deren einer mit Platin geschwarzt, wiihrend der andere berul3t war. Jedes Bolometer wurde in der Kurlbaumschen Schaltung verwendet. Die

Page 7: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

V b w d i p Verwendung von Rub und Plntinmok usw. 261

Bolometer wurden in ihrer ganzen Lange und Breite bestrahlt, wahrend bei den Thermosiiulenstreifen eine seitliche Ab- blendung angebracht war, die nach friiheren Messungen h i platinierten Streifen und Atmosphiirendruck erlaubt ist. Die

105 ' 100

95

90

a5

80

75

70

Fig. 8. Bolometerversuche; Abhlingigkeit der absoluten Angaben vom Gaadruck.

Kurve a Platinmohrschwhzung in H,, ,, b RuEsehwiIrzung in Luft, ,, c RnSschwarzung in H9.

Bolometerversuche ergaben in jeder Weise die gleichen Resul- take wie die Thermosaulenversuche. Die Werte sind in Fig. 3 Kurve a und b enthalten.

11. Die Bolometerversuche wurden ohne sonstige h d e - rung an der Anordnung wiederholt, wenn statt Luft reiner trookener Wasserstoff ah Atmosphare im BolometergefilB

1 i *

Page 8: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

262 W . Gerlach.

war. Auch hier gab das platinierte Bolometer vom Druck unabhangige Strahlungswerte, wlihrend das berubte Bolometer (Fig. 3 , Kurve c) noch groBere Abweichungen als in Luft zeigte. In Tabelle I1 und I11 ist der Gang der Strahlungs- werte mit dem Druck zahlenmiiBig dargestellt. Aus den Kurven der Figg. 1 und S sind dazu die Werte fur gleiche Drucke entnommen. Es ist in der Tabelle fiir jeden Druck die pro- zentische Abweichung vom hochsten Strahlungswert bei RUB- schwiirzung, der dem mit Platinmohrschwarzung im ganzen Druckbereich gewonnenen gleich ist, berechnet.

12. Es wurde noch ein Versuch angestellt, der in anderer Amdnung die Widerstandsanderung eines blanken und eines beruJ3ten Platindrahts als Funktion des Diucks des umgebenden Gases zu messen gestattete. Ein Platinband von 2l/, mm Breite und 35 em Liinge trug in der Mitte und je 5 em von den Enden entfernt Potentialdrahte. Es war mit den Strom- zufiihrungen in einer 2l/, em weiten Glasrohre ausgespannt. Gemessen wurde der Widerstand jedes Teiles bei konstanter Belastung, wahrend der Druck variiert wurde, d. h. also die Temperaturerhohung als Funktion des Druckes. Bei Druck- verminderung steigt entsprechend der verminderten Warme- zufuhr durch allmiihliches Aufhoren der Konvektion die Temperatur beider Teile an, im Gebiete des kritischen Druckes ist aber die Temperatur des rul3geschwiirzten Teiles urn 11/, bis 2 Proz. hoher.

Tabe l l e 11. Thermos iiule nme ssungen. Wert der absoluten StrahlungsgriiBe in

relativem Ma& : 396,O.

RuD dunn ’ RUB dick ” Proz.

- 0,26 - 2,s - 6, l - 9,3 - 10,3 - 10,s - 10,6 - 10,l - 9, l - 6,3 - 4,s - 3,6 - 1,6

proz.

- - 4,6 - 7,s - 12,9 - 16,2 - 16,2 - 16,2 - 16,9 - 14,3 - 10,l - 7,6 - 4,6 - 1,6

Page 9: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

#ber die Vemoendung m Rup und Platinmohr usw. 268

Tabel le 111. Bolome trische Meeaungen. Wert der absolubn Strahlungsgrob in

relativem MaBe: 111,O.

Druck RUB in Luft Proz.

- - 7,9 - 12,5 - 18,9 - 21,6 - 22,3 - 21,6 - 20,8 - 17,6 - 14,4 - 8,7 - 6,2 - 2,o

RUB in H, Proz.

rt 0 8 - 8,3 - 16," - 34.7 - 36.4 - 88,l - 37,8 - 31,4 - 33,9 - 21,6 - 14,4 - 8,l -

D. Diskuseion.

13. Die Versuche ergaben folgende beiden Resultate : a) Die absoluten Angaben der Strahlungswerte, gemessen

mit einer absoluten Thermosaule oder einem absoluten Bolo- meter, sind von dem Gas, in welchem sie sich befinden, sowie von dessen Druck unabhiingig, wenn als Schwiirzmgsmittel der Empfiingerfliichen elektrolytisch niedergeschlagenes Platinmohr verwandt wird.

b) Wird jedoch die Schwarzung ganz oder teilweise durch BeruIjung bewirkt, so geben die genannten Instrumente von Druck und Gas abhiingige Werte, und zwar sind von Atmo- sphiirendruck bis zu etwa 200mm abwHrts die Angaben kon- stant und gleich den mit Platinmohrschwiirzung erhaltenen. Dann tritt ein zunachst langsamer, dann steiler Abfall ein, die Angaben erreichen bei eincm kritischen Druck von 0,l bis 0,6 mm ein Minimum, urn bei noch kleinerem Druck wieder zumehmen, bis sie schliel3lich wiedcr den gleichen Wert wie bei Atmospharendruck erreichen. Noch liingeres Pumpen (einmal bis zu 5 Stunden) andert die Strahlungsangabe nicht mehr, sie bleibt auch 8 Stunden nach Abstellen der P u m p no& vollkommen konstant. Die ru/3geschwarzten Instrumente liefern also bei hoherem Druck (> 200 mm) und bei niederstem Druck (< 0,001 mm) iibereinstimmende Angaben, wahrmd sie

Page 10: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

2 54 W. Gerlach.

inz zwischenliegenden Druckgebiet wesentlich zu tiefe Angaben, j e nach der Dicke der Schwarzung und dem Gas, liefern. In Wasserstoffatniosphare sind die Angaben noch bedeutend tiefer als in Luft. Dagegen sind relative filessungen auch bei dem kritischen Druck - seine Konstmz wahrend solcher Messungen vorausgesetzt - erlaubt ; denn auch in diesem Druckgebiet sind die Angaben proportional der Strahlungs- erwarmung sowie der Stronierwarmung. Aus besonderen Versuchen, bei clenen die Strahluiigsinteiisitat im Verhalbnis 1 : 40 variiert wurde, ergibt sich, (la13 dieser Druckeffekt un- abhangig von der Erwarmung ist.

14. Die Folgerung aus den Versuchen, die i n . 5.-12. besclirieben sind, ist - soweit sie fur Strahlungsniessungen in Betracht kommen -, da13 bei RuljschwBrzung eines Metall- blechs die Erwarmung des letzteren durch die gleiche elek- trische Energie in anderer Weise vom Druck abhangig ist, als die Erwarinung durch die gleiche Strahlungsenergie. Der in 12. angefuhrte Versuch gibt fur eine andere Anordnung d c m Heizungseffekt allein. Eine Trcnnung beider Effekte ist

n.o 0.2 0,4 06 0.8 I , O I . Z I . ~ I . ~ I . R ~ . ~ 3.0 4 . 0 5 . 0

Fig. 4a. Galvanometerausschllge bei elektrischer Heizung.

iiloglich durch die gesonderte Betrachtung der ,,Heizungs- ausschlage" und der ,,Strahlungsausschlage", d. h. der Gal- vnnometerausschlage, wenn der Streifen bei verschiedenen Gasdrucken entweder mit derselben elektrischen Energie i x e geheizt, oder mit derselben Strahlungsintensitat bestrahlt wurde. In Fig. 4a Rind solohe AusschlHge im kritischen Diuck-

Page 11: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

Uber die Verwendung won RuP und Plafinmohr usw. 255

gebiet, auf vergleichbares Ma13 unigerechnet, dargestellt (Fig. 4a Heizung, Fig. 4 b Strahlung).

15. Noch deutlicher ist die Verschiedenartigkeit der Strahlungs- und Stromerwai~nu~ig am den Einstellungskuruerl der Thermosaule ersichtlich. Bei allen Messungen wurclen die Galvanometerausschlige yon 10 zu 10 Sekunden notiert,

Gelvanometerausschliige bei Strahlungsheiznng. Streifen beiderseits pletiniert, Streifen beiderseits platiniert und vorn Uberrult, Streifen beiderseits berult.

Fig. 4 b.

und so lange die Strahlung zugelassen resp. der Heizurigs- stroni geschlossen, bis der konstante Ausschlag erreicht war.l) Ich habe diese Einstellungskurven, prozentuale Teile des Gesamtausschlags als Funktion der Zeit, f i i r alle Beobachtungen gezeichnet ; im gleichen Druckgebiete ausgefuhrte Beobach- tungen stimmen siimtlich sehr gut uberein. Ich beschriinke inich hier daher auf die Wiedergabe der mittleren typischen Einstellungskurven. Man hat tlanach vier Druckgebiete zu unterscheiden, ent'sprechend dcn ,,absoluten" Strahlungs- werten :

Druck a: holier Druck 740-200 mrn, Druck b : mittlerer Druck 200-10 mm, Druck c: ,,kritischer DTUC~(' 0,l-0,6 miii, Druck d : niederer Druck < 0,005 mm.

1) Das Galvanometer war so justiert, daO es etwa 7" Sohwingungs- dauer hatte und sich ohne Umkehrpunkt einstellte.

Page 12: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

256 W. Gerlach.

Fig. 6 gibt zunllohst die Einstellungskurven fiir den be- rul3ten Streifen, und zwar Strahlung und Heizung getrennt. Die Darstellung zeigt blgende Result'ate :

Bei dem Druck

0,005 mm (d) kritischer Druck (c)

mittlerer Druck (b)

hoher Druck (a)

- . -. hoher Druck (a) _ _ _ - mittlererDruck(b) - kritiech. Druck (c) - . - - niederer Druck (d)

%

Erfolgt die Einstellung des Endzustands des Streifegs

bei Strahlungsheizung bei Stromheizung -~ _ _

langsam j langsam xuerst schneller , dann aber I elwas schneller

etwae schneller I wieder lan earner, 1 aber schnefler ale

la%gsam

bei (d) am schnellsten Die Endeimtellung ist bei den

Drucken a, b, d in etwa gleicher &it und auch in gleicher Zeit wie bei Heizung (1-1l/,Min.)erreicht I), wah- rend bei dem kritisch. Druck die Endeinstellung erst nach 3-4 Min. erreicht ist

010

A. Stromkurven

. . am schnelleten Die Endeinstellwlg

bei allen

der gleiahen Zeit erfolT Druc en in etwa

Zeit in Sekunden B. Strahlungskurven

Fig. 5. RuSschwarzung, Einstellungskurven. _____

1) Die hier benutzte Thermosiiule war triiger als andere Modelle, da wegen Anrostens der Elemente in Wasserdampf dieselben mit Schellack- losung diinn iiberzogen waren.

Page 13: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

Uber die Verwmdultg vvn Ruj und Platinmokr usw. 257

Die Ruckkehr in die Ruhelage erfolgt in ganz der gleiohen Weise und derselben Zeit wie der Erwilrmungsaussohlag 5ur urspriinglichen Einstellung, nur ist bei dem kritischen Druck die - auch hier deutlich vorhandene - Differens mischen Strom- und Strahlungsausschlag nicht ganz so ausgeprligt.

16. Zum Vergleich seien die entsprechenden Berechnungen aus den Versuchen mit dem pletinierten Streifen angefiihrt : Auch hier erfolgte die Endeinstellung bei den kritischen Drucken langsamer als bei hoheren und tieferen Drucken, aber Strom- und Strahlungskurven sind vollkommen g2eichartig. Fig. 6 gibt einige Kurvenbilder, zugleich mit Vergleichskurven der Ruljschwareung. pip1

A 8

Fig. 6. Platinmohrschwlrzang. A. Strahlangs- nnd Stromkurven meammenfallend. R. Vergleich mit RUB:

a) niederer Druck, Strahlangs- und Stromkurven zusammenfallend,

4 { Stromkurve, d) hoher Druck [wie a)].

17. Alle beschriebenen Versuche fuhren zu dem Ergebnis, da13 die Erwarmung eines ruljgeschwiirzten Metallblechs im Gebiete des kritischen Drucks (Maximum von 0,l-0,6 mm)

a) bei Bestrahlung der Ruljschicht mit derselben Strah- lungsintensitat S geringer ist als bei hoheren und niederen Drucken, und

b) bei Heizung des Bleches mit derselben elektrischen Energie i - e groper ist als bei hoherem und niederem Druck. Bei dem kritischen Druck ist also die Wiirrrieisolierung durch

b, } kritiaeher Drn& Strahlun@kurve?

Page 14: Über die Verwendung von Ruß und Platinmohr als Schwärzungsmittel des Empfängers bei absoluten Strahlungsmessungen

258 W. Gerlach. Ober die Verwendung von Rirp usw.

dcn schlechtleitenden RUB ') besondels gut (Heizmigseffelrt), wahrend mit der schlechten Wiirmeleitung iler zugestrahlteii Warnie nach derii Innern ein besoncleis holier Warmeverlust nach auBen an das urngebende Gas einhergeht (Strahlungs- effekt). Welche A1 t von Molekularvorgangen hierfur in Betiacht koininen, wird Gegenstand oiner besonderen Unteisuchung sein, die von ganz andersartigen Versucheii ausgehen r i i ~ B . ~ )

18. Die vorstehenden Beobachtungrn wurdcm mitgeteilt,, weil aus ihneii folgt, daB RuBschwBrzung fur absolute Strah- lungsmessungen, vor allem bei voriiiinderteni Diuck, riicht ohne besondere Priifungsversuche anzuwenden ist. Es sei gestattet, besonders auf die Methode voii Westpha13) hin- zuweisen, der bei einem Druck von 1 inni niit RuBschw8reung des Eiiipfiingers arbeitet. Die erforderlichc Nachpriifung der West plialschen Messungen - ohne niich bci dem k'rhlen direkter experirnenteller Giundlagen auf eine IGitik seiner Snordnung und Messung einlassen zu wollen - niuR in erster Linie nach eineni derartigen EinfluB der BcruBung, oder, was nach den rnitgeteilten Versuchen tlas gleiche ist, nacli einein EinfluB des Gasdruoks im Glasballon suchm. Vielleicht liegt auch iioch eine Fehlerquelle in der Bcstiriiinung des Emissionsverriiogens des strahlenden Mantels, da die Tcnipc- ratur der BuBercn Oberfliiche des Strahlerniantels zweifcllos nicht die gleiche ist wie die des innen irn Strahler angebraclit1en schwarzen Korpers, und dieae Differenz bei niedereni Di uck von anderer GroBe zu erwarten ist als bei Atmosphiirendruck.

T u b i n g e n , Physikal. Inst. der Universitiit, Marz 1916.4)

1 ) Die Warmoleitungsfiihigkeit des Luft-RUB-Gemisches nimmt nach Ymoluchowskis Messungen (Anz. Akad. Krakau 1910 A. 129 U. 1911 A. 548) stark mit dem Druck ab; K betriigt bci Atmospharendruck 56,7 x 10-6, bci 0,17mm nur noch 2 X lo-' (Wilrmelcitvcrmogen dcr Luft allein K = 57 x lo-').

2) Es sei auf eine Beobacbtung Knudsens liingowicscn, daB RUB- schivarzung eines Streifens die Wiirmeablcitung nnch auBen in entgcgen- gesetzter Weise wie Platinierung beeinfluBt. M. Knudscn, Ann. d . Phys. 34. p. 651. 1911.

3 ) W. Westphal, Verh. d D. phys. Ges. 14. p. 987. 1912; 15. p. 897. 1913.

4) Auszug &us der Tubinger Habilitationsschrift des Verfassers.

(Eingegangcn 10. April 1916.)