A N N A L E N D E R P H Y S I K 5. FOLGE, BAND 15 , HEFT 6, DEZEMBEB 1 9 3 2

Bus Eisenspektrunh 4w der Wusserstoffflumme

Fron Magdale%u Adam*)

Das Eiscnflaiiiiiiens~)ektri~ni 1) urde in neuerer Zeit untcr- mcht ron Locl ryer und Goodson] ) in der M-asserktoff- rSaiicrstoffflniiiiiie, ron de U ' a t t e r i l l e z, in der Luft-Leuchtgas- flaiume imct v o r i Heiiisalech3), 4, allein oder zusaiiimen iiiit d e W a t t e y i l l e 5), ") ,in Geinischcn von Luft oder Sauerstoff mit Lruchtgns, \Irasherstoff oder -4cetglen. Xach den bisherigen Erfahrunpn ist das Flammenspktrunt niclit nur unahhiingig yon der Art tlvr Eismverbindung , sontlern es erscheinen i i r i allgellieinen aiicli in den versehiedenen E'laninien die gleiclien Linien. Sie unterscheidm sich nur durch ihre relatiren Intensitsten; iriit steigender Flarnrnentenlperatur treten die Liiien der liiiheren Teniperaturklassen irriiner stiirker herror. Nnr iiii K c m der Leuchtgasflamme tretezl erheblich mehr Eisenlinien auf. Reini T'ergleich der Intensitiiten der Eiben- flainnienlinien in der Vasserstoff -Sauerstof€flarnrne und iin Bogen fanden L o c k y e r und G o o d s o n l ) die Linien der 1'cinl)eratiir.lrlasse 1 in der Flairtnie versth-kt, die der Klasse I 1 und die tvenigen der Klassen 111 und 11' geschwkcht.

In neuester Zeit beobachtet Meunier?) auch in der reinen IT-asserstoffflarnrne - ohnr Beiniengung von Luft oder Sauer- stoff -, in der hisher kein Metallspektrum erhalten werden konnte, ein F'lamnienspektruni und giht bei Eisen die 12 stbksten Linien an.

Die Untersnchnng von M e u n i e r wird ron niir weiter- eefiihrt. Es aerden siimtliche auftretenden Eisenlinien, etu a z 4 0 an der Zah1,- niit ihren Intensitkten, Temperatur- und gruckklassen iind Serienhezeichnungen bestiiiiirit und.. die Anderung dcr Helligkeitsverteilnng iw Spektrurn hcim Uher- gang yon der Wasserstotfiamrne zu den anderen Flanimeri uiid dem Bogen untersucht.

*) Auszug eines Teils der Berliner Dissertation. - Ein eweiter Teil ,,Der Poleffekt des Eisens" ist bereits im vorigen Heft der Ann. d. Phys. erschienen; ein geometrisch-optischer Teil ,,Vorteil und Nachteil der Dis- persion im Plattenprisma der Lummer-Gehreke-Platte" erscheint dem- nachst in der Ztschr. f. techn. Phps.

Annalen der Physik. 5. Folge. 15. 40

614 A n m h Czer Physik. 5. Folge. B a d 15: 1932

Versuuhaanordntmg Die Vcrsuchsanordnung war die gleiche wie hci Xeunier.7)

Der ciner Wassctretoflbombe entnoruniene Wasserstoff ~vurde (lurch ein knief'iiruiigcs Glasrolir geleitet , an desscn Boden rsich Eiscnosydulosalat bcfhnd, und braunto 1)ei eiuer Flipiiieu- h i h von 12 cni vertiikd aus einer 111111 weiten Offnung eiues 1 cm vieiten und 8 cin langen (&~arzrohrcs. Boiube, C3asrohr uud Quarzrohr waren (lurch Gasschliuche iiuteinander rerlnmclen, das Qua.rzrohr wurde von cincu Stativ gehaltcn. Duroh Klopfen ~ C R Glasrohres emeichte ich, ds13 eine g&igtintle Yahniengc yon !!el11 W'asserstotfstroni mitgcf iih1.t wurde. Bei cjner griifieren Otthiing ttls l/, i i i i i i war kein ~isenrrpektluni xu crhaltcn.

Die spektralc Zerlegung wurcle niit eineni C~lakispcktro- graphen haw, fiir dalr Llltraviolett iiiit eineiii (&.uimspekt.ro- graphcn kleirier J)inp(!rsion ~org( !no i i i~u~~~ .

Ergebnbse h s zieuilidi lichtschwttche Eirscnspektruiu errsdicint auf

eineiii relativ starkcn kontinuierljchcn TJntergruncl uud ist jni Ultrayiolett VOJI W';~~sertiniti~~fbanclen ii1)erlagcik EH entlirilt iu dlgciiieinen ilic gleiclieu Ljiiien, aelclie von Helusalech uud de W a t t e v i h 6 ) bm~. Lockycr uid (:f-oodfiolil) in dcr ~ar;scirito~-Kitiu~~t(,tftlaiiiiiie iiutl voti (1 e Watt e v i 11 c 3 i i n JIaiitol cler 'IJeuc1itgasHaiiiu)e gefunden wurden; nur die licht- scharichotcn Linien felilen auf iiieinen ..~u~I~&uIcI~. (hgcniiber Heustilecli wid clc M'atteville?) zeigt liich insofern ein lie- deutenclerer I!nterschierl, %Is icli statt der von ihnen mit der Iritcnsitilt 4 angegcl)enen I h i c 3814, die dcr Druckklaye b angehiirt, die Linicr 3408 clcr Druckklassc a findc, in bx- einatinunung mit der 13eol~clitu~g vori de Wattevillez) im Yaiitel clcr ~~euo1itfi;tsHaiiiive.

Eine vollsttnnitige Tabcllc aller von lnir gefundcrieii Linien initsmt den von niir gesohiitzten htensitiiitcn irst in der un- gekiirzten Disseitatiou enthaltcn, wo fiir jedc einaclrie Liuie die Druck- und !I!eniperatuklast;c! und die 8erienbezeichnuugcn angegeben sowic cine Reiuerkung dariiher enthalten iRt, oh die 1)etrcfiende Liuic i i i i Yergleiich miin Rogen gyclmwiicht oder vcrstiirld crscheint; und ivo awii Zwecke (les 1 ergleichs auch die vou H e i ~ ~ ~ i l l c d ~ uud de Wattovillc6) m d Lockyur und Goo d s ~ n l,) in tler ~ a ~ a e ~ . t o ~ ~ ~ ~ u e ~ ~ ~ ~ a ~ i i i i i c uiid yon de R a t t c v i l l c 2:) iui ;CZuiitel der Leuchtgasflamme gefuudcnen Intensititen aiigcyyhn rsiud. In d a n hicr a1)gediuckten *us- mge sintl mir iu Talt. 1 (lie Xultiplctts zusa~nmengcrrtcllt, zu

M. Adam. Das Eisenspektrum in der Wassersloffflamme 615

Tabel le 1

6 13 4 13 4

12 3 S 2

.~

n 3 F - a5G* I 8

5 12 1 -5 - 2 12

-

-

3 4 1 5 1 Int., 1 Druckklasse 1 Bogen:Flamme ~

l,5

1,5

' 1

l -

a

a

a

b

1)

1)

n

a

b

b

b

a

a

b

b

I I sehr verstarkt

I verstiirkt I

I verstilrkt I

geschw iich t

gesc h wiic h t

I

j sehr geschwiicht I

sehr verstarkt 1 , verstiirkt

geschwacht

geschwiicht

geschwiicht

, verstsrkt

i auB. verstarkt

* 1 sehr geschwiicht

, sehr geschwacht I

616 Annalen der Physik. 5 . Folge. Band 15. 1932

dieses 31ulti1)letts tlas aritiinietibche Mittel bildcte. Mpalte 4 eutliiilt die Druckklasse, zii tler die Linien cles betreffenden Nultipletts gehiireri; S l d t e 5 giht cntllicli an, 01) die einzelrirn 3lultiplctts in der M‘asserstofitlaniuie im Tergleich Zuni Bogen gesclin-iicht odor verstyirlit ersclieinen. Die Angal)en diesor ietzten S1)alte wurden ditt1iirc.h erhalten, daB icli die z\\ ei iiiit deniselben Spektrogra1)heii erlialtenen hufnnliinen gleicher niitt- lerrr Scliwiirxiing voni E:i~enspektruiii cler T~-asserbtofffianiiii~~ einerseits mid des 6 ~Iiii1).-E~iscr~t)oge1is andererbeits iiiiteinander verglich (Esl’t~~itiori~xeiten 1)ciiii Hogen 5’, h i der Flairinie 1 Sttl.).

Die in tier ~~-a , s se r s to~~ami r i e auftretendeu Ejsenlinien, 72 ati der Zahl, gehiirtvi xu (leu ‘L’eniperaturklassen I untl 11 und den Z>ruclilrlamen a nnd b uritl geheu ron deli1 (h indterm a jf) urid den beiden metastalden Ziistlinclen a 5 F und aus. Etwa die Hiilfte nller Eisenljnicn gehiiren zu den voin Griind- term a 50 aiihgehetiden 31iilti1)letts a 511 - a 5D*, a5D - a 5P, a 5D - a 5P*; der griiute ‘l’cil der lichtstiirksten Eisenlinien wird durcli dah Xiiltiplett a 50 - a 51~* geliefert, das bei ireitem (lie griiWte iriittlere Tntensityit untei* alien 14 Nulti1)letts anf- \t eist. lm iilrigen erscheinen tliewlben Jlultipletts wie in der \.l‘asserstoff-S:tuersto~~aniirie nntl iiii Mantel der Lenchtgas- flaniine,\\ie eine Dnrchsioht deraon H e m s a l e c h und cie R a t t t - vi l leb) sowie voii d e Tl’attevil le2) angegebenen Linieri ergibt, niit Ausnahme clcs JTnltipletts a:{F - b (U”, das hereits in den beitlcn nnderen Flaiiiirien die kleinste niittlere Intensitiit a u f ~ e i h t .

Hinsichtlich tler &ncterung tler HelligkeitsvcrteilLitig iin Eisenspelctrmii bcini 1il)ergang ~ o i x Bogen zur 1Tasl;erstotf- flaniiiie (Sl$tc 5 der Tabellr) ergibt sich fiir rlas sichtbare Spek- tralgebiet Uhereinstiniinung init den von T ~ o c k y e r 11. G o o d s o n l ) an der n‘asserstoft’-Kauerstc!f.t~aniiue gcrnachten Reobachtungen ; ini Ultraviolett wurcle (lie Anderuug der relativeil tntensitytten beini Ubergang ~ o i i i Flanmen- zuni Bogenspektrum des Eisens bisher uherhau1)t noch niclit untersucht. Beirii Verg1eic.h zweier Aufiiahaieu gleicher iiii ttlerer Schv iirzung (vgl. ohen) crscheinen die Tinit>n der Druckklasse a, die irii allgenieiuen vom &-undteriii a ‘1) ausgehen iind nach der Bezeichnurigs- mif ie von Heiiis a1 e ch I) Flaminenlinien der Grulqe I sind, in der lTrahscrstoffflamme gegenuher dem Bogen verstiirkt. \pLhrend dagegen die Liiiien cler Druckklasse b, die von den uietastabilen Zustiinden a ‘8’ iind a ‘.8’ ausgehen, geschwiiicht erscheinen; ti. h. in1 Verhiiltnis zur Gesamtzahl aller emit- tierenden dtorne steigt die Zahl dejenigen &,tome, ivelche eine a-Linie emittieren, und fRllt andererseits die Zahl der-

M . Adam. Das Eisenspektrum in der Wasserstoffflamme 617

cjcnjgt~ri ;\toiiie. clclie eirie b-Linie wiittiereri, weiiii iii:tii 1 oil1

Iini riiin weiter die TTerteilung der Intensitsten :xiif die a- and b-Tinicn niiteiriander .i.ergleichen ZII Itiinnen, 11:tl)e ich fiir idle tlrei E'lamuien die Mittel\$ erte ails den Iiitenaitiiten aller a-Linien so\\ ic die llIittclwrte aim den Jritensit~tten aller b-Linien gelddet und in 'I'ab. 2 zusai~inicngehtellt. Tlalwi l w rintzte icli fiir die \\'ashc.rstoft'flaiiiiiie die von niir gefimdeiien iind in cler ollstiindjgen Dissertation verzeiclirietcn Triten, der Einzellinieii, fiir (lie beiden andereri Flaniiiien die hitiitsarigia1)t.n \ O I L H e111 b a1 ecli mid d e \\.att evi l le h , l m . t i c U7atter i I le2) . CT-ie in Tab. 1 wurcle uieder cine Ilinie. (lie in c1c.r eincri oder itndwen tler c h i Flaiiinieri riicht beob- achtet J\ ordrn iht, ffir die betreft'encle Flaiiiiiic.~ niit rler lriteiisitiit 0 angesetxt imd so hei dcr I\ilittell)iltlimg iiiit he- riicksiuhtigt. Es ergibt sich, daB die so 1)erechneteii iiiittleren

BOgt?ll Z l l r T\7asSerhtoft'flaUilli~ ilhergfht.

Intensitiitcn lwi cicn a-Linien I)cini Uijberga~g von der \\'asst+ atoff-~aucrstof~iiaiiiiiie mni Nantel der Leuchtgasfliaiiiiiie iiiitl n citcr ziir \ ~ ~ ~ ~ s s e r s t c i ~ ~ a m n i c zmelimen, N iihreritl sie Lei tlm b-Linien :tlmehnien. Beriicltsichtigt nian noch, dal3 die u-Tinien gegeniiller clcri b-linien niclit nur h i m i;'bergang voni 13ogeli zur n'ahserstofiiiainnie (voriger Ahschnitt), sonclern p c h Lo cr ky e r und G o o t l r , o ~ i ~ j (161. S. 613) sogar schon lwini llbergang rom Rogen ziir T~~asserstoftf-Sauersto~flarnlrie verstjirlit rrsclieiiien, so ergibt hivli folgcndes Gesamtresultat: Schreitet iiian i r i der lteilie

Wahserhtoffflanime, Mantel der Leuclitgasflaiiini(., \Tlasserstoff-Sauerstoffflaninie, Uogen

VOLI links riach reclits fort, 60 trrten die Eisenliiiien hijlierer ;Inregnrigsstufcri (b-Linien) gegeniiber den Liuien iiiederer An- regungsstufen (a-Linien) allniii hlich inirrier stiirker liervor ; uiiter allen bisher bekaiinten Flainlrien zeigt die Wahserhtoffflaiirnie die geringste niittlere dnregungsenergie.

618 Annalen der Physik. 5. Folge. Band 15. 1932

Zusammenfasaung Es M ird iiiit eiueiii Glas- bxa-. Qn:irzhl)elttroRrap'hen ge-

ringer Dislierbiorl (la6 >~isenblwktrmn in der \~as~erstofffianni~e untersucht. -41s wichtigstes Ergelmis ist zu beirierlten, dal3 in diewr Flaiiiiiic die a- l inien in1 T'cvgleicli z u den b-Linien sowoh1 gegeiiiibcr deni E:iwA)og,eri als aiich gegeniiber clcr ~ ~ - a s s e r s t o ~ - K a u e r s t o ~ ~ ~ n i i n e uiid den1 Mantel der Leuchtgas- fiaiiinie n~erltlich verstiirkt erschcirieu. Tin hesonderen ergibt sich, daS die Tinicn liiilierer Bnregungsstnfen (b-Linien) gegen- iiber den l i n i r n itietlcrer drmgwigsstufen (a-Linien) allnish- lich ininier htgrker hervortreten, wen11 iiian in der Reihe

~~abserstoffflaitiniti. Mantel clrr TJeuchtgasfianiiiie, n~ahserstoft'-Kauersto~~aiiinie, Bogen

von links nacli rechth furtschreitet. TTrrter allen hisher be- ltannten F1:uniiien lkesitxt die ~~~assc.riitoffflaiilnle die geriiigste mittlere ,hiregurihrsencrfiie.

Zuni SohluW sei iiiir gestattet. irieineiii \ erehrteu Lehrer, Hrn. Prof. Dr. E. G e h r c k e fiir die -4riregung zu dieser Arbeit uncl fLir seine stsndige 'Peilnahme und sein fiirderndes Inter- esse n~ eineii anfrichtigsten Dank auszusprechen. Ferner danke ich den Herren Dr. 1,. J a r i i c k i u r i d Tk. K. T~au fur gelegent- liclie Hilfeleistung und Hatscliliige. Zn besondereni Dank bin icli ferner den1 Hrn. Iliisiclentcn der I'hgsikalisch-Techuisc~e~ Reichsanstalt Prof. Dr. 3'. 1' a s cli e n verpfiichtet , der inir an der Reichbanstalt &thtfreuiickhat't gewiilirte und iiiir die La- boratorinmfiiriittcl zur Durchfiihrung meiner hrbeit zur TTCr- fiigung stellte.

Literaturverzeichnis 1) Sir N. L o c k y e r u. H. E. G o o d s o n , Proc. Roy. SOC. A 92.

21 Ch. d e W a t t e v i l l e , Phil. Trans. 204. S. 139. 1904. 3) G. A. H e m s a l e c h , Phil. Mag. 33. S. 1. 1917. 4) G.A. H e m s a l e c h , Phil. Mag. 34. S. 221. 1917; 36. 8. 209 u.

5) G. A. H e m s a l e c h u. Ch. d e W a t t e v i l l e , Compt. rend. 146.

6) G. A. H e m s a l e c h u. Ch. d e W a t t e v i l l e , Compt. rend. 146.

7 ) J. l l e n n i e r , Compt. rend. 172. S. 676. 1921.

s. 260. 1916.

281. 1918.

S. 748 u. 859. 1908.

S. 962 u. 1389. 1908.

(Eingegangen 22. Juli 1932)