Von Dr. Bernhard Batscha in Olmütz.
i- o Einleitend sei bemerkt, daß es sich um die Darstellung zweier Präparate handelt t ie die I ahigkeit besitzen, nach der Erregung durch das Licht gleichzeitig zu fluores
zieren und zu phosphoreszieren. Die im Unterrichte zur Demonstration der Photo- mrnmeszenz verwendeten Stoffe, seien es Lösungen von organischen Substanzen, wie F ' UOrCSZel11’ Eosin usw-’ oder feste Körper, wie Uranglas, Erdalkaliphosphore, siohT J ' aSSen entweder lm r die Fluoreszenz oder nur die Phorphoreszenz zur
von riU e n -rc7 irkun^ kommen; das Experiment bleibt daher den wichtigen Nachweis
w ä h re n d Wbs®ns&leichheit beider Erscheinungsformen schuldig. Man kann zwar I ichte uh 61 ebehtung phosphoreszenzfähiger Körper, namentlich m it konzentriertem sprine-e U0*eszenz beobachten, doch diese Erscheinung ist zu wenig in die Augen könnte p - esoi!deis iud größere Entfernungen, als daß sie überzeugend wirken doch t 1U16Xbel bnenteller Beweis könnte eher durch den Fluorit erbracht werden;
«■ewissS»e^ en hler Wlederum andere Schwierigkeiten im Wege. Denn es sind nur
—___ °rten des Minerals zum Versuche geeignet, und außerdem ist eine besondere
eine Rolle P r /" 1 d<;ul''scb®n Unterhaltungsrundfunk spielt das Problem des Leitfunks gegenwärtig so hat man 1Sj 6r m keJner Weise gelungen ist, die Luftstörungen vollständig zu beseitigen, einzukoppeln n m 'p » araf Sedaeht, die W ellen des Unterhaltungsrundfunks auf die Lichtleitung
•i) ß . ’ m s ch auf dlese A r t von den Störungsquellen der L u ft frei zu machen. .
Berlin an g e s te llt™ VerSUche über Mehrfachhochfreqnenztelephonie wurden 1911 von R u h m e r in
26 B . Ba t s c h a, Da r s t e l l u n g l u m i n e s z e n z f ä h i g e k Pr ä p a r a t e Z e its c h rift f ü r den p h ysika lisch e n ___________________________________________ ____________________ * A c h tu n d d re iß ig s te r Jahrgang.
A rt v o n Einstrahlung notwendig. (Siehe P. Pb in g sh eim: Fluoreszenz und Phosphoreszenz im Lichte der neueren Atomtheorie, S. 152, Berlin: Julius Springer.).
Durch die in jüngster Zeit von E. Tiede entdeckten und leicht darstellbaren sogenannten Borsäurephosphore ist es möglich, dem angegebenen Ziele näherzu
kommen. Tiede fand (Berichte d. deutsch, ehern.. Ges. 55, 588; 1922), daß man durch Einbetten von verschiedenen aromatischen und heterozyklischen Verbindungen in geschmolzene und teilweise entwässerte Borsäure hochphosphoreszenzfähige Körper darstellen kann. Besonders geeignet ist hiezu das Fluoreszein, welches schon in äußerst geringer Konzentration den Phosphoreszenzeffekt hervorbringt. Die D ar
stellung eines solchen Fluoreszein - Borsäurephosphores ist sehr einfach. Es genügt, in einem gewöhnlichen Reagenzrohre oder in einem Schälchen reine Borsäure, mit einer Spur von Fluoreszein innig vermengt, allmählich zu erhitzen, bis die Masse zusammensintert. Schon nach Erregung durch diffuses Tageslicht entsteht sehr schöne Phosphoreszenz, die aber rasch abfällt, was der allgemeinen Regel entspricht, daß die hellsten Phosphore (phosphoreszenzfähige Körper) am raschesten abklingen. Wenn
gleich das Präparat in Form einer gesinterten Masse keine deutliche Fluoreszenz zeigt, so ist dennoch damit der Beweis erbracht, daß der nämliche Stoff, je nach Wahl des Lösungsmittels, in beide Erscheinungsformen der Photolumineszenz treten kann. Denn in wässeriger, alkalischer Lösung fluoresziert das Fluoreszein und in der festen Borsäurelösung phosphoresziert es. Allerdings bleibt dabei die Frage offen, ob nicht auch die chemische Natur des Lösungsmittels für den Lumineszenzeffekt von wesentlicher Bedeutung ist. Davon soll noch später die Rede sein,
Der Verfasser hat nun gefunden, daß man durch Einbetten von Fluoreszein in geschmolzene Weinsäure oder Zitronensäure Präparate erhält, die sich sowohl durch sehr lebhafte Fluoreszenz als auch durch Phosphoreszenz auszeiehnen. Zunächst sei auf die Beobachtung des Eigenleuchtens der Weinsäure hingewiesen. Es wurde gefunden, daß kristallisierte Weinsäure, trotzdem das Präparat als „chemisch reinst“ bezogen wurde, nach dem Schmelzen und darauffolgendem Abkühlen auf Zimmertemperatur die Fähigkeit erlangt, naehzuleuchten, wenn sie kurze Zeit im Kohlenbogenlicht bestrahlt wird. Bei Borsäure wurde durch E. Tiede ebenfalls Nachleuchten beobachtet (Berichte d. deutsch, chem. Ges. 53, 2214, 1920) und festgestellt, daß dieses Phänomen durch Spuren beigemengter organischer Stoffe verursacht wird. Es hat sich ferner gezeigt, daß das Fluoreszein durch Einbettung in geschmolzene Weinsäure, ähnlich wie in Borsäure, in einen hochphosphoreszenzfähigen Zustand versetzt wird. Die Darstellung eines solchen Fluoreszein-Weinsäurephosphores ist wiederum sehr einfach.
Einige Gramm chemisch reiner Weinsäure — je reiner, desto lebhafter der Effekt — werden m it einer Spur Fluoreszein innig vermengt. Es genügt ein Mengenverhältnis von etwa 1:5000. Das Gemenge w ird im Glasröhre entweder im Glyzerinbade oder über freier Flamme zum Schmelzen erhitzt (Schmelzp. ■ P • 170°). Unter Schäumen schmilzt die Substanz allmählich zu einer klaren grünlichgelben Flüssigkeit m it bläulicher Fluoreszenz. Der Schmelzfluß w ird hierauf durch Neigen und Drehen des Rohres in dünner Schicht verteilt und erstarren gelassen. Man erhält eine amorphe, glasige Masse, welche lebhaft fluoresziert; sie erscheint im durchfallenden Lichte grünlichgelb, im auffallenden bläulich. Es ist bemerkenswert, daß die Fluoreszenz bei der A b
kühlung der Schmelze auf Zimmertemperatur an Intensität deutlich zunimmt, was wohl m it der molekularen Wärmebewegung in Zusammenhang zu bringen äst. Neben der Fluoreszenzfähigkeit besitzt dieses Präparat aber auch die Fähigkeit zu phosphores
zieren. Schon nach kurzer Belichtung im diffusen Tageslichte leuchtet es im Dunkeln m it sehr lebhaftem Lichte von grünlichblauer Färbung nach. Die Intensität fällt rasch ab und ist nach etwa 8— 10 Sekunden geschwunden. Der Phosphoreszenzeffekt erfährt eine Steigerung durch Abkühlung der Substanz auf etwa 10°— 12° C. Umge
kehrt nimmt die Intensität des Nachleuchtens und implicite die Dauer desselben beim Erwärmen rasch ab und hört bei etwa 45° ganz auf. Als Ursache des Auslöschens
und chemischen Unterricht, j , r, _
__ 1925- H e ft i . Da t s c h a, Da r s t e l l u n g l u m i n e s z e n z f ä h i g e r Pr ä p a r a t e. 27 moleku]arph°ReSZeilZ bei erhöllter Temperatur w ird im allgemeinen die lebhaftere lichtemnfiriHr an£enommen, die nacl^ Lenard eine raschere Rückkehr der es auffällig 'i 1«11 Elektronen in ihre Normallage zur Folge hat. Dennoch erscheint der Phosnhm- ^ em® S0 Sermg® Temperaturerhöhung in unserem Falle das Auslöschen des PranÜrnteszenz bewirkt. Es ist sehr wahrscheinlich, daß dies m it der Konsistenz nimmt T)a zasamineilhängt, indem dessen Zähigkeit durch Erwärmen rasch ab-zein-Zitronensäurephosphores hin. ^ SPät6r S<3hen W6rden’ daS Verhalten des Fluores-, ein dle Intensität des Nachleuchtens bei dem behandelten Phosphor te m re ritn r ! we’’den’ indem man die ursprüngliche Mischung über die Schmelz
weichen° von w.6 Wa 1850 erhitzt‘ Dabei bilden sich aus der Weinsäure unter Ent- Falle aber w i r t t ^ 1' U” ter Blasenbildung teilweise Anhydrosäuren. In jedem lieh sei noch h • euc 1 ‘gkem nachteilig auf die Phosphoreszenzfähigkeit ein. Schließ- im Laufe eim>er V° rgehoben’ daß die glasige Struktur der geschmolzenen Weinsäure werden und CVlhf" kristaIlinischen weicht, was sich äußerlich durch Trüb
wird dieser V o r g a n g ^ w c h ^ n f^ 68 kundgibt' Nach Beobachtung des Verfassers Trüb geworden v.r.rl Aulbewahren des Präparates im Dunkeln verlangsamt, zu phosphoreszieren , f 8 J aturhch seme Fluoreszenzfähigkeit ein, die Fähigkeit aber
Eine ande • n° Ch lange erhalten'
bietet die M° glichkeit, Fluoreszein in lumineszenzfähigen Zustand zu versetzen, Weinsäure "'zu n? "S;lU' e' . Daranf weist schon der Umstand hin, daß sie gleich der Haltbarkeit ] eir! f r glasl£en> amorphen Masse erstarrt, allerdings von geringerer verfährt so* w ’ ^ Scbon nack kurzer Zeit wieder kristallinisch wird. Man Fluores/eiri .,,!(■ ^ Gr_ W einsi'uire und erhitzt das Gemenge von Zitronensäure und m it l Molekül tJ5 55 ° del> auch aut höhere Temperatur. Die Zitronensäure, die dieses allmäbhVh^K ^ ^ ^ ! 118161’1, schmilzt bei 100° m ihrem Kristallwasser und gibt klaren Schmelz« R ’ ^ b<31 153° kristallwasserfrei zu schmelzen. Man erhält einen Schimmer D e, ^ grünlicbSelber Färbung und von bläulichem Fluoreszenz
dünner S^hicht vertTlh abermals durch Neigen und Drehen des Reagenzrohres in zenz au f n ,elteilt und erstarren gelassen. Zunächst fä llt die lebhafte Fluores- in der F ä r b u n g ^ auf Zimmertemperatur etwas intensiver w ird und sich nach dem A bÄ hlen blTm Vei'andert- Bel der Schmelztemperatur ist sie bläulichgrün, nicht oder nurd!fehrWeiSRe pbosPhoresziert das Präparat bei gewöhnlicher Temperatur m is c h l r SChWaCh Und nndeutlich. Kühlt man es aber in einer Kälte-so tritt eh r a r 12° ab Und läßt kurZe Zeit diffuses Tageslicht darauf einwirken, nach einZ en X ? T * ^ P ^ r e s z e n z e ffe k t ein, der auch hier rasch abklingt und Gegensätze z, w • SChwmdek Die ^ r b u n g des Phosphoreszenzlichtes ist im Ursache I r m 11 ^ e” epraparate grünlichgelb. Es besteht kein Zweifel, daß die kann, nicT f PhosPhoreszenz hier erst nach starker Abkühlung erregt werden Präparates znln X Zusammensetzung, sondern in der Konsistenz des hart ist er„„Jsuchen ist. Wahrend der erstarrte Schmelzfluß der Weinsäure ziemlich Beweglichkeit T . « ®l der Zitronensäure weich und fadenziehend. Daher ist die und bei der rr T 0 e vü e m beiden Säuren bei gleicher Temperatur verschieden zur Erhöhung f ° T n äT e. grÖßel' alS bei der Weinsäure. Bei jener ist demnach Bewegung zu v ^ * llgkelt eme starke Abkühlung notwendig, um die molekulare keit zu bringen IaDgSamen ™ d Um S'° auf das erforderliche Maß der Geschwindig-säure s e h r^ m kann ersehen werden, daß sich auch die Zitronen-Weinsäure aber ersehtbu v DeS ” FIuoreszemPhosphores“ eignet. Gegenüber der stand, daß sie ein w ^ 7erwendbarkeit beeinträchtigt durch den einen Um-Ber PhosphoreszenzeftekfL^ Hefert Und durch den anderen, daß
fekt erst bei starker Abkühlung eintritt. Dennoch kann auch
28 Ch r. Sc iiw a n t k e, Se l b s t h e r g e s t e l l t e Mo d e l l e. Z e its c h rift fü r den p hysika lisch e n A c h tu n d d re iß ig s te r Ja hrg a n g.
dieser Fluoreszeinphosphor im Unterrichte als wertvolles Demonstrationsobjekt dienen, um die Wesensgleichheit der beiden Photolumineszenzerscheinnungen, der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz, zu beweisen.
Zum Schlüsse sei noch bemerkt, daß die Parallelität in dem Verhalten der mit H ilfe der Weinsäure, Zitronensäure und auch Borsäure (largestellten Fluoreszein- phosphore auf die gleiche Wechselwirkung zwischen den Säuren und dem Fluoreszein schließen läßt. Eine Stütze für diese Ansicht hat der Verfasser durch Beobachtung der Tatsache gefunden, daß das Fluoreszein in einem chemisch neutralen Einbettungs
mittel erst dann zu lebhafter Phosphoreszenz angeregt werden kann, wenn ihm Stoffe m it freien Wasserstoffionen beigemengt werden. Diese Stoffe spielen daher in den festen Lösungen des Fluoreszeins eine ähnliche Rolle wie die alkalisch reagierenden in der wässerigen Lösung, indem sie auf Grund einer chemischen Einwirkung die Lumineszenz des Fluoreszeins aktivieren.