369

2. Uber Phosphoresxen#ewegumy durch Hochfrequenxstrahkm;

vow E. Rupp. (Aus dem Radiologischen Institat der Universitlit Heidelberg.)

Ausgehend von Hm. Len a r d s lichtelektrischer Theorie der Phosphoreszenz konnte bei Erregung der Phosphore mit Licht und mit Kathodenstrahlen eine rnit der Lichtemission eng verbundene Leitfahigkeitsanderung ab Folge inwen Zicht- elektrischen Effektsl) nachgewiesen werden. So fanden die Hrn. Gudden und Poh12) bei Erregung rnit Licht ein Parallel- gehen der spektralen Verteilung yon Leitfahigkeitsanderung und Erregung der Lichtemission der Phosphore und so ergab sich bei Hitzea~streiben~) des aufgespeicherten Phosphor- lichtes die dabei auftretende Leitfahigkeitsanderung proportional der ausgetriebenen Lichtsumme. Bei Erregung mit Kathoden- strahlen4) konnte wahrscheinlich gemacht werden, daB der groBte Teil der Leitfahigkeitsanderung durch sekundiire Kathodenstrahlen verursacht wird. - Es schien wichtig zu prufen, ob solohe Beziehungen auch bei Erregung rnit Hoch- frequenxstrahlen (Rontgenstrahlen und y-Xtrahlen) noch erhalten bleiben. Auch sollte die Frage untersucht werden, ob Ather- wellen mit so groBem hv-Wert den Phosphor unmittelbar

1) P. Lenard, Ausleuchtung und Tilgung der Phosphore durch Licht. Teil 111. S. 80. Heidelb. Akad. 1918.

2) B. Gudden und R. Pohl, Zeitschr. f . Phys. 3. 98. 1920. Der fur die Begrundung der lichtelektrischen Theorie wichtige Nachweis dea Parallelgehens der iiuDeren lichtelektrischen Wirkung (und damit der Iichtelektrischen Wirkung iiberhaupt) mit der Erregungsverteilung war bereits durch die Herren Lenard und Saeland (Ann. d. P h p . 28. 476. 1909) und d a m verfeinert durch Hrn. K. Goggel nachgewiwen (Ann. d. Phys. 67. 301. 1922, zuerst berichtet durch P.Lenard, Elster - und Geitel-Festschrift. S. 687. 1915).

3) E. Rupp, Ann. d. Phys. 70. 391. 1923. 4) E. Rupp, Ann. d. Phys. 73. 127. 1924.

Annnden der Physik. IT. Folge. 76. 25

370 E. Rupp.

lichtelektrisch erregen wie es fur Licht im Dauer- und Ultra- violettprozel3 bekannt ist oder ob die durch Hochfrequenz- strahlen a m den Atomen des gesamten Phosphormaterials befreiten lichtelektrischen Elektronen hoher Geschwindigkeit den grol3ten Teil der Lichtemission und Leitfahigkeitsanderung verursachen. AnschlielSend daran wurde in vorliegendem auch erortert, ob bestimmte Zentrengruppen (z. B. Zentren kurzer Dauer) bei Erregung durch Hochfrequenzstrahlen bevorzugt werden gegenuber Lichterregung und ob die fur Licht be- kannten ausloschenden Wirkungen - Ausleuchtung und Tilgung - hier auch vorhanden sind. Da durch Hochfrequenz- strahlen stets auch aus dem phosphoreszenzfahigen Metall- atom solche Elektronen ausgelost werden konnen, deren Ge- schwindigkeit der charakteristischen Hochfrequenzstrahlung des Metallatoms entspricht, sollte die Untersuchung schliel3- lich auch Auskunft geben, ob diesen kernnahen Elektronen des phosphoreszenzfahigen Metallatomsl) im Vergleich zu den aus den Atomen des Fullmaterials ausgelosten Elektronen eine ausgezeichnete Rolle bei der Phophoreszenzerregung durch Hochfrequenzstrahlen zukommt. - Wegen der schwachen Erregbarkeit der Erdalkaliphosphore durch Hochfrequenz- strahlen wurden Zinksulfidpphosphore zur Untersuchung ge- wahlt, die ja auch in ihrer Leitfahigkeitsanderung ein vie1 ausgepragteres Verhalten zeigen.2)

Lichtaummen.

Die Rontgenstrahlen lieferte eine Gluhkathodenrohre rnit Wolframantikathode, betrieben mit Transformator bzw. Induktor. Fur den Transformator war das Ubersetzungs- verhaltnis bei dem verwendeten Wechselstrom bekannt; der Scheitelfaktor wurde bei 40000 Volt eff. aus Schlagweiten-

1) Ob bei der Leitfahigkeitsanderg der Phosphore durch Ather- wellen wie durch Kathodenstrahlen das Metallatom selber oder dessen Sulfid die Hauptrolle spielt, wie letzteres Hr. Tomaschek aus Unter- suchungen iiber die seltenen Erdphosphore schlieIjt (Heidelb. Habilitations. schrift 1924), bringt keine wesentlichen Abldnderungen der in den Unter- suchungen uber Leitfldhigkeitsanderung durchgefuhrten Schlusse. Es ware nur gegebenenfalls ,,Metallatom" durch ,,Metallsulfid" zu ersetzen.

2) Es konnten hier die wohldefinierten von Hrn. Tomaschek im radiologischen Institut hergestellten Phosphore benutzt werden. (Vgl. Id. Tomaschek, Ann. d. Phys. 65. 210. 1921.)

ober Phosphor~szenxerregung durch Hochfrequenzstrahlen. 371

messungen zu 1,95 bestimmt und dieser Wert auch fur hohere Spannungen als gultig angenommen. Zur Wegnahme der langwelligsten Strahlkomponenten wurde die Strahlung stets durch 0,5 mm A1 gefiltert. Bei den Messungen dieses Ab- schnitts betrug die Effektivspannung 80000 Volt. - Das Phosphorpraparat wurde in ungefahr 0,l mm dicker, auf Deck- glas aufgetragener Schicht den Hochfrequenzstrahlen in etwa 70 cm Abstand von der Rohre ausgesetzt und seine Licht- summe 1 Minute naoh SchluB der Erregung lichtelektrisch gemessen.

Fig. 1. ZnCu.

1. Den Anstieg der Lichtsumme mit der Dauer der Er- regung zeigt fur einen ZnCu a-Phosphor Fig. 1. Obwohl bei den vorliegenden Versuchsverhaltnissen volle Durchstrahlung des Phosphorpraparats verburgt ist, steigt die Lichtsumme doch nur asymptotisch xum Grenzwert der vollen Lichtsumme an. Die volle Lichtsumme wird auch, wie besonders unter- sucht, in sehr diinnen Schichten nur asymptotisch erreicht. Dieses asymptotische Ansteigen, das sonst bei Schichten be- kannt ist, die fur die erregende Strahlenart unendlich dick sind, hat seinen Grund offenbar in der verhaltnismaI3ig ge- ringen Absorption der Hochfrequenzstrahlen in ZnS, so daB bei den relativ langen Erregungszeiten Zentren kurzerer Dauer bereits wieder abgeklungen sind, Zentren langer Dauer jedoch

25*

972 E. Rupp.

zur Lichtsumme selbst bei sehr langen Erregungszeiten immer noch hinzutreten. Bei der in Fig. 1 dargestellten MeBreihe stieg die Lichtsumme bei Steigerung der Erregungsdauer von 15 auf SO Minuten nur noch um 5 v. H. Bei dieser geringen Zunahme der Lichtsumme wurde bei allen folgenden Messungen 16 Minuten erregt und angenommen, daB dann die volle Licht- summe nahe erreicht sei.

2. Zum Vergleich der Lichtsumrne rnit Hochjrequenzstrahlen mit der bei Lichterregung wurde eine dunne ZnCu-Schicht mit dem blaugefilterten Licht eines Nernstbrenners erregt. Die volle Lichtsumme betrug 246 Sk. ; bei Hochfrequenzstrahlen- erregung lieferte dieselbe Schicht 16 Sk. Lichtsumme, also etwa den 15. Teil der Lichtsumme bei Lichterregung. Hoch- frequenzstrahlen erregen also den groaten Teil der Zentren entweder uberhaupt nicht oder ihre ausloschenden Wirkungen muBten etwa sehr groB sein.

Erfolgte die Erregung der Phosphore durch Hochfrequenz- strahlen lichtelektrisch nach den fur Licht bekannten Be- ziehungen, wie sie hauptsachlich in Hrn. Lenards Theorie der Anklingungl) quantitativ niedergelegt sind, so mul3te an- genaherte Vorausberechnung der beobachteten Lichtsumme moglich sein, indem man die fur Zentren langer Dauer be- %amten Werte2) der erregenden Absorption E und der Tilgung p bis ins Hochfrequenzstrahlgebiet extrapoliert. Nun haben die nach der von Hrn. Schmidts) gefundenen Serienformel angebbaren Dauererregungsstellen ihr Ende noch im Ultra- violettgebiet, so daB fur Hochfrequenxstrahlen nur der gerad- linig nach kurzen Wellen ansteigende UltraviolettproxeP in Frage kommt. Die erregende Absorption E fur Ultraviolett- erregung ist darstellbar durch die Gleichung 4,

wobei fur ZnCu Ig = 480 ,up und k = 5,l *10-17 EIV. Fiir das Hochfrequenzstrahlgebiet, angenommen zu 0,2 A Wellenlange, wird so E = 7,8*1Oa cm2/erg. Nimmt hierbei der Ukonomie- koeffizient p , wie zu erwarten, im Verhaltnis der erregenden

1) P. Lenard, Lichtabsorption und Energieverhiiltnisse bei der Phosphoreezenz. Heidelb. &ad. 1914.

2) E. Rupp, Ann. 72. 94. 1923. 3) F. Schmidt, Ann. $4. 731. 1921. 4) VgL E. Rupp, Ann. 72. 112 und Fig. J.

E = k (V - v ~ ) ,

Uber Phosphoresxenaerregun~ durch H o e h f r e q m z s t r a h l . 973

Wellenliinge zur Wellenlange der emittierten Bande ab, so erhalt man e p = 300.10-P. Entsprechend gilt fiir die kurz- wellige Tilgung p l ) :

wobei 36' = 0,96.10-18. p wird so fur 0,2 A, ,u = 14 cm2/erg. Die f i i r Hochfrequenzstrahlen bei Ubertragung der f i i r Licht geltenden Verhaltnisse fur Zentren langer Dauer zu erwartende Lichtsumme berechnet sich nach L = - e p L d zu 0,3 Sk., wenn L, = 119 Sk.2)

Zur Prufung dieser Verhiiltnisse wurde eine ZnCu-Schicht mit dem blaugefilterten Lichj des Nernstfadens erregt, 1 Minute nach Erregung 50 Sek. vorgewiirmt und dann die noch ver- bleibende Lichtsumme der Zentren langer Deuer gemessen. Die Lichtsumme auf L, = 119 Sk. nach bekannten E - und p-Wertena) der vom Filter durchgelassenen Wellenlangen be- zogen betrug 10 Sk. Dieselbe Schicht in genau gleicher Weise mit Hochfrequenzstrahlen erregt gab 8 Sk., also etwa 25 ma1 mehr als bei reiner lichtelektrischer Erregung durch die benutzten Hochfrequenzstrahlen, wie oben bereohnet, zu erwarten war. Man wird daher trotz der Ungenauigkeit der Extrapolation in dieser Berechnung schlieBen diirfen : Hooh- freqwnzstrahkn erregen eine fiichtsumme, die urn e k e Goben- ordnung groper ist, als die aus ihrer lichtelektrischm Wkkung auf die Phosphorxentren (aufgefaBt als UltraviolettprozeS) zu erwartende Lichtswmme.

3. Zu der reinen Hochfrequenzstrahlerregung tritt also nooh eine andere Erregungsart hinzu, die ihrerseits wieder von den Hochfrequenzstrahlen verursacht sein mu13. Eine solohe fremde Erregung liegt aber durch die von den Hoch- frequenxstrahlen ausgelosten lichtelektrischen Elektronen hoher Geschwindigkeit auch unzweifelhaft vor. Hochfrequenzstrahlen werden stets im Fullmaterial sowie in den Phosphorzentren nach MaBgabe der Gleichung e J' = h v lichtelektrische Elek- tronen hoher Geschwindigkeit befreien. Die Zahl dieser schnellen Elektronen mag bei der geringen Hochfrequenz- strahlabsorption in der Phosphorschicht recht gering sein ;

p = k;' (v - vg) ,

eP + (I

1) E. Rupp, a. a. 0. S. 118. 2) Entapreohend a. a. 0. s. 94. 3) a. a. 0. Tab. I. S. 94.

L d = 119 Sk.

374 E. Rupp.

doch konnen diese Elektronen hoher Geschwindigkeit ganz betrachtliche Mengen Sekundarelektronen mittlerer und kleiner Geschwindigkeit auslosen, die dann den Hauptteil der Phos- phoreszenzerregung verursachen. So kann z. B. ein Elektron in Luft von Atmospharendruck bei einer Geschwindigkeit von 30000 Volt auf seinem Weg bis our Absorption etwa 100 Sekundarelektronen (totale Sekundarstrahlung) befreien.l)

Um diese Verhaltnisse zu untersuchen, wurde die Zahl der den Phosphor treffenden , lichtelektrisch dwch Hoch- frequenzstrahlen ausgelosten Elektronen kiinstlich vergrogert. Ein ZnCu-Praparat auf Deckglas gab mit Hochfrequenzstrahlen erregt 1 Minute nach Schlulj der Erregung 146 Sk. Licht- summe. Dann wurde dasselbe Praparat mit Al-Folie von 0,003 mm Dicke bedeckt, die zwar einen geringen Bruchteil der Hochfrequenzstrahlung absorbiert, aber dafiir lichtelektrische Elektronen in den Phosphor sendet, und wieder in gleicher Weise erregt. Die Lichtsumme stieg dabei auf 152 Sk. - Wurde der Schicht zur Vermehrung der Hochfrequenzstrahl- absorption im Phosphor eine kleine Menge Bi-Nitrat bei- gemischt, so stieg die Lichtsumme auf 154 Sk. Man erkennt daraus, daB mit Vermehrung der lichtelektrisch durch Hoch- frequenxstrahlen ausgelosten Elektronen die Lichtsumme xu- n immt und zwar bei Zumischung des starker Hoohfrequenz- strahlen absorbierenden Bi-Nitrats starker als bei Bedeckung mit der Al-Folie.

Fur Licht und fur Kathodenstrahlen ist eine ausgeprtigte Energieheranxiehung der auftreffenden Strahlung durch die Phosphorzentren bekannt2) ; die strahlabsorbierenden Querschnitte der phosphoreszenzfahigen Metallatome reichen weit ins Full- material hinein. Nimmt man fur den ZnCu-Phosphor an, daB auch bei ihm, wie fur CaBi a bekannt3), ein Erg Lichtsumme grofienordnungsweise mit 10l2 Metallatomen verbunden ist, so ware fur Hochfrequenzstrahlen ein absorbierender Zentrenquer- schnitt von 10-l2 - E - 10-lo em2 zu erwarten, was einer Kreis- flache mit einem Radius em entspricht; der Radius des

1) S. P. Lenard , Quantitatives iiber Kathodenstrahlen. Tab. IV.

2) P. Lenard , a. a. 0. S. 156. 3) Lichtabsorption 8. 43.

Heidelb. Akad. 1918.

Uber Phosphoresxenxerregung aurch Hochfrequenxstruhlen. 375

hochfrequenxsfrahlabsorbierenden Querschnittes ware damit rund 100mal groBer als der fur Licht em). DalS er tatsach- lich groper sein muB uls der lichfabsorbierende Querschnitt des wirksamen Metallatoms sol1 der folgende Abschnitt zeigen.

1st die Phosphoreszenzerregung mit Hochfrequenzstrahlen groBenteils auf lichtelektrische Elektronen hoher Geschwindig- keit zuruckzufuhren, so wird die Lichtsumme eines Phosphors bei dem zu erwartenden groBen hochfrequenzstrahlabsor- bierenden Querschnitt ansteigen, wenn man ihm einen PhosphoT anderen Metallzusatzes beimischt ; denn die in den Zentren des beigemischten Phosphors ausgelosten schnellen lichtelektrischen Elektronen werden den zu untersuchenden Phosphor zu ver- starktem Nachleuchten erregen konnen. Dies zu prufen, wurde dem obigen ZnCu %-Phosphor ungefahr dieselbe Menge ZnBi zugesetzt wie vorher Wismutnitrat ; seine Lichtsumme stieg jetzt von 146 Sk. auf 165 Sk., also eine Lichtsummen- zunahme um 19 Sk. Da der benutzte ZnBi-Phosphor bei Zimmertemperatur mit Licht erregt nicht feststellbar leuchtete, bei Temperatur der flussigen Luft hingegen fast rein rot, so kann Fremderregung des ZnCu durch Licht einer dem ZnBi zukommenden Bande den Lichtsummenanstieg des ZnCu- Phosphors nicht verursacht haben. Bei dem Versuch mit beigemischtem Bi-Nitrat betrug die Wismutmenge ungefahr das lOOOfache derjenigen im ZnBi-Phosphor und trotzdem war im letzteren Falle der Lichtsummenanstieg um 11 Sk. gro13er als bei Bi -Nitratsumkchung. - Damit ware einerseits ein sehr grol3er hochfrequenestrahlabsorbierender Quersohnitt der Phosphorzentren nachgewiesen und andererseits ein groBer Teil der Phosphoreszenzerregung auf durch Hochfrequenz- strahlen lichtelektrisch ausgeloste Elektronen zuruckgefuhrt.

Phosphoresxenxerregung bei Bestrahlung rnit Hochfrequenz- struhbn findet also gropenteils durch lichtekktrische von den Hochfrequenxstrahlen befreife Elektronen statt, wobei die Energie- heranxiehung der Hochfrequenxquunten in die Phosphorzentren durch die gropen hochfrequenxstra~~lubsorbierenden Querschnitte dieser Zentren wesentlich verstarkt wird. In den folgenden Abschnitten werden diese Schliisse noch weitere Stutzen finden.

Lei tfahigkeitsanderung. Zur Untersuchung der von Hochfrequenzstrahlen im

Phosphorzentrum ausgelosten Elektrizitatsmenge wurde stets

376 E. Rupp.

der Erstausschtag bei Bestrahlung in kleinen Zeiten und kleinen Intensitaten') ~ a l Z i s ~ i s c ~ gemessen. DergPhosphor wurde dabei 2-5 Sek., selten bis 10 Sek. lang der Hochfrequenzstrahlung ausgesetzt. Die im folgenden angegebenen Ausschlage sind stets auf 1 Sek. reduziert. Es waren immer Differenxmessungen zwischen ohne Metallzusatz gegluhtem Zinksulfid und dem zu untersuchenden Phosphor erforderlich. Dabei fand der bereits fruher beschriebene Kondensator z, mit zwei Rinnen Anwendung. Urn diese Differenzmessungen schneller durch- fuhren zu konnen, wurde eine Bruckenschaltung benutzt. Die Pole der Hochspannungsbatterie waren mit je einem der auBeren Messingstreifen des Kondensators und mit den Enden eines dazu parallel liegenden, veranderlichen Widerstands ver- bunden. Zwischen dem mittleren Metallstreifen und der Mitte des Widerstands war das als Nullinstrument benutzte Dreh- spulgalvanometer ( H a r t m a n n und B r a u n , Schwingungs- dauer 18 Sek.) eingeschaltet. Zuerst wurden beide Rinnen mit feinkornigem Zinksulfid - in jede Rinne stets dasselbe Gewicht - angefiillt, der Kondensator bestrahlt und der Ausschlag des Galvanometers auf die Nullstellung ausgeglichen. Dann wurde die eine Rinne rnit der gleichen Gewichtsmenge des durch dasselbe feine Sieb gesiebten Phosphorpulvers ge- fiillt und der jetzt bei Bestrahlung sich einstellende ballistische Ausschlag als die den phosphoreszenzfahigen Metallatomen zukommende Leitfahigkeitsanderung gemessen. Dieser Aus- schlag stimmt mit dem nach der friiheren Methodes) er- mittelten innerhalb der MeBfehler genugend uberein. Aus Messungen nach dieser friiheren Methode, wobei zuerst die Leitfahigkeitsanderung des ZnS fur sich, dann die des Phosphors bestimmt wird, wurde festgestellt, daB die den Phosphor- zentren zukommende Leitfahigkeitsanderung 10-20 Praz. der Gesamtleitfahigkeitsanderung des Zinksulfids betriigt.

1. Den Anstieg der den phosphoresxenzf daigen Metallatomen xukommenden Leitf ahigkeitsanderung mit dem elektrischen Feld am Kondensator (Rinnenabstand 1 mm) zeigt Fig. 2.

1) Entsprechend dem ,,Primiirstrom" der Hrn. Gudden und Pohl. uber die TrLger der Leitftihigkeits- S. Zeitschr. f. Phys. 7. 65. 1921.

iinderung s. E. Rupp, Ann. d. Phys. 78. S. 182. 1924. 2 ) E. Rupp, Ann. d. Phys. 73. S. 128. 1923. Fig, 1. 3) a. a. 0. S. 128.

uber Phosphoreszenzerregung durch Hochfrequenzstrahl. 577

Man erkennt ein langsam as ymptotisches Ansteigen zum Sattigungsgrenzwert, ein Verhalten, wie es fur pulverformige Korper von den Hrn. Gudden und Pohlauoh bei Licht- erregung gefunden wurde.1)

2. Wichtige Auf- schlusse verspraoh die Untersuchungder A bhangigkeit der Leit-

f ahigkeits anderung von der Wellenl6nge

1) B. Gudden u. R. Poh l , Zeitschr. f.

Wir nehmen in Obigem nicht an, daB bei Siitti- gung die Gesamtzahl der im Phosphor freiwerden- den Elektronen zur Mes- sung gelange , sondern nur ein gewisser im sel- ben Phosphor (bei glei- cher Temperatur) kon- stanter Bruchteil der- selben. Es sei dabei be- merkt, daB die Versuohe der Hrn. Gudden und Pohl an Diamant (Zeit- schrift f. Phys. 17. 331. 1923), den (von den Ver- fassern nicht gezogenen) bemerkenswertenSchlu13 zulassen, daB aus dem

Phys. 21. S. 1. 1924. -

Diamant samtliche frei- 9 I I L

werdenden Elektronen 8 P

ohne jede Absorption herausgefiihrt werden konnen. (DM von den Verfassern in den Vorder- grund gestellte Erfulhein des , , Quantenliquivalents'' war bereits durch Nwhweie des Okonomiekoeffizienten 1 bei einen CaBi-Phosphor genugend sichergestellt. Vgl. P. Lenard , Lichtabsorption bei den Phosphoren. S. 69. Heidelb. &ad. 1914.)

378 E. Rupp.

der auftreffenden Hochfrequenzstrahlu~g. Die verschiedenen Wellenlangenbereiche konnten durch verschiedene Primar- spannung des Induktors hergestellt werden. Erhoht man die Primarspannung, was bei der verwendeten Wechselstrom- maschine in weiten Grenzen moglich ist, so erscheinen immer neue kurzere Wellenlangen und schon vorhandene werden intensiver in dem MaB wie mit steigender Primarspannung das kontinuierliche Hochfrequenzspektrum nach kurzen Wellen

A .

1 I I 1 I I I I 30 50 luoKYe/T

Fig. 3. Leitfahigkeitsanderung.

ruokt.1) Man kann auf diese Weise die relative spektrale Verteilung der Leitfahiglreitsanderung bei verschiedenen Phos- phoren fes ts tellen. Urn Abweichungen der Leitfahigkeits- iinderung bei Phosphoren mit verschiedenem Metallzusatz leicht aufzufinden, wurde die Primarstromstarke stets so ein- gestellt, daB die Leitfahigkeitsanderung fur ZnCu mit Zu- nahme der Prima,rspannung nahezu auf einer geraden Linie blieb, wie in Fig. 3 die obere Kurve zeigt.

Un ter denselben S troms tkrke- und Spannungsverhalt- nissen wie hier fiir ZnCu wurde die spektrale Verteilung der

1) Das Hinzutreten der Wo-K-Strahlung kann dabei die hier 211

untersuchenden GesetzmaDiglieiten nicht storend beeinflussen.

Uber Phosphoreszenaerregung d t d Hochfrequenzstrahlen. 379

Leitfahigkeitsanderung fur verschiedene Phosphore ermittelt. In Fig. 3 zeigt die untere Kurve die Leitftihigkeitsanderung sines ZnMn-Phosphors in ihren gemessenen Werten. Reduziert man die obere ZnCu-Kurve auf ZnMn, dadurch, daB man die Ausschlage fur 40000 Volt eff. einander gleich setzt, so erkennt man aus Fig. 3: Die Leitfahigkeitsanderung des ZnCu und des ZnMn hat in ihren Relativwerten einheitlichen spektralen Verlauf.

A

?00

50

-

-

I I I I I I I

38 50 100 KVeR

445 68 9h f2b l&KV.s I I

Fig. 4. Leitfahigkeitshderung.

Auf gleiches Gewicht bezogen lauft die ZnCu-Kurve uber der ZnMn-Kurve, was mit der Zentrenverteilung (ZnMn hat mehr Zentren langer Dauer als ZnCu) zusammhangen mag.

Diese Leitfahigkeitsanderung mit wachsender Frequenz der erregenden Hochfrequenzstrahlen wurde noch fur ZnAg, ZnBi und ZnPb gemessen und die Ausschlage bei 40000 Volt eff. auf den Ausschlag der Leitfahigkeitsanderung des ZnCu als Bezugspunkt reduziert. Die so erhaltenen Relativkurven sind in Fig. 4 zusammengestellt. AuBer der Effektivspannung ist hier auch die aus dem Scheitelfaktor 1,35 berechnete

880 E. Rupp.

Scheitelspannung angegeben. Man sieht, daB die Kurve fiir ZnAg mit der fiir ZnCu (und damit auch mit der fur ZnMn) trotz der Unterschiede in der Zentrenverteilung und im Atomgewicht der phosphoreszenzfahigen Metallatome recht gut xusammenfallt. Hingegen biegen die Kurven fiir ZnBi urtd ZnPb bei ungefahr derselben Xpannung (etwa 95 KV) nach oben ab. Dieses plotzliche Ansteigen der Leitfahigkeits- anderung fur beide Phosphore ist urn so auffellender als es gerade bei einer Spannung erfolgt, die wenig iiber der Spannung der Absorptionskante der K-Serie won Pb (88 KV) und von Bi (90 KV) liegt. Die Leitfahigkeitsanderung der Pb- und Bi- Phosphore nimmt von da an mit wachsender Spannung in demselben MaBe zu, wie die der K-Absorptionskante ihrer phosphoreszenzfahigen Atome entsprechenden Hochfrequenz- wellenlangen intensiver werden und weitere noch kurzer- wellige Hochfrequenzstrahlen auf den Phosphor fallen. Die Leitf ahigkeitsanderung der Zn Pb- und ZnBi- Phosphore xeigt also eine deutliche Zunahme, wenn die auftreffenden Hochfrequenx- wellenlangen die Absorptionskante der K-Serie der phosphoresxenx- fahiyen Metallatome nach kurxen Wellen iiberschreitet. DaB fur Cu und ZnAg eine solche Zunahme bei einer bestimmten Spannung nicht bemerkt werden konnte, liegt daran, daB die K-Absorptionskante fur Cu (8,9 KV) und fur Ag (26 KV) bei vie1 langeren Wellen liegt.

Dieser Zusammenhang zwischen Leitfahigkeitszunahme und Hochfrequenzabsorptionskante der phosphoreszenzfahigen Metallatome findet darin seine einfache Erklarung , daB durch die Hochfrequenzstrahlen aus der K-Schale der wirksamen Metall- atome lichtelektrische Elektronen hoher Geschwindigkeit, ent- sprechend dem hohen h v-Wert der absorbierten Strahlung, ausgelost werden. Diese schnellen Elektronen konnen betraoht- h h e Mengen Sekundarelektronen befreien und diese Sekundar- elektronen werden dann die Zunahme der Leitfahigkeits- anderung verursachen. DaB die Sekundarelektronen die Phos- phorzentren auch zur Lichtemission erregen, sol1 im nachsten Abschnitt gezeigt werden.

3. Bei dieser Leitfahigkeitszunahme spielt auch der groBe hochfrequenzabsorbierende ~uer~chnitt des P h o s ~ ~ o r z e ~ ~ r u ~ ~ eine hervorragende Rolle. Wurde einem ZnBi-Phosphor die 10 fache Metallmenge als Bi-Nitrat zugemischt, 80 war der Galvano-

Ober Phosphoresxencerregung durch Heohfreqmzstrahlen. 381

aussohlag jetzt unverhndert derselbe. Es liegt das offenbar daran, daB das Bi-Atom in seiner Bindung im Phosphorzentrum ein vie1 weiter in den Raum sich erstreckendes Kraftfeld be- sitzt als im Bi-Nitrat. Man darf daraus schlieBen, daB die Valenzelektronen des Wismutatoms in ihrer Verkettung mit dem Schwefelatom des ZnS nur teilweise in Anspruch genommen werden. Fur Phosphore wird also dm sog. Additionstheorem der Hochfrequenxstrahlcabsorptiol.l ungiiltig. ') - DaB jedoch eine dnderung des Metallgehalts in den Phosphorzentren sich deutlich in der freiwerdenden Elektronenzahl bemerkbar macht, zeigt Tab. 1 ebenfalls fur ZnBi. Von den beiden Phosphoren3

Tabel le 1. ZnBi.

Spannung Metallmenge J-2 eff- KV. 0,001 Bi 0,004 Bi

iK l - -q t20 zeigt der mit dem 4fachen Metallgehalt nur mehr Leit- fahigkeitsanderung. Da in dem Phosphor geringeren Metall- gehalts mehr groBe Zentren ausgebildet sind als in dem andern, so wird, wie aus der geringen Leitfahigkeitszunahme des Phosphors mit mehr Metall folgt, den grofien Zentren ein groperer hochfrequenxstruhlubsorbierender Querschnitt zuzu- schreiben sein als den kleinen Zentren, wie es analog fur Licht bereits bekannt i ~ t . ~ ) - Erwahnenswert ist hier nooh daB beide ZnBi-Phosphore sich bei Zimmertemperatur im oberen Momentanzustand befinden, da13 also in beiden nur Zentren kurzer Dauer vorliegen. Die begrifflich wichtige Unterscheidung zwischen groBen Zentren und Zentren groBer Dauer fuhrt hier zu dem physikalischen Ergebnis, daB die groBeren strahlabsorbierenden Querschnitte den grol3en Zentren zugehoren, unabhangig von der Temperaturlage, soweit nicht bei hoherer Temperatur ein Zerfall der Zentren eingetreten i ~ t . ~ ) DaB grol3en Zentren eine verhaltnismhI3ig groI3ere Leit-

1) Auch bei Sekundiirkathodenstrahlung wird fur Phosphore des Gesetz der atomaren Addidivitiit ungultig. Vgl. P. Lenard, Lioht- summen bei Phosphoren S. 38. Heidelb. Akad. 1912.

2) R. Tomaschek, a. a. 0. Tab. V. Nr. 5 und 11. 3) ,,Lichtabsorption" S. 45. 4) 8. H. Kuppenheim, Ann. d. Php. 70. 8. 81. 1923.

382 E. Rupp.

fahigkeitsanderung zukommt, wird im nachsten Abschnitt noch niiher ausgefuhrt werden.

Liohteumme und Lei~~higkeitaBnderung. 1. Ein ParalbZgehen von Lichtsumme und Leitfahigkeits-

anderung wahrend deer Erregung ahnlich der friiher gefundenen Proportionalitat der Liohtsumme und Leitfahigkeitsanderung bei Hitzeaustreiben des Phosphorlichtes l), lieJ3 sich auch hier erwarten, falls die Phosphoreszenzerregung und die Leit- fahigkeitsiinderung durch die Hochfrequenzstrahlen Wirkung lichtelektrischer Kathodenstrahlen bzw. Wirkung der Sekundar- elektronen dieser Kathodenstrahlen ist. Allenfells konnte jedoch vollstiindige Proportionalitiit zwischen Lichtsumme und Leitfahigkeitsanderung durch selektives Hervortreten bestimmter Zentrengruppen weitgehend beeintriichtigt werden. Die in Tab. 2 niedergelegten Messungen an zwei ZnCu-Phosphore verschiedenen Metallgehalts bei Anderung der auftreffenden Hochfrequenzstrahlwellenlangen sohaffen hier nahere Auf- kliirung.

Tabel le 2. zucu. -

Metallmenge 0,001 cu SPa-Ung

eff. 0,)001cu

Leit-

1,44 95 98 74 154

Wie man sieht, steigt fur den Phosphor mit wenig Metall (0,0001 g Cu/l g ZnS) bei Ubergang zu kurzerwelligen Hoch- frequenzs trahlen die Leitf ahigkeitsanderung proportional der Gchtsumme an. Bei dem Phosphor mit groperem Metallgehalt jedoch steigt die Lichtsumme starker als die Leitfahigkeits- Bnderung. Also auch hier wieder eine Bevorzugung der groBen Zentren, die im Phosphor mit weniger Metallgehalt in groljerer Zahl ausgebildet sind, zur Leitfahigkeitsanderung.

Die groljere Zahl der von groBen Zentren gelieferten Sekundarelektronen findet darin ihre Erklarung, dalj die im

1) E. Rupp, Ann. 70. 398. 1923.

tfber Phosphoreszenzerregung durch Hochfrequelzzstrahlen. 983

Fullmaterial des Phosphors lichtelektrisch durch Hochfrequenz- strahlen ausgelosten Elektronen hoher Geschwindigkeit durch die groBeren sekundarstrahlenden Querschnitte der groBen Zentren vorziiglich in diese hineingezogen werden und in ihnen eine oft betrachtliche Zahl Sekundarelektronen befreien, die als Leitfahigkeitsanderung zur Messung kommen.

2. Diese Erklarung wird durch folgende Messungen an ZnPb weiterhin gestutzt. Es wurde wieder Leitfahigkeits- anderung und Lichtsumme in Abhangigkeit von den auf- treffenden Hochfrequenzstrahlwellenlangen untersucht. Die Lichtsumme muBte, urn gut meDbar zu werden, bei der Temperatur der fliissigen Luft erregt werden. Der Phosphor wurde auf einem in fliissige Luft tauchenden Al-Block erregt und von da auf das Heizblech vor die bereits geoffnete licht- elektrische Zelle gebracht. Tab. 3 zeigt die MeBergebnisse fur die blaue 8-Bande.1)

Tabe l l e 3. ZnPb (0,0002g Pbj l g ZnS).

Die Lichtsumme steigt auch hier zuerst proportional mit der Leitfahigkeitsanderung beim Auftreffen immer kurzer- welliger Kochfrequenzstrahlen. Sobald man sich aber der K-Absorptionsskte des wirksamen Metallatoms nahert, steigt die Lichtsumme betrachtlich starker an als die Leitfahigkeits- iinderung. Da die Absorptionskante nicht Erregungsmaximum sein kann im Sinne der optisohen Dauererregungsstellen, die Lichtsumme jedoch mit Erreichen der Absorptionskante starker ansteigt, so wird der Erregungsvorgang ein anderer sein als fur Licht. Wieder findet man die einfachste Erklarung hierfur in den durch Hochfrequenzstrahlen lichtelektrisch ausgelosten Kathodenstrahlen. Die beim Erreichen der Absorptionskante --

1) R. Tomaschek, a. a. 0. Tab. VI. Nr. 4.

3 84 E. Rupp.

aus der K-Schale des Atoms mit sehr hoher Geschwindigkeit ausgelSsten Elektronen erregen beim Durchqueren einer Reihe kleiner Zentren diese Zentren zur Lichtemission durch Sekundarstrahlbefreiung, wodurch die Zunahme der Licht- summe zustande kommt. Ein Teil dieser Sekundarelektronen wird unmittelbar zur Leitfahigkeitsanderung beitragen, wahrend ein anderer Teil infolge der weit in die Umgebung ragenden Kraftfelder der grol3en Zentren diese Zentrcn durchquert und so auch die Lichtsumme weiter vergroBern kann.

Aueleuchtung durch Hochfrequenzstrahlen. Es sollen hier nooh einige Messungen zum Nachweis einer

Ausleuchtung durch Hochfrequenzstrahlen mitgeteilt werden. Ausleuchtung ale molekular-lokole Temperaturerhohungl) iiu13ert sich bei Phosphoren darin, da13 Zentren liingerer Dauer in solche von kurzer und kurzester Dauer verwandelt werden.

Ein einfacher Versuch gestattet das Vorhandensein einer Ausleuchtung an Phosphoren durch auftreffende Hochfrequenz- strahlen qualitativ nachzuweisen. Man verteilt einen ZnCu- Phosphor so zwischen zwei Glasplatten, da13 man eine gleich- ma13ig leuchtende Flache erhalt. Erregt man zuerst die ganze Flache mit ultraviolettem Licht, verdunkelt dann die eine F1achenha.lfte durch ein ubergelegtes schwarzes Papier, so leuchtet wiihrend neuer Belichtung die unverdeckte Halfte heller ale die abgedeckte. - Macht man nun denselben Ver- such mit Hochfrequenzstrahlen: Also Flache erst mit Licht erregen, einige Zeit abklingen lassen und jetzt wiihrend der Hochfrequenzbestrshlung die eine HBlfte mit Blei abdecken, so leuchtet die unbedeckte Halfte zuerst deutlich auf; aber schnell sinkt ihr Leuchten und kommt bald unter die Hellig- keit der abgedeckten, normal abklingenden Hiilfte.2)

1) Vgl. P. Lenard, Ausleuchtung und Tilgung. Teil 111. 8. 66. 1918 - Die durch Messungen an Phosphoren eingehend untersuchte ,,molekular-lokale Temperaturerhohung" scheint auch in anderen Stoffen als Wirkung von Wellenstrahlung aufzutreten. Hr. F. Dessauer nimmt an, daB sie auch bei der physiologischen Wirkung der Hochfrequenzstrahlen eine Rolle spiele und nennt sie dort ,,Punktwiirme". Vgl. F. Dessauer, Zeitschr, f. Phys. 12. 38. 1923.

2) Bei liingerer Bestrahlungszeit stellt sich natiirlich ftir die be- strahlte Hillfte ein Gleichgewichtszustand her und die abgedeckte, ab- klingende Hillfte wird dunkler ale die andere.

Uber Phosphoreszenzerregung durch Hocl~frequenxstrahlen. 385

Diese Ausleuchtung wurde auch quantitativ verfolgt in ihrer Abhangigkeit vm deer Zerztrendauer. Tab. 4 zeigt die Messungen an ZnCu. Die erste Spalte gibt die Zeit nach SchluB der Erregung, zu der die Lichtsumme gemessen wurde. Spalte 2 gibt die Lichtsummenvverte, wie sie bei Erregung mit blau- gefiltertem Nernstlicht erhalten wurden. Jetzt wurde die Phos. phorschicht sowohl rnit Nernstfaden wie gleichzeitig mit Hoch- frequenzstrahlen 10 Min. bestrahlt ; die so erhaltenen, jezt ver- minderten Lichtsummen zeigt Spalte 3.

Tabe l l e 4. ZnCu.

Aus dem Verhaltnis der Lichtsumme rnit Lichterregung zu der rnit Licht- und Hochfrequenzstrahlerregung ersieht man, da8 die 2ichtsummenvermilzdernde Wirkung die Zentren Eanger Dauer starker erfapt als die kurzer Dauer. Nun wirkt Ausleuchtung durch Licht in derselben Weisel) - Tilgung hingegen umgekehrt - so dab also auch in dieser Beziehung Ausleuchtung des Phosphorlichtes durch auftreffende Hoch- frequenzstrahlen nachgewiesen ware. Ob die Ausleuchtung reine Hochfrequenzstrahlwirkung ist oder ob sie, was wahr- scheinlicher, durch die verschiedenen Phosphorbanden, die durch Sekundarkathodenstrahlen auBer der zu untersuchenden Bande stets auch rnit erregt werden, hervorgerufen wird, wird aus Untersuchung der Phosphoreszenzerregung rnit Kathoden- strahlen zu entscheiden sein.2)

Phosphoreszenzerregung mit r-Strahlen. Die fur die Phosphoreszenzerregung mit Rontgen-

atrahlen im vorstehenden zutage getretenen Gesetzma,i.Big- --

1) P. Lenard, a. a. 0. Teil 11. S. 23. 2) Eine solche Untersuchung ist zurzeit im hiesigen radiologischen

lnstitut im Gange. Annalen der F'hyaik.. I". Foigt-. i5. 25

386 E. Rupp.

keiten lassen sich fur Erregung rnit den kurzestwelligen Hoch- frequenzstrahlen, den y- Strahlen, noch in verstiirktem MaBe erwarten. Es wurden daher Lichtemission, Lichtsumme und Leitfahigkeitsanderung verschiedener Phosphore einer Unter- suchung rnit den y-Strahlen eines Radiumpriiparats unter- worfen.

Das Radiumpraparat (37 mg Ra- Element) befand sich in doppelter Silberkapsel. Der zu untersuchende Phosphor wurde meist in 1 em Abstand vom Praparat der y-Strahlung ausgesetzt. Die B-Strahlung wurde durch die Silberumhullung absorbiert.

Lichtemission. Die Bandenemission der Phosphore zeigt bei Erregung mit Licht und rnit Kathodenstrahlen oft be- merkenswerte Unterschiede. Besonders treten bei Kathoden- strahlen Kaltebande, die bei Lichterregung erst bei der Tempe- ratur der flussigen Luft deutlich feststellbar werden, in oft recht erheblicher Intensitat noch bei Zimmertemperatur auf. Es war daher wichtig, die durch y-Strahlen erregten Phosphor- banden mit denen bei Licht- und Kathodenstrslhlerregung auftretenden zu vergleichen. Die Momentanerregung mit y-Strahlen ist liujj’erst gering infolge der geringen S trahl- absorption. Bei Erdalkaliphosphoren konnte stets nur ein fahles Leuchten ohne kennzeichnende Farbunterschiede be- obachtet werden. Das hellste Leuchten wahrend der Erregung wurde bei den ZnCu-Phosphoren festgestellt, die deutlioh die grune cc-Bande emittieren. Im Nachleuchten hingegen lieBen sich bei einer Reihe Phosphore gute Beobachtungen durch- fuhren. Der Phosphor, dessen Licht vorher durch Erwarmen ausgetrieben worden war, wurde etwa 12 Stunden im Dunkeln den y-Strahlen ausgesetzt. Nach dieser Erregung ist er voll- standig dunkel, es sind also nur die Zentren langer und langster Dauer erregt. Nur ZnCu cc leuchtet merklich griin. Bringt man den Phosphor jetzt auf ein Heizblech und treibt das aufgespeicherte Licht durch ziemlich schnelles Erwarmen aus, so 1aBt sich meist ganz gut die Emissionsbande mit einem Spektroskop feststellen. Die so untersuchten Phosphore sind in Tab. 5 zusammengestellt. Dieselben Phosphore wurden auBerdem rnit Licht einer Eisenlampe und rnit Kathoden- strahlen (0,3 Lg) erregt in ihrem Nachleuchten unter-

Ober Phosphoreszenxerregung durch Hochfrequenxstrahler. 387

sucht.1) Die angegebenen Banden sind die dabei am inten- sivsten auftretenden. Klammer bedeutet sohwacher, aber deutlich feststellbar, 0 bedeutet uberhaupt kein Leuchten, auch nicht momentan.

Tabel le 5. Nachleuchten bei pstrahlerregung.

I

ZnCu 0,0001 g Cu . . . . . ZnCu 0,0001 g Cu hochgegliiht ZnMn 0,002 g Mn . . . . . . G B j I n . . . . . . . . . . SrBi I n . . . . . . . . . . CaNi . . . . . . . . . . . Borsaurephenanthren . . . .

Phosphor 1 Licht i

a ( p ) a a a a a griin

; y I i y 0 0

Die Tabelle l6Bt erkennen, daB die Banden, die durch Kathodenstrahlen am starksten erregt werden, auch durch y-Xtrahbn am starksten zum Nachleuchten kommen. Be- sonders wichtig ist dabei, daB Kaltebanden, die durch Licht erst bei tiefen Temperaturen nachweisbar sind, bei Kathoden- und y- Strahlerregung bei Zimmertemperatur noch stark auf- speichern konnen. So zeigte der hochgegluhte2) ZnCu-Phosphor der durch Licht ausschlieBlich grun nachleuchtet, bei Kathoden- strahlerregung und folgendem Hitzeaustreiben erst weil3lich- grunes Leuchten und spater bei etwa 150OC nur noch ein rotes Leuchten, dessen spektrale Lage mit der der Kiiltebande 6 ubereinstimmt. Derselbe Phosphor, mit y-Strahlen 12 Stunden erregt, leuchtet beim Erwarmen zunachst gar nicht, bis bei etwa 150--2000 C ein rotes Aufleuchten von verhiiltnismaBig groBer Intensitiit zu beobachten ist, das in seiner spektralen

1) Das Nachleuchten der ZnS-Phosphore durch Rontgenstmhlen stimmt mit dem durch Kathodenstrahlen iiberein, ist nur von weit ge- ringerer IntensitSit. Das Nachleuchten der anderen Phosphore der Tab. 5 durch Rontgenstrahlen konnte wegen zu schwacher IntensitiLt nicht genau genug festgestellt werden. Die bei y-Strahlen verwendete Methode langer Erregungsdauer mit nachfolgendem Hitzeaustreiben hatte die Apparatur zu sehr beansprucht.

2) Hohe Temperatur begiinstigt das Auftreten der 8-Bande. VgI. R. Tomaschek, Ann. d. Phys. 66. 200. 1921.

26 *

3 88 E. Rupp.

Lage mit der 8-Bande zusammenfallt. Ganz entsprechend leuchtet der mit Kathodenstrahlen oder y-Strahlen erregte CaBi I n bei allmahlichem Erwarmen erst weiBlichblau und schlieBlich bei hoher Temperatur deutlich rot im Lichte der Kaltsbande y.l) Auffalllend ist auch das Verhalten eines CaNi-Phosphors, der durch Licht erregt rot nachleuchtet, duroh Kathoden- und y-Strahlen jedoch kraftig gelb. Bor- saurephosphore werden durch Kathoden- und y-Strahlen uber- haupt nicht erregt. Wieso Kaltebanden bei Kathoden- und y-Strahlerregung bei Zimmertemperatur noch stark auf- speichern, so daI3 fur diese Banden sogar Zentren langerer Dauer als fur CaBia in reichlicher Zahl auftreten, sol1 hier nioht weiter behandelt werden. Wichtig ist hier, daB y-Strahlen ausschlieBlich solche Banden erregen, die auch von sohnellen Kathodenstrahlen kraftig erregt werden. Daraus ist zu folgern, daB pStrahlen hauptsachlich durch ihre schnellen lichtelektri- schen Kathodenstrahlen den Phosphor erregen, was ganz ubereinstimmend auf anderem Wege fur langerwellige Hoch- frequenzstrahlen in den vorhergehenden Abschnitten nach- gewiesen wurde. Dieses Ergebnis wird durch die folgenden Lichtsummenmessungen bei y-Strahlerregung noch wesent- rich gestiitzt.

Lichtsummen. Die Lichtsummenwerte bei y-Strahlerregung sind naturgemaB sehr klein, da die Strahlabsorption im Phosphor sehr gering ist und nur Zentren langster Dauer fur die Messung in Betracht konimen. Zur Lichtsummen- rnessung wurde daher ein CaBi I n verwendet in etwa 1 mm dicker Schicht auf Deckglas. Die Messung erfolgte nach den in Fig. 5 angegebenen Erregungszeiten (in Stunden), 15 Min. nach Erregung, mit einer lichtelektrischen KA-Zelle. Die so erhaltenen Lichtsummen zeigt Fig. 5 .

Die Lichtsumme steigt bis gegen 25 Stunden Erregungszeit proportional der Zeit an, dann wendet sich die Kurve asym-

1) Hr. R.Stadler hat im radiologischen Institut fiirKathodenstrahlen diese Beobachtung schon friiher gemacht, ebenso die folgende an CaNi. Uber das Auftreten einer Kllltebande im Nachleuchten eines CaCuNa- Phosphors auch bei Lichterregung vgl. P. Lenard und V. K l a t t , Ann. 15. 430. 1904. Derselbe Phosphor leuchtet mit y-Strahlen erregt auch dann noch stark rot nach, nachdem sein blaulichgrunes Nachleuchten schon vorher durch Erwiirmen ausgetrieben worden ist.

Uber Phosphoreszenzerregung durch Hochfrequenzstrahlen. 389

tolisch einem Grenxwert xu, der nach 3 tagiger Erregungszeit noch nicht ganx erreicht war, denn nach 75 Stunden Erregung stieg die Lichtsumme noch auf 22 Sk. an.

Zur Verstarkung der y-Strahlabsorption wurde derselben Phosphormenge die 100-normale Wismutmenge als Nitrat beigemischt und wieder wie oben die Lichtsumme gemessen. Die Lichtsumnienwerte haben dadurch um das 1,Sfache zu- genommen, wie in Fig. 5 die obere Kurve zeigt.

20 -

72 24 Fig. 5. CaBin. pstrahlerregung.

Vergleicht man diese Lichtsumme mit y - Strahlerregung Tmit denen bei Zangerwelligen Rontgenstrahknerregung, so be- merkt man, daB die dort auftretenden Besonderheiten hier in verstarktem MaBe zutreffen: Die Lichtsumme steigt noch langsamer zu einem Grenzwert an; durch kunstlich vermehrte Strahlabsorption kann die Lichtsumme auf nahe den doppelten Wert gesteigert werden, wahrend bei Erregung mit Ianger- welligen Hochfrequenzstrahlen diese Zunahme nur 5 v. H. betrug (vgl. S. 374).

Man wird daraus zu schlieBen haben, daB auch bei Er- regung der Phosphore durch d ie kiirxesten Hochfrequenzstrahl- wellenlangen der Hauptanteil der Phosphoresxen,zerregung den lichtele kirk ehen dur ch y -8trahlen azcsge 1 osten Ele ktronen zu- k o ~ ~ ~ , die infolge ihrer beeonders hohen Geschwindigkeit weite Wege im Phosphor zurucklegen konnen und dabei be- triichtliche Zahlen Sekundarelektronen auslosen werden. So betriigt 8. B. die Grenzdicke fur Kathodenstrahlen von 0,9 Lichtgeschwindigkeit 1,3 mm A1 und die totale Sekundar-

390 E. Rupp. Phosphoresxenxerregung durch Hochfrequenzstrahlen.

strahlung S = 5400. Fur Elektronen der langerwelligen Hoch- frequenxstrahlen von 80000 Volt ist dagegen die Grenzdicke nur 0,08 mm A1 und die totale Sekundarstrahlung etwa 580.l) Daraus wird verstandlich, wieso die Lichtsumme bei ver- mehrter y-Strahlabsorption durch Wismutbeimischung noch stark ansteigen kann im Gegensatz zur geringen Lichtsummen- zunahme bei der langerwelligen Hochfrequenzstrahlung von 80000 Volt.

Leitf ahiglceitsanderung. Messungen der Leit f ahigkeits- Hnderung mit y-Strahlen konnte nicht durchgefuhrt werden, da die feststellbaren Dauerausschlage des Galvanometers von hochstens 10 Sk. - 4-10-10 Wb fur Phosphore und fur Sulfid keine deutlichen, als Wirkung der Phosphorzentren zu betrachtenden Unterschiede nachweisen lieBen. Ballistische Messungen gaben gar keine Ausschlage. Da y-Strahlen nur die relativ in ge- ringer Zahl vorhandenen Zentren langer Dauer gut erregen und diese nur langsam anklingen, wird es indessen verstand- lich, darj keine diesen Zentren zukommende Leit,fahigkeits- anderung gefunden werden konnte.

Hrn. Geheimrat Lena rd mochte ich zum SchluB fur wertvolle Ratschlage meinen Dank aussprechen.

Heide lberg , Juni 1924.

1) P. Lenard, ,,Quantitatives" a. a. 0.

(Eingegangen 25. Juli 1924.)