METINGEN
AANGAANDE DE RELATIEVE
ENERGIEVERDEE-LING VAN HET CONTINUE
WATERSTOF-SPEC-TRUM TUSSCHEN 2000 EN 3000 AE.
PROEFSCHRIFT, TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN DOCTOR IN DE NISCHE WETENSCHAP AAN DE TECH-NISCHE HOOGESCHOOL TE DELFT, OP GEZAG VAN DEN RECTOR MAGNIFICUS
DR. IR. C. B . B I E Z E N O , HOOGLEERAAR IN
DE AFDEELING DER WERKTUIGBOUW-KUNDE EN SCHEEPSBOUWWERKTUIGBOUW-KUNDE, VOOR EEN COMMISSIE UIT DEN SENAAT TE VERDEDIGEN OP DONDERDAG 14 OCTO-BER 1937, DES NAMIDDAGS TE 4 UUR,
DOOR
VICTOR EMANUEL GONSALVES
NATUURKUNDIG EN ELECTROTECHNISCH INGENIEUR
GEBOREN TE DJOCJAKARTA
P R O F . DR. H . B. DORGELO.
HOOFDSTUK I.
Eenige theoretische kwesties betreffende het
waterstof-continuum 11
§ 1. Inleiding 11 § 2. De atoomgrens-continua 11
§ 3. De molecuul-continua 13 § 4. Het continue waterstof-spectrum 15
HOOFDSTUK II.
Metingen over de reproducibiuteit van de relatieve energieverdeeling van het waterstof-continuum... 18
§ 1. Inleiding 18 § 2. De apparatuur 20 § 3. Meting van I = f(p) 25 § 4. Meting van de (ongecorrigeerde) relatieve
ener-gieverdeeling 28 HOOFDSTUK III.
Nadere beschouwingen der experimenteele
resul-t a resul-t e n 37 § 1. Inleiding 37
§ 2. De methode van „aanslagdispersie" van
FINKELN-BURG, LAU en REICHENHEIM 38
§ 3. Het werk van FINKELNBURG 40
§ 4. Over de verklaring van het energieminimum bij
+ 3 mm druk der I = f(p)-kromme 44 § 5. Vergelijkingen met het werk van CHALONGE, VAN
HEEL en BOERS 4.8
HOOFDSTUK IV.
De bepaling der relatieve energieverdeeling van
het waterstof-continuum 52
§ 1. Inleiding 52 § 2. De bepaling der relatieve doorlaatbaarheid van
§ 3. De meting der (ongecorrigeerde) relatieve
ener-gieverdeeling G2 § 4. De bepaling der relatieve gevoeligheid der Mg-cel G7
§ 5. De bepaling van de relatieve grootte der
door-gelaten golflengtegebieden 71 § 6. De bepaling van de relatieve doorlaatbaarheid
van het kwartsvenster van de waterstof buis 73
§ 7. Samenvatting der resultaten 74 H O O F D S T U K V.
Nadere beschouwingen over de relatieve
energie-verdeeling van het waterstof-continuum 79
§ 1. Inleiding 79
§ 2. Het werk van L. GOLDSTEIN 79
§ 3. Het werk van SMITH 87
§ 4. Het w e r k van COOLIDGE, JAMES en PRESENT 90
EENIGE THEORETISCHE KWESTIES BETREFFENDE HET WATERSTOF-CONTINUUM.
§ 1. INLEIDING.
In verband met het onderwerp van dit proefschrift zullen wij in dit hoofdstuk in het kort eenige theoretische kwesties bespreken betreffende de continue spectra van lichtende gassen
(of dampen) en daarbij in het bijzonder het continue waterstof-spectrum in het oog h o u d e n ' ) .
Bij de beschouwing der verschillende gas-spectra kan men, naar het karakter der spectra, onderscheiden:
1. lijnen-spectra; 2. banden-spectra: 3. continue spectra.
De drager van een lijnen-spectrum is een atoom; de drager van een banden-spectrum is een molecuul. De continue spectra kunnen nu zoowel door atomen als door moleculen worden geëmitteerd.
§ 2. DE ATOOMGRENS-CONTINUA.
Reeds in 1913 heeft B O H R ^ ) , in zijn voor de atoom-physica baanbrekenden arbeid, er op gewezen, dat aan de convergentie-grens van iedere serie van atoomlijnen zich een continu spectrum moest aansluiten. De convergentie-grens der atoom.-lijnenserie correspondeert met het proces, waarbij een electron vanuit een oneindig verre baan op het grond-niveau valt.
Hier-') Voor een samenvattend overzicht over continue gas-spectra, zie: W. Finkelnburg; Phys. Z. 31, 1, 19.31, en 34, 529, 1933. Verder: Handb. d.Physik., Bd. XXI, Hfdst. 14 (R. Mecke), 1929.
bij wordt een spectraallijn geëmitteerd met frequentie v, welke bepaald is door de vergelijking:
W co - We = hv
waarin: h = constante van PLANCK,
W (^^ = energie van het atoom vóór den overgang van het electron.
We = energie van het atoom na den overgang van het electron. Iets dergelijks geschiedt nu, indien een electron „ingevangen" wordt door een geïoniseerd atoom; bezit het electron oor-spronkelijk een kinetische energie Va mv-, dan wordt in dat geval licht geëmitteerd, waarvan de frequentie voldoet aan de vergelijking:
W c o — We + V2 mv= = hv
De grootheid V2 mv" is continu veranderlijk, waardoor het spectrum, beginnende bij de seriegrens, naar de kortere golf-lengte toe een continu karakter bezit.
Bij de moderne golf-mechanische beschouwingen omtrent de atoomprocessen, komt eveneens het atoomgrens-continuum voor
den dag: indien men de differentiaal-vergelijking v a n
SCHRÖ-DINGER opstelt voor het waterstofatoom, vindt men niet alleen mogelijke oplossingen voor discrete negatieve energie-waarden, doch ook voor een continue reeks van positieve energie-waarden. Overgangen vanuit deze reeks van continue, positieve waarden van het atoom naar één der discrete negatieve energie-niveaux hebben de emissie van het grens-continuum ten gevolge.
Het grens-continuum is wel het eerst waargenomen door B A R T E L S ' ) , n.l. bij Na als emissie-spectrum. WOOD, HARRISON en TRUMPY hebben verder het Na grens-continuum in absorptie bestudeerd. HOLTSMARK dat van Na en K. MOHLER heeft de grens-continua van K en Cs ook in emissie kunnen waarnemen.
HERZBERG -) heeft het, aan de Balmer-serie aansluitende, grens-continuum van waterstof in emissie bestudeerd, gebruik makende van een electrodenlooze ringontlading. Bij deze proeven werd een verschijnsel waargenomen dat reeds lang in de
astro-I) H. Bartels; Z.Phys. 25, 378, 1924.
-) G. Herzberg; Phys. Z. 28. 727, 1927; Ann. d. Phys. 84, 553, 1927 en Ann. d. Phys. 84, 565, 1927.
nomie bekend was, n.l. dat het grens-continuum niet precies begint bij de grens der atoomlijnenserie, doch reeds eerder, d.w.z. tusschen de laatste lijnen der serie is reeds duidelijk continuum voorhanden.
Dit verschijnsel is intusschen n a u w k e u r i g onderzocht door BARTELS, DEWEY-ROBERTSON en K U H N . DEWEY en ROBERTSON ') beschouwen — m e t P.ASCHEN — het verschijnsel als een specialen vorm van het Stark-effect: zij gaan uit van het feit, dat sta-tionnaire atoomtoestanden niet meer mogelijk zijn, zoodra het kernveld van het atoom door het, door de werking van de elec-tronen en ionen in de ontlading ontstaande, uitwendige electri-sche veld gecompenseerd wordt.
K U H N heeft getracht deze theorie, welke door KUDAR nog verder ontwikkeld werd, experimenteel te verifieeren; het vast-gestelde effect bleek ongeveer dubbel zoo groot te zijn als theo-retisch te verwachten was, doch qualitatiej konden de experi-menteele resultaten als zijnde in overeenstemming met de theorie beschouwd worden.
CHALONGE en Ni Tsi Zé'^) hebben in gecondenseerde ontlading bij waterstof (20 m m druk) grens-continua van de Balmer- en Paschen-serie gevonden, welke een zeer groote uitgestrektheid bezitten (3800 tot 2600 AE; seriegrens der Balmer-serie — 3650 AE en 9200 tot 4500 AE; seriegrens der Paschen-serie = • 8200 AE). Theoretisch is echter het optreden van een dergelijk gelijkmatig intensief en uitgestrekt continuum nog niet ver-klaard kunnen worden.
§ 3. DE MOLECUUL-CONTINUA.
Bij de beschrijving van stralings- (ev. absorptie-)processen van 2-atomige moleculen, m a a k t men veelal gebruik van potentiaal-krommen; de potentiaal-kromme stelt de som van electronenenergie en potentieele energie der kernen t.o.v. elk-ander - ^ voor een bepaalde electronenconfiguratie van het molecuul — voor, als functie van den afstand der beide
atoom-'') .1. H. Dewey: Phys.Rev. 35, 155, 1930 en 35, 1439, 1930; H. P.
Robert-son en J. M. Dewey: Phys.Rev. 31, 973, 1928.
2) D. Chalonge en Ni Tsi Zé: C R . 190, 632, 1930 en Journ. de Phys. et Ie Radium I, 416, 1930.
kernen. De rotatie-energie wordt bij deze beschouwingen meest-al verwaarloosd, daar zij in vergelijk met de electronen- en vibratie-energie klein is.
Evenals bij een atoom de electronen-energietoestanden een gequantiseerd karakter bezitten, zijn ook bij een molecuul in het algemeen slechts discrete vibratie-energietoestanden moge-lijk. In eerste benadering wordt de rij van toegelaten energie-waarden gegeven door
Evibr = (V + V.) h . waarin: v — frequentie,
Vahv = nulpuntsenergie, V — vibratie-quanten-getal.
De overgangen vanuit de vibratie-energietoestanden van een kromme naar die eener lager gelegen potentiaal-kromme geven het bandenspectrum.
Indien nu de lager gelegen potentiaal-kromme aanleiding geeft tot dissociatie van het 2-atomige molecuul, heeft men, bij over-gang van een hoogeren—stabielen—term naar zulk een lageren, onstabielen term, te maken met een emissie van een continu spectrum, aangezien in den lageren electronentoestand de energie van het molecuul geen gequantiseerd, doch een continu k a r a k t e r bezit.
Hoewel er nog andere mogelijkheden zijn voor het ontstaan van continue spectra bij een molecuul (continu grens-spectrum der bandenserie, predissociatie-spectrum) zullen wij ons slechts bepalen tot het bovengenoemde geval, aangezien wij hiermede te maken hebben bij het continue waterstof-spectrum.
Bij de golf-mechanica treedt in de plaats van de klassieke kerntrilling een verdeeling der kernen over een bepaald af-standsbereik; dit afstandsbereik komt ongeveer overeen m e i de klassieke trillingsamplitude. De verdeelingsfunctie wordt be-paald door de eigenfunctie rp van den beschouwden energie-toetand; de waarschijnlijkheid, dat men de kernen op een af-stand r van elkaar zal vinden, wordt gegeven door de grootheid;
ip ip *dr
De overgangswaarschijnlijkheid (bij een bepaalden kern-afstand) van een hoogeren naar een lageren electronenterm wordt n u volgens de golf-mechanica in eerste benadering voor-gesteld door het product der eigenfuncties van de beschouwde energie-niveaux; overgedragen op het potentiaal-krommen-schema beteekent dit, dat overgangen zonder verandering van den kernafstand, d.i. dus loodrecht, plaats vinden tusschen die toestanden, waarbij bij gelijken kernafstand r maxima van de
ip yj *-functie optreden.
Deze opvatting stelt het door CONDON ') in de taal der golf-mechanica overgebrachte principe van FRANCK voor (z.g. Franck-Condon-principe). De klassieke opvatting van F R A N C K - ) was n.l. als volgt: een electronensprong (overgang van een potentiaal-kromme op een andere) geschiedt zóó snel, dat het electron na den sprong de atomen op denzelfden afstand vindt als daarvoor. Aangezien bovendien het molecuul het langst verblijft in die toestanden, welke correspondeeren met den maximalen en mini-malen kernafstand, geschieden de overgangen het waarschijn-lijkst bij deze kernafstanden. Daar nu de maximale waarden der ip ip *-functies (vooral bij de hoogere vibratie-niveaux) juist bij den maximalen en minimalen kernafstand liggen, drukt bo-vengenoemd product der eigenfuncties van de energie-niveaux waartusschen de overgang plaats vindt, in wezen het Francksche principe uit: het is n.l. duidelijk, dat dit product tot belangrijk van nul verschillende waarden voert, wanneer de ip ip *-functies met hun maxima boven elkaar liggen.
§ 4. HET CONTINUE WATERSTOF-SPECTRUM.
Het continue waterstof-spectrum, hetwelk zich uitstrekt van het zichtbare deel van het spectrum tot ver in het ultra-violet, is jarenlang door velen onderzocht en tal van theorieën zijn opgesteld, ten einde het spectrum theoretisch te kunnen ver-klaren. Voor al deze theorieën (o.a. van FRANCK, SCHÜLER en W O L F , TAKAHASHI, BLACKET en FRANCK, HERZBERG, DORSCH en KALLMAN) verwijzen wij naar de desbetreffende litteratuur,
V E. M . Condon: Phys.Rev. 28, 1182, 1926 en 32, 858, 1928.
welke te vinden is in het reeds genoemde artikel van FINKELN-BURG; geen dezer theorieën heeft een bevredigende verklaring over h e t ontstaan van het waterstof-continuum k u n n e n op-leveren. Wij zullen ons bepalen tot de laatst opgestelde theorie, n.l. die van WINANS en STUECKELBERG'), wier theorie tegen-woordig algemeen als juist wordt aangenomen voor de ver-klaring van het waterstof-continuum.
Op grond van theoretische overwegingen hebben HEITLER en LONDON -) berekend, dat het waterstof molecuul behalve den be-kenden l ' S - g r o n d t e r m ' ) ook nog een tweeden l'S-grondterm moest bezitten, welks potentiaal-kromme geen minimum bezit en dus onstabiel moest zijn. Volgens de theorie van WINANS en
Fig. I - l . Potentiaal-krommen schema van het H.,-molecuul: het watei'-stof-continuum ontstaat volgens Winans en Stueckelberg bij den overgang
2''S—>• l-'S.
STUECKELBERG zou nu het continue waterstof-spectrum
ge-ëmitteerd worden bij overgang van den stabielen 2''S-term naar den onstabielen l ' S - t e r m (fig. I - l ) ' ) . De overgang heeft dus dissociatie van het waterstofmolecuul ten gevolge. WINANS en
') J. G. Winans en E. C. G. Stueckelberg: Proc.Nat.Acad. 14, 678, 1928. -) W. Heitler en F. London: Z.Phys. 44, 455, 1927.
•••) Toenmalige notatie.
STUECKELBERG hebben voor den overgang van het O'-vibratie-niveau van den 2'S-term naar den l''S-term de intensiteits-verdeeling van het continu berekend en gevonden, dat het ct i n u u m zich moesct uictsctrekken van ongeveer 5000 AE ctoct on-geveer 1700 AE en een m a x i m u m moest bezitten bij onon-geveer 2500 AE (fig. I - l : I (r) = relatieve intensiteitsverdeeling).
Practisch zal evenwel niet alleen het O'" vibratie-niveau van den 2'S-term aan het uitstralingsproces deelnemen, doch ook hoogere vibratie-niveaux. Verder kunnen verschillende over-gangswaarschijnlijkheden voor de verschillende vibratie-niveaux de uiteindelijke relatieve intensiteitsverdeeling van het con-t i n u u m scon-terk beïnvloeden.
Bovendien mag niet vergeten worden, dat in de practijk, bij normale ontladingscondities, het atoom-continuum steeds op het molecuul-continuum gesuperponeerd is.
De intensiteitsmetingen aan het waterstof-continuum, welke beschreven zijn in dit proefschrift, hebben meer een practisch dan een theoretisch doel gehad (zie inleiding van het volgende hoofdstuk), doch de resultaten zijn van dien aard, dat enkele theoretische beschouwingen niet achterwege konden worden gelaten. Het is met het oog hierop, dat in dit hoofdstuk een korte inleiding werd gegeven over de theorie van het waterstof-continuum.
METINGEN OVER DE R E P R O D U C I B I L I T E I T VAN DE RELATIEVE ENERGIEVERDEELING VAN HET
WATERSTOF-CONTINUUM.
§ 1. INLEIDING.
Voor verschillende metingen op U.V.-gebied, in het bijzonder voor die, welke ten doel hebben de biologische werkzaamheid van het U.V.-licht te onderzoeken, is het noodzakelijk gebleken een U.V.-lichtbron te bezitten, waarvan de spectrale (relatieve) energieverdeeling bekend is.
In 1934 heeft HAMAKER de emissie-coëfficiënten van wolfram bepaald in het U . V . ' ) ; sedertdien kunnen dus wolframband-lampen voor dit doel gebruikt worden.
Drie bedenkingen k u n n e n echter worden gemaakt tegen het gebruik van wolframbandlampen als U.V.-standaardlamp.
Ie. De intensiteit van het U.V.-licht neemt aanmerkelijk af naar de kortere golflengten.
2e. De relatieve energieverdeeling is afhankelijk van de stroomsterkte.
3e. De groote hoeveelheid zichtbaar en infrarood licht zal aan-leiding geven tot storend strooilicht in de spectraal-apparaten.
Het doel van ons onderzoek was dan ook om te zien of de waterstofontladingsbuis kon dienen als U.V.-standaardlamp, m.a.w. of het continue waterstofspectrum kon dienen als „stan-daard relatieve energieverdeeling voor het U.V.".
C H A L O N G E ' ) en zijn medewerkers Ni Tsi Zé en LAMBREY hebben hieromtrent zeer belangrijke onderzoekingen verricht; over de resultaten van hun metingen komen we nader te spreken
') H. C. Hamaker: Diss. Utrecht 1934; zie ook F. Hoffmann en H. Wil-lenberg: Phys. Z. 35, 713, 1934.
in het volgende hoofdstuk. Van belang is echter alreeds iets te zeggen over h u n methode van onderzoek. De methode is een photographische vergelijking geweest van twee continue spectra, ten eerste: het waterstof-continuum, ten tweede: het continue spectrum, w a t uitgezonden wordt door den positieven krater van een koolboog.
P R I E S T ') heeft laten zien, dat in het zichtbare gedeelte van het spectrum de relatieve energieverdeeling van het licht, uit-gezonden door den positieven krater van een koolboog, dezelfde is als die van een absoluut zwart lichaam bij een t e m p e r a t u u r van 3780 "K. CHALONGE heeft nu aangenomen, dat dit doorgaat voor het U.V. Nu is de zwarting d v a n de photographische plaat afhankelijk van de intensiteit I van het opvallende licht en van den belichtingstijd t en wel volgens de formule:
d = f(I X V)
waarin p ongeveer 1 en vrijwel onafhankelijk van A, is.
Nu is voor kortere golflengten in het U.V. (CHALONGE heeft tot 2500 AE toe gemeten) de intensiteit van het licht van den koolboog zeer zwak t.o.v. de intensiteit van het licht van die golflengte van het waterstof-continuum.
CHALONGE heeft nu voor het koolbooglicht een grooteren be-lichtingstijd (t) gekozen d a n voor het waterstofcontinuum ( f ) en gezegd, dat het waterstof-continuum n u verzwakt is in een
t'
verhouding, die weinig verschilt van - : de keuze der belich-tingstijden t en t' n a m hij n.l. zoodanig, dat de zwarting, op-gewekt door beide spectra, gelijk was — voor een bepaald golf-lengtegebied —.
Op deze wijze heeft CHALONGE dus bij benadering de relatieve energieverdeeling van het waterstof-spectrum kunnen bepalen en o.a. gevonden, dat in een betrekkelijk groot drukgebied (van 1 tot 5 m m ) de relatieve energieverdeeling constant bleef. Daar bovendien de relatieve energieverdeeling zeer weinig stroom-afhankelijk was, was het dus duidelijk, dat inderdaad de water-stofbuis als standaardlichtbron voor het U.V. bruikbaar was.
VAN HEEL en BOERS hebben in 1932 in het laboratorium voor Technische Physica te Delft nogmaals langs photographischen weg het gedrag van de energieverdeeling in afhankelijkheid van druk en stroomsterkte nagegaan. Ook op deze metingen komen we in het volgende hoofdstuk nog nader terug; de resul-taten waren overeenkomstig die van CHALONGE.
Ons uiteindelijk doel was om tot de relatieve energieverdeeling van het waterstof-spectrum te komen, ditmaal niet langs photo-graphischen weg, doch met behulp van de photo-electrische cel. De photographische methode is tenslotte alleen bruikbaar, in-dien het waterstof-continuum vergeleken kon worden met een ander spectrum, w a a r v a n de relatieve energieverdeeling in het U.V. n a u w k e u r i g bekend was.
Een absoluut zwart lichaam zou hiertoe in principe kunnen dienen — althans, als daarbij aangenomen mag worden, dat de energieverdeelingswet van PLANCK ook voor het ultraviolette deel van het spectrum blijft gelden — doch is veel te lichtzwak.
Het lag voor de hand nu in de eerste plaats met behulp van de photo-electrische cel de verschillende eigenschappen van het waterstof-continuum in verband met druk en stroomsterkte na te gaan en te trachten de resultaten van CHALONGE, VAN HEEL en BOERS betreffende de reproducibiuteit van de energiever-deeling nogmaals te verifieeren.
In dit hoofdstuk zullen we ons dus bepalen tot de beschrijving van de a p p a r a t u u r en de metingen omtrent de reproducibiuteit van de energieverdeeling van het waterstof-continuum.
§ 2. DE APPARATUUR.
1. De ontladingshuis. Er werd gebruik gemaakt van een watergekoelde waterstofontladingsbuis, welke zeer dikwijls in gebruik was geweest, zoodat wij konden verwachten, dat de electroden met waterstof verzadigd waren. De buis was ver-vaardigd van Pyrex-glas; ten einde het U.V.-licht vrij naar buiten te kunnen laten treden was een kwartsvenster Pj op het uiteinde der buis gekit (fig. I I - 1 ) . Geen speciale voorzorgen waren genomen ten einde de recombinatie der H-atomen te bevorderen.
Fig. I I - 1 . De waterstofontladingsbuis en electrische apparatuur (sche-matisch aangegeven).
Om zooveel mogelijk eventueele drukafname van de water-stof in de buis tijdens de metingen tegen te gaan was een glazen vat met inhoud van 6 L op de ontladingsbuis aangesloten. Het evacueeren der buis geschiedde met behulp van een roteerende oliepomp; de druk in de buis werd gemeten met een Mc-Leod. De waterstof werd in de buis toegelaten door middel van een palladiumstift t; de palladiumstift bevond zich in een lichtgas-atmospheer en werd electrisch verwarmd.
De spanning op de buis bedroeg 1000—3500 V wisselspanning, afkomstig van een transformator. De ontladingsstroomsterkte in de buis werd geregeld door middel van weerstanden aan den primairen kant van den transformator. Op de kwartsplaat P , werd nog een m a t k w a r t s p l a a t P , bevestigd; het licht, dat door deze plaatjes viel, werd onderzocht. Met behulp van de Hilger-E.3 kwartsspectrograaf werd het continue spectrum gephoto-grapheerd en op deze wijze kon de reinheid van het spectrum worden nagegaan (fig. I I - 2 ) ; het bleek, dat geen lijnen of banden van eventueele verontreinigingen in de buis te zien
o co ffi o c 0) a o 0) a c a o "ra ra ft
waren in het U.V.-gebied van de kortste door de kwartsspectograaf doorgelaten golflengten tot on-geveer 3100 AE.
2. De photocel. De intensiteit van het U.V.-licht werd gemeten met behulp van een Mg-photocel in kwarts.
Hierdoor was het te onderzoeken deel van het waterstofspectrum eenerzijds begrensd door de lange golflengtegrens van Mg ( + 3200 AE), anderzijds door de optische doorlaatbaarheidsgrens van kwarts ( ± 1850 AE).
De Mg-cel was speciaal voor onze metingen zelf vervaardigd; aan een kwartsbuis ( 0 + 20 m m ) zijn door middel van glasovergangen aan weerszijden Pyrex-voetjes gesmolten; in de Pyrex-voetjes was een wolfram-één-kristaldraad als electrode ingesmolten. Eén der electroden droeg een hol ijzer-cylindertje, waarin zich wat spaantj es magnesium bevonden. Een nikkelplaatje werd door middel van een veertje tegen den kwartswand gedrukt en was electrisch in contact met de andere electrode. De buis en ijzercylinder waren van te voren resp. in den electrischen oven en door middel van hoogfrequentverhitting zoo goed mogelijk aan de pomp ontgast. Het magnesium werd verdampt door middel van hoogfrequentverhitting; met behulp van een zeer spitse steekvlam werd het magnesium van een deel van den kwartswand (het deel, wat als venster voor het U.A^.-licht moest dienen) wegverdampt. Na afsmelten der buis van de pomp was de photocel voor het gebruik gereed (fig. I I - 3 ) .
3. De gelijkstroomversterker. De photostroom werd gemeten met behulp van een gelijkstroomver-sterker volgens BRENTANO ') (fig. I I - 4 ) . Twee electro-metertrioden werden parallel geschakeld in een
Wheatstonsche brug. Met behulp van de weerstanden R3 en R,, werd de brug nagenoeg in evenwicht ge-bracht; door middel van den fijnregelweerstand R,, werd de galvanometeruitslag precies op nul ingesteld. Door regeling van de roosterpotentialen en het glij-contact s is nu de brug zoodanig in te stellen, dat het apparaat in evenwicht blijft bij kleine gloei- en anode-spanningsvariaties ' ) .
De roosterspanning van één der electrometertrioden werd beïnvloed door den photostroom; voor niet te groote spanningsverandering van dit rooster was de galvanometeruitslag recht evenredig met de span-ningsverandering op den weerstand Ri (tot 0,2 V ) . De electrometertrioden waren Philips-lampen, type 4060; de galvanometer was een normale MoU-galvano-meter m e t permanenten magneet. Bij gebruik van een koppelweerstand R, van ± 10'" n („Krüger"-weerstand) konden galvanometer uitslagen bij stroo-m e n van ongeveer 10~"^ A tot op !"/„ n a u w k e u r i g
ivorden afgelezen. ^ y \ /
u
Fig. I I - 3 , De Mg-photocel.4. Onderzoek van de Mg-cel en versterker. In de eerste plaats moest de verzadigingsspanning be-paald worden van de Mg-cel. De photocel werd daar-toe voor den gelijkstroomversterker geschakeld als aangegeven is in fig. I I - 4 en op grooten
afstand belicht door een kwikboog (George-boog). Als koppel-weerstand R, diende een koppel-weerstand van 0,1 M Q . De galvano-meteruitslag werd genoteerd bij verschillende anode-spanningen
op de photocel. De resultaten zijn aangegeven in grafiek I I - 5. We zien, dat bij ± 100 V anodespanning de verzadigingsspanning bereikt is. Bij de verdere metingen bedroeg de celspanning steeds ± 120 V.
Daar bij het doormeten der relatieve energieverdeeling zeer kleine photostroomen gemeten moesten worden, was het gebruik van een zeer hooge koppelweerstand Ri noodzakelijk. Zooals
reeds vermeld is, werd hiertoe een Krüger-weerstand van + 10'" 12 gebruikt. Alvorens echter met behulp van dezen weer-stand tot metingen over te gaan, werd een onderzoek verricht omtrent de constantheid van dezen weerstand bij verschillende stroombelastingen. De opstelling photocel + versterker
(koppel-4V j ï
Fig. II - 4, De gebruikte gelijkstroomversterker.
weerstand: 10'" V.) + galvanometer werd daartoe onderzocht op lineariteit. Dit geschiedde door afstandvariatie van een
wolf-mm 310 300 3 290 ^ 280 ^ 270 Ui m 260 I 2B0 § 210 •!> 230 220 210 200 190 leo 170 160 O 10 20 30 4 0 50 60 70 80 3 0 - 100 110 120 VOLT > PHOTOCEL ANODE-SPANNING o •e
Fig. II - 5. De galvanometeruitslag als functie van de photocel anode-spanning: de verzadigingsspanning bedraagt + 100 V.
r a m b a n d l a m p in kwarts. De opstelling hiervoor is aangegeven in fig. I I - 6. Teneinde het door de muren van het vertrek terugge-kaatste- en deze meting storende licht te elimineeren, zijn voor de wolframbandlamp een reeks van diafragma's geplaatst. Door een klein cirkelvormig diafragma, dat vlak voor de wolfram-lamp geplaatst is, is voor de photocel slechts een klein
opper-WDLFRAM-BANDLAMP [in k w a r t s ]
e^;
Mg PHOTOCEL
ff
W
DIAFRAGMA'S
Fig. n - 6. De opstelling voor het lineariteitsonderzoek der combinatie Mg-photocel met versterker.
vlak van den wolframband zichtbaar. Dit kleine oppervlak is als puntvormig te beschouwen t.o.v. den afstand a, d.i. de afstand tusschen den wolframband en de kleine opening van het dia-diafragma voor de photocel. De lichthoeveelheid, welke door deze opening heen op de photocel valt, is omgekeerd evenredig met a'. Indien dus de photocel -|- versterker -|- galvanometer werkelijk lineair op lichtintensiteiten reageeren, moet ook de galvanometeruitslag omgekeerd evenredig met a- zijn.
Met behulp van een regelweerstand en ampèremeter werd n u de stroomsterkte der wolframbandlamp n a u w k e u r i g constant gehouden (15 A ) ; de afstand a werd gevarieerd en de galvano-meteruitslagen werden afgelezen. Uit den kleinsten gemeten gal-vanometeruitslag (62 m m ) werden theoretisch de uitslagen be-rekend voor de verschillende andere afstanden.
In tabel I I - I zijn deze getallen samengevat; we zien, dat geen belangrijke afwijkingen van de lineariteit te constateeren zijn.
§ 3. METING VAN I = f(p).
De twee volgende vragen konden nu gesteld worden, in ver-band met ons onderzoek.
TABEL I I - 1 . a. 42,5 cm. 47,0 ,. 49,0 „ 51,0 „ 53,0 „ 55,0 .,
Gemeten uitslag der galvanometer 106 m m . 86 „ 79 „ 71 „ 67 „ 62 ,.
Berekende uitslag der galvanometer 104 mm. 85 „ 79 ., 72 „ 67 „ 62 „
totale U.V. (tusschen 1850 en 3200 AE) en den druk, indien de stroomsterkte constant blijft ?
2e. Hoe hangt de relatieve energieverdeeling af van den druk en de stroomsterkte ?
In de eerste plaats werd getracht de eerste vraag te be-antwoorden. Door middel van een kwartslens werd de lichtvlek op het matkwartsplaatje Po (fig. I I - 1 ) op de photocel afge-beeld. Het m a t k w a r t s was noodzakelijk, daar wij anders niet zouden weten, welk deel van de waterstofontlading afgebeeld werd op de photocel.
Het is duidelijk, dat de uitslag D van den galvanometer een maat is voor de intensiteit van het U.V.-licht tusschen Xi ^ 1850 AE en A, ^ 3200 AE, namelijk:
D = A ^•2
A h SA dA.
waarin 1^ = intensiteit der straling met golflengte A;
tx = doorlaatbaarheid van het systeem: kwartsplaatjes P , en
P . -|- kwartslens voor golflengte A;
S)^ = spectrale gevoeligheid van de Mg-cel voor golflengte A;
A = evenredigheidsfactor.
Voor deze metingen, welke zeer lichtsterk waren, werd een koppelweerstand R, van 5 MO gebruikt. De galvanometeruit-slagen werden genoteerd bij verschillenden druk in de water-stofbuis en constante stroomsterkte van 200 en 250 mA; door regeling van den koelwatertoevoer werd de t e m p e r a t u u r
rond-om de Hj-buis zoo goed mogelijk constant gehouden ( f 19 ' C ) . De resultaten van deze metingen zijn aangegeven in fig. I I - 7. Bij de meting i = 200 m A is tevens de energie opgemeten, welke door den transformator werd opgenomen.
We zien, dat bij toenemenden druk de waterstofbuis ook meer
1 1 • — 1 — 1 — /
f\
— 1 — 1 — i-200TnA / -^r
— \ \ k-^ ft'. •--.. L-2somA ~-^ 1 = 200 mA / ^,-::~, "--,.
f---^ f---^ o •' I I 2 5 I I 5 0 \ '5 '"'° ^25 <50 175 O 100 200 300 +00 500 WATT-^ > DFig. I I - 7 . Verband tusschen de intensiteit D van het U.V.-licht (1850 tot 3200 AE) en den druk; idem tusschen de door den transformator
opgenomen energie en den druk.
energie opneemt. De uitgestraalde lichthoeveelheid neemt echter boven 1,5 m m druk sterk af, vertoont bij 3 a 3,5 mm druk een minimum, om bij nog hooger druk weer toe te nemen, bij 4,5 a 5 m m druk weer een m a x i m u m te vertoonen en bij nog hooger druk weer af te nemen. Een dergelijk verschijnsel treedt eveneens op bij een stroomsterkte i = 250 mA. We zien uit de grafiek, dat, indien de druk verandert van 3,4 tot 3,0 mm, de totale intensiteit van het U.V. zeer weinig verandert, indien men de stroomsterkte constant houdt. Het is nu duidelijk, dat, indien de relatieve energieverdeeling in dit drukgebied even-eens constant blijft, de drukconditie voor de waterstofbuis, voor gebruik als U.V.-standaardlamp, bepaald is.
Een dergelijke meting, als hierboven beschreven, is nog uit-gevoerd, waarbij niet de stroomsterkte van de Hj-buis, doch de opgenomen energie (door transformator + H.-buis) constant gehouden werd ( ± 507 W ) . De resultaten van deze meting zijn weergegeven in grafiek I I - 8. K r o m m e I stelt hierin voor de intensiteit van het totale U.V. tusschen 1850—3200 AE als functie van den druk p. We zien, dat ook hier tusschen 3 en 4 m m druk
een minimum optreedt. Waar het continuum (voornamelijk) een molecuul-spectrum is, was het interessant eens na te gaan, wat het atoom-spectrum doet onder deze omstandigheden. Daar-toe werd een meting verricht met een caesium-cel. Een rood-filter (glas V. Schoft, nr. 2460; doorlaatbaarheid bij 7000 AE: 91"/,,; bij 6440 AE: 0,75"/,,), werd voor de photocel geplaatst. Het doel was de Hj^-lijn (6563 AE) uit te zonderen uit het Ho-spectrum en het gedrag hiervan na te gaan bij verschillende drukken (primair watt-verbruik constant gehouden). Het re-sultaat was kromme II in fig, I I - 8.
H « 1 H2 CONTINUUM ^ " 5 0 7 WATT / • ; 507 WATT \
A
> / / / v-7
A
k
/ ^ / PRIMAIR Sv,V
l
^ « \ T ~ ^ V ^ ^ \ ^ N ~^^^ • — „r ~"
• V ^ J ^ • ^ ^ ^"'»^. ^^ ^ > N ~>. o 50 100 150 200 UITSLAG GALVANOMETER IN m m VOOR I - I— > - PRIMAIRE SPANNING AAN DE TRANSF. IN VOLT VOOR m SECUNDAIRE STROOM IN m.A VOOR H
Fig. II - 8. Verband tusschen galvanometeruitslag — primaire transfor-matorspanning — secundair stroom en den druk bij constant opgenomen
vermogen door de waterstofbuis (+ 507 W).
We zien, dat de intensiteit van de Hj,-lijn niet, zooals bij het continuum het geval is, zeer sterk afneemt, even beneden den 5 mm druk. We zullen in het volgende hoofdstuk op deze kwestie nog nader terugkomen; theoretisch is n.l, wel te voor-zien, dat in een bepaald drukgebied de intensiteit van het con-t i n u u m een minimum moecon-t vercon-toonen, con-terwijl in dicon-t drukgebied dit nog niet het geval behoeft te zijn met het atoom-spectrum ' ) .
§ 4. METING VAN DE (ONGECORRIGEERDE) RELATIEVE ENERGIEVERDEELING,
1. De opstelling.
Teneinde de tweede vraag, genoemd onder § 3, te kunnen
') De tot hiertoe beschreven metingen werden verricht onder leiding van Dr. Ir. G. H. Visser.
beantwoorden werd gebruik gemaakt van de volgende op-stelling. Vlak voor het matkwartsplaatje Po werd de eerste spleet geplaatst van een kwartsdubbelmonochromator volgens VAN CITTERT (zie fig. I I - 9 ) . Het uittredende licht viel op de photocel. In dit geval was het gebruik van het m a t k w a r t s noodig om de collimatorlens van den kwartsdubbelmonochroma-tor geheel en homogeen te vullen.
Fig. II - 9. De opstelling van den kwartsdubbelmonochromator voor de waterstofontladingsbuis.
Voor deze metingen bleek het, zooals reeds vermeld werd, noodig te zijn gebruik te maken van een zeer hooge koppel-weerstand van 10'" Cl, teneinde een voldoenden uitslag van den galvanometer te verkrijgen.
De uitslag D is nu klaarblijkelijk: D = B I , t'^ s , dA
waarin A, en Ao gegeven zijn door de spleetbreedte en de dis-persie van den kwartsdubbelmonochromator;
t^ = de doorlaatbaarheid van het systeem Pi en P„ + kwarts-dubbelmonochromator voor de golflengte A;
B = evenredigheidsfactor.
Voor verschillende drukken en stroomsterkten werd nu D = f (A) bepaald. Het is echter duidelijk, dat deze resultaten nog zouden moeten worden gecorrigeerd, teneinde de werkelijke
energieverdeeling te vinden, waarvoor o.a. t';^ en s^ nog be-paald zouden moeten worden.
Daar wij echter voorloopig ons ertoe bepaalden aan te kunnen toonen, dat de waterstofbuis in principe gebruikt kan worden als U.V.-standaardlamp, was de bepaling D = f(A) voldoende. In de eerste plaats werd de kwartsdubbelmonochromator ge-ijkt met behulp van Hg-lijnen en Cd-lijnen van een kwiklamp en een cadmiumlamp. De intensiteit van het licht, dat door den kwartsdubbelmonochromator viel, werd gemeten met de photocel -I- versterker. De twee paar lenzen, tweede spleet en derde spleet van den dubbelmonochromator werden zoo in-gesteld, dat de galvanometeruitslag maximaal was. In dat geval werd de eerste spleet correct afgebeeld op de tweede spleet, en deze weer idem op de derde spleet (de spleten waren alle drie even groot gesteld: 0,30 m m ) . De positie der lenzenparen werden in een grafiek uitgezet, waarvan gebruik werd gemaakt bij de metingen van het Ho-continuum. Bij deze metingen wer-den als zwaartepunten van de ^| A-gebiewer-den gekozen: 2200, 2300 etc. tot en m e t 3000 AE. Uit de ijkkromme was op te maken, dat wij op deze wijze te doen hadden met J A-gebieden van ± 80 AE (bij 3000 AE) tot ± 20 AE (bij 2200 AE).
2. De meetnauivkeurigheid.
Bij de metingen van het Ho-continuum bleek, dat, indien wij b.v. een galvanometeruitslag noteerden van 100 m m bij een bepaalde instelling van den kwartsdubbelmonochromator en deze instelling herhaalden, geen verschil in galvanometeruitslag kon worden vastgesteld; m.a.w. de fouten, veroorzaakt door de eventueele niet precies reproducibele instelbaarheid van den kwartsdubbelmonochromator, waren kleiner dan de waar-nemingsfouten. De laatste waren ± 1"/,, bij dezen uitslag
(i = + 10^'- A) en werden veroorzaakt door een lichte onrust van den gelijkstroomversterker. De nauwkeurigheid, waarmede op deze manier dus het Ho-continuum gemeten kon worden, werd alleen door de onrust van den versterker bepaald. Daar de galvanometeruitslagen bij deze metingen varieerden van 20 m m tot 250 mm, bedroeg de nauwkeurigheid der metingen 5 tot 0,4°/„.
3. De koeling der waterstofbuis.
Er is verder nog een uitgebreid onderzoek gedaan omtrent den invloed van de waterkoeling op de intensiteit van het U.V.-licht, daar gedurende het doormeten der lichtintensiteiten der verschillende A A-gebieden bij constanten druk en stroomsterkte, de totale U.V.-intensiteit noodzakelijkerwijze constant moest blijven. Het is noodzakelijk gebleken de Ho-buis zoo gelijkmatig
mogelijk te koelen; het koelwater werd onder constanten druk
toegevoerd en werd op de H,-buis gespoten door een aantal kleine buisjes (zie fig. I I - 1 ) . Bij intensere koeling neemt de dichtheid der waterstof in de ontladingsbuis toe en de stroomsterkte en intensiteit van het totale U.V. eveneens. Bij minder intense koeling geschiedde het omgekeerde: drukverandering kon hierbij op de Mc-Leod (aflezing tot op '/„„ mm nauwkeurig) niet worden
afgelezen.
4. De metingen.
Allereerst werd nu D = f (A) gemeten voor het geval, dat
170 160 150 140 130 120
1
'°°
90 BO 70 SO 50 +0 30 20 10Fig. I I - 10a. DJ. = f( A) : i = 200 mA; p = 3,1 — 3,3 — 3,4 mm. de d r u k 3,0 tot 3,4 m m bedroeg en i = 200 mA. Drie afzonderlijke metingen werden hieromtrent uitgevoerd; iedere meting ge-schiedde met een versch gevulde Ho-buis. De resultaten zijn
.„ -y fr ^^ s \, ' 0 --p—3,1 mm A — p = 3 , 3 m m Y - - p — 3 , 4 m m S s, \ 1 1 1 1 1 L-200mA '^ \, . \ , •> . \ s . s s ^ s \^ zs*^ , \ , ^ '^ _ 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2900 2900 3000 A E
weergegeven in fig. I I - 10a. Wij zien, dat de kromme Dj, = f(A) binnen 5"/„ reproducibel i s ' ) . De krommen van fig. I I - 1 0 b , c,
v o 1G0 I K ) 140 130 120 110 100 90 80 70 6 0 50 40 30 20 10 — -— — - --, — -— ' / • W — -~>1 — t
s
— s \ — , "* \, o - - L = 1 5 0 m A A — L = 2 0 0 r n A Y — i = 2 5 o m A -— — -— — — — —--~ -— -— -— -— p=4,Cmm \ S — --V s \ — -s. si 's, s -— -- -— s --—"1
~ ' r^ — — 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 4 E Fig, I I - 10b. D,. = f( A ) : P = 1,0 m m ; i = 150 — 200 — 250 m A , d en e stellen de resultaten der metingen voor bij een druk170 1 6 0 1 5 0 1 4 0 1 3 0 1 2 0 110 100 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 30 2 0 i O - H -1 J ƒ / / / " .. ,' ^ 1 s ^ \, • 1 - - l - 2 0 0 m A ' ' p=l,5mm S, s \ ^ • \ \ s s-s S V S' s, ^ N i 1 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 A [ Fig. I I - lOc, D r = f( A) : p = 1,5 m m ; i = 150 — 200 — 250 m A . ' ) D e k r o m m e n in d e f i g u r e n I I 10a t / m I I lOi stellen v o o r : D r e l a -tief = f ( A ) ; d e s c h a a l is z o o d a n i g g e k o z e n , d a t D — v o o r h e t j
p — 1,0, 1,5, 2,4 en 3,4 m m resp. Bij lederen d r u k werden drie metingen uitgevoerd bij stroomsterkte i = 150, 200, 250 mA.
In de eerste plaats merken wij op, dat Dj. = f (A) onafhankelijk is v a n de stroomsterkte. Verder komen de krommen 10a tot
170 160 150 140 130 120 110 9 0 0 0 70 50 30 20 10 / / r / ƒ ! Z' s ^^ * \ \ 0 --1—IBOmA ._ ' ' ' ' p=2,4-nim ^ S ^ \ s, s s
s
Nï Tk •• > 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 a o O 3000 A E Fig. I l - l O d . D r = f ( A ) : p = 2,4 mm.; i = 150 — 200 — 250 m A . en m e t 10e goed met elkander overeen; m.a.w. de relatieve energieverdeeling verandert niet in het drukgebied p = 1^3,5 mm en i = 150—250 m A . 170 leo 150 140 130 420 110 ^ 100 90 00 70 60 50 40 30 20 10 1 1 1 t Z ' ' \ — s \ o - - i = iS0nnA A - - i — 200 mA Y — L - 2 S 0 m A *•s s
> \ p = 3 , 4 Tnm \. V 1, \ , s -\ >t s. Ns s
N ^ _ Fig. II - 10e, Dj-220O 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 A E = f(A) : p = 3,4 m m ; i = 150 — 200 — 250 m A .De kromme I I - lOf werd gemeten bij een druk p = 0,25 mm, i = 200 mA. De kromme I I - lOg en I I - lOh voor p = 4,1—4,9 mm, i = 150—200—250 mA. Deze laatste krommen komen
even-170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 SO 40 30 20 10 ._,_ f. __ / / , T - ' -~r , s o - - L = 200mA A - - 1=. 2D0mA — — „ s \ — p=0,25 mm ^... \ s S s \ — s S ^ T S ^ — s \. . -— • ^\ — s ' . -— ••- - . -2200 2300. 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 A E Fig, I I - lüf, D,, = f ( A ) : p = 0,25 m m ; i = 200 m A .
eens goed met eikander overeen en toonen ons het type Dj. = f(A) voor dit drukgebied. Tenslotte werd nog gemeten de kromme I I - lOi voor p = 6,3 m m en i = 200—250 mA.
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 +0 30 20 10 -— ^ — rL - --— ff *| -- ^ / f *-^ --__-.
s
s — — ^ \ - . \ ^ O - - L-^50mA . A L=2oo rnA -Y - - i = 2 5 0 mA : p = 4-,4 m m ^ s s \ -'^, V ^ v A V X -^ ^ — ^-^ — — -r 1 -2200 2300 2400 2500 2600 270O 2800 2900 3000 A E Fig. I I - lOg. DJ- = f ( A ) : p = 4,1 m m ; i = 150 — 200 — 250 m A .Voor p > 3,5 m m neemt de intensiteit van het U.V. — relatief - toe voor golflengten, kleiner dan 2600 AE.
Voor p < 1 mm neemt de intensiteit van het U.V. -^ relatief - af voor golflengten, kleiner dan 2600 AE.
170 160 150 140 13B 120 110 100 90 80 70 50 4 0 3 0 — — { f f ~f 1 • K ^ A u ? \ \ V >^ \ s • . 1 > 1 . o - - L a 1 5 0 m A _ s V X — s — D = * . 9 T n T n • V ^ o t * -V, \ s, s s. -i K — ' . -M 220C 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2800 3000 A£ Fig, I I - lOh. D J , = f( A) : p = 4,9 m m ; i = 150 — 200 — 250 m A . 170 16 0 150 140 130 -120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 i /
-^t-
yi ^ — • N ^ \ \ < S. 0 - - l = 2 0 0 m A a - - l = 250mA \ \ ^ \ — p = S,3mm S ^ • \ . s s s \ — N 1 S y* -_ 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2800 3000 A E5. Resultaten.
In verband met de waarnemingen, dat:
Ie. de totale intensiteit van het U.V.-licht (tusschen + 1850 AE en + 3200 AE) constant blijft tusschen 3,0 en 3,5 mm druk
(bij constante stroomsterkte) en
2e. de relatieve energieverdeeling constant blijft tusschen 1,0 en 3,5 mm druk, is hiermede bewezen, dat de relatieve energieverdeeling van het waterstof-continuum, uitgezonden door de door ons onderzochte waterstofbuis, als U,V.-standaard-energieverdeeling kan worden gebruikt.
NADERE BESCHOUWINGEN DER EXPERIMENTEELE RESULTATEN.
§ 1. INLEIDING.
De in het vorige hoofdstuk beschreven experimenteele re-sultaten zijn — kort samengevat —:
Ie. de bepaling van I — f ( p ) ;
2e. de bepaling Van het gedrag der relatieve energiever-deeling bij verschillende druk en stroomsterkte.
Voor zoover ons bekend is, is de bepaling van I = f(p) tot nog toe alleen door CHALONGE u i t g e v o e r d ' ) . Hij heeft echter slechts bij enkele wijd uiteenloopende waarden van p gemeten en vond op deze wijze een vloeiende kromme, welke een „breed"' m a x i m u m vertoont bij + 3 m m druk. Zijn meetpunten liggen zoover uiteen, dat de sterke intensiteitsafname tusschen p + 1,5 m m en p + 4 m m uit zijn metingen niet kon blijken.
We zullen nu in dit hoofdstuk trachten een verklaring te geven voor deze intensiteitsafname. Met het oog hierop zal in § 2 en § 3 het w e r k van LAU, REICHENHEIM, FINKELNBURG en WEITZEL besproken worden. In § 4 zal dan besproken worden waarom het continuum een intensiteitsminimum zou kunnen vertoonen bij ± 3 m m druk.
Eenige conclusies zijn uit deze theoretische overwegingen te trekken en deze worden geverifieerd door de resultaten der metingen van CHALONGE en FINKELNBURG. In § 5 zal verder het gedrag der relatieve energieverdeeling bij verschillende druk en stroomsterkte, zooals wij dit bepaald hebben, vergeleken worden met de experimenteele resultaten van CHALONGE. VA.N HEEL en BOERS.
§ 2. DE METHODE VAN „AANSLAGDISPERSIE" VAN FINKELN-BURG, LAU EN REICHENHEIM ' ) .
Bekeken wordt de aanvang van de positieve zuil; de ont-ladingsbuis is a!s aangegeven in fig. I I I - l . De eischen, welke aan de ontladingsbuis gesteld moesten worden, waren de vol-gende:
Ie. de Faradaysche donkere ruimte moet zich goed kunnen ontwikkelen, zóó dat de electronensnelheden daarin gering zijn en tot aan de grens van de positieve zuil langzaam grooter worden. Daarom m.oet de buis in de b u u r t van de Faradaysche donkere ruimte groot gemaakt worden.
2e. Er moet verhinderd worden, dat de uitloopers van het negatieve glimlicht tot de positieve zuil reiken en over het andere spectrum heen komen te liggen.
^•^=^=4]
Fig. I I I - l . Ontladingsbuis voor hst verkri.igen van aanslagdispar.sie (volgens Lau en Reichenheim).
3e. Vóór alles moet gezorgd worden, dat de grens van de Faradaysche donkere ruimte en positieve zuil door de glas-wanden onbeïnvloed blijft; men moet zorgen, dat de positieve zuil op een goed gedefinieerde plaats bij een plotselinge ver-nauwing van de ontladingsbaan optreedt.
Voor dit alles is in de ontladingsbuis (fig. I I I - l ) gezorgd: A = anode;
K = kathode;
D = door de Faradaysche donkere ruimte opgevuld;
R = glazen buis, 0 = 1 cm. Aan het boveneinde van deze buis bevindt zich de „kop" van de positieve zuil.
P = kwartsvenster;
S = dient om het door den glaswand gereflecteerd licht niet in de spectrograaf te krijgen.
De „kop" der positieve zuil wordt nu met behulp van een kwartslens afgebeeld op de intreespleet van de spectrograaf.
Essentieel is n u het volgende:
In de „kop" der positieve zuil „steken" de lijnen met kleine aanslagspanning verder in de Faradaysche donkere ruimte dan de lijnen m e t groote aanslagspanning, m.a.w. er treedt „aanslag-dispersie" op.
De aanslagdispersie wordt beïnvloed door:
Ie. den gasdruk; de druk moet constant zijn en in het al-gemeen werd m e t stroomend gas gewerkt;
2e. het gasmengsel. Gesteld, dat de buis gevuld was met zuivere waterstof; in dat geval ontstaat er een sterk electrisch veld tusschen donkere ruimte en positieve zuil; de electronen worden plotseling zeer versneld en alle lijnen treden bijna ge-lijktijdig op (kleine aanslagdispersie). Daarom wordt de water-stof vermengd met een ander gas met kleine ionisatiespanning, b.v. w a t e r d a m p of kwikdamp. Er ontstaat dan door de ionisatie een positieve ruimtelading, die maakt, dat het electrische veld minder sterk wordt, waardoor vergrooting van de aanslagdis-persie bereikt wordt;
3e. de stroomsterkte; experimenteel wordt op een gunstige stroomsterkte ingesteld.
Een spectraalopname van een lijnen-spectrum ziet er dus als gewoonlijk uit, behalve dan dat de lijnen verschillende „hoogte" op de photographische plaat hebben. Deze hoogte is nu een maat voor de aanslagspanning der lijnen. Met behulp van lijnen, waarvan de aanslagspanning bekend is (b.v. kwiklijnen), kan de opname gecalibreerd worden.
In het bovenstaande is zeer kort en in principe aangegeven volgens welke methode LAU en REICHENHEIM het Fulcher-banden-spectrum van het waterstof-spectrum onderzocht hebben. FINKELNBURG heeft nu deze methode toegepast om het water-stof-continuum nader te kunnen onderzoeken.
§ 3. HET WERK VAN FINKELNBURG.
FINKELNBURG heeft het onderzoek van het waterstof-conti-n u u m volgewaterstof-conti-ns bovewaterstof-conti-n beschrevewaterstof-conti-n methode iwaterstof-conti-n twee deelewaterstof-conti-n ge-publiceerd. Wij zullen beide publicaties in chronologische volg-orde bespreken.
1 Eerste publicatie ').
Met de methode der aanslagdispersie was uit te maken bij welke — minimale — aanslagenergie het waterstof-continuum geëmitteerd wordt. Het is duidelijk, dat deze minimale aanslag-energie overeen moest stemmen met de aanslag-energie van het 0° vi-bratie-niveau va 1} n 13 73 11 s V s 2 1 O
Fig. I l l - 2 , Het termschema van het waterstofmolecuul,
[In fig. I l l - 2 is het termschema van het waterstofmolecuul weergegeven. De overgang 2'% —*• V% geeft het moleculaire
1) W. Finkelnburg: Z.Pliysik 62, 624, 1930,
continuum. (Van het 2"2-niveau zijn een 6-tal vibratie-niveaux aangegeven.) De x 0 y ^ banden zijn de Balmer-banden; de
a-banden worden ook wel Fulcher-banden genoemd.]
Essentieel van dit eerste onderzoek was nu, dat de methode van LAU en REICHENHEIM werd toegepast m e t behulp van een
glasspectrograaf. De metingen wezen uit, dat de minimale
aan-slagenergie van het continuum 12,6 V moest bedragen. Andere experimenteele gegevens omtrent deze aanslagenergie waren destijds o.a. van HORTON en D A V I E S ' ) : 12,6 V; L A U - ) : 12,7 V; KAPLAN ' ) : 11,6 V.
Het was dus waarschijnlijk, dat KAPLAN een te lage waarde voor deze aanslagenergie gevonden zou hebben. Anderzijds
hadden FINKELNBURG en MECKE uit de banden-analyse
gevon-den, dat het O'' vibratie-niveau van den 2''^-term bij 11,84 V moest liggen.
De experimenteel door FINKELNBURG gevonden waarde lag dus ± 0,8 V hooger en viel samen m e t het 3' vibratie-niveau van den 2^2;-term.
FINKELNBURG heeft dit alles nu als volgt willen inzien. Hij meent aan te moeten nemen, dat de grondtoestand van den 2'S-term metastabiel is. Op de een of andere wijze zouden de hoogere vibratie-niveaux minder stabiel worden en bij het 3'' vibratie-niveau onstabiel, zoodat overgang naar den l'S-term kan geschieden.
Volgens dit inzicht wil hij het volgende verschijnsel ver-klaren, w a t door GEHRKE en L A U ' ) waargenomen is, n.l. dat
bij lagen druk het continuum zwak is t.o.v. de Balmer-banden, bij hoogen druk het continuum relatief sterker is t.o.v. de Balmer-banden.
De verklaring is als volgt:
Lage druk: de electronen hebben (gemiddeld) een groote vrije
weglengte en verkrijgen dus een groote energie. Hierdoor
wor-') F. Horton en C. A. Davies: Phil.Mag. 46, 872, 1923.
-) E. Lau: Ann.d.Phys. 77, 183, 1925,
••') J. Kaplan: Proc.Nat,Acad,Amer, 13, 760, 1927.
') E. Gehrke en E. Lau: Ber.Berl.Akad, no. 24. S. 242, 1923; .A.nn.d. Physik 76, 673, 1925.
den voornamelijk de Il-termen aangeslagen en van hieruit ge-schieden overgangen naar den 2':^-term en wel voornamelijk naar den O" vibratietoestand, zooals de intensiteitsverdeeling in de banden uitwijst.
Vanwege den lagen druk is er in de vibratie-niveaux van den 2''S-term weinig uitwisseling van energie, dus de bezetting van het 3' vibratie-niveau is zeer gering, vandaar dat bij lagen druk weinig continuum voorhanden is.
Hooge druk; in dit geval zullen (vooral bij geschikte vrije
weg-lengte en spanningsgradiënt) de vibratie-niveaux van den 2^t-term zelf worden aangeslagen. Bovendien zal door den hoogeren druk een betere uitwisseling van vibratie-energie voorhanden zijn; dit alles maakt, dat in dit geval het continuum dus relatief sterker zou moeten worden uitgestraald. '
We moeten er hier op wijzen, dat na de tweede publicatie van FINKELNBURG de theorie van den metastabielen grondtoe-stand van den 2''S-term niet meer houdbaar was, aangezien bij de latere experimenten gebleken is, dat tóch de energie van het O'' v'bratie-niveau van den 2^S-term ongeveer 11,8 V bedraagt. De gedachtengang echter, voor de verklaring der ex-perimenteele resultaten van GEHRKE en LAU, blijft wel van kracht en wij zullen dezen gedachtengang ook moeten gebruiken om het intensiteitsminimum van het continuum bij + 3 mm druk te kunnen verklaren,
Fig, I I I - 3 , Ds aanslagdispsrsie-opname van het H„-spectrum: opgenomen met glasspectrograaf.
Een volgend zeer belangrijk resultaat van het eerste onderzoek van FINKELNBURG is geweest: de bepaling van de ,,nauwe" aan-slagfunctie van den 2'S-term.
In fig. I l l - 3 is de aanslagdispersie-opname van het waterstof-continuum afgebeeld. We zien, dat het waterstof-continuum als een wolk boven het lijnenspectrum ligt.
De bovenste grens dezer wolk ligt bij 12,6 V, zooals reeds ver-meld werd; de onderste grens ligt bij ongeveer 13,9 V. Dit be-teekent, dat de aanslagfunctie voor den 2''S-term zeer „nauw" is.
Volgens FRANCK en JORDAN ') is de overgang V% —> 2'S ver-boden; in werkelijkheid vinden er toch overgangen plaats; het ,,verbod" uit zich nu in de zeer „nauwe" aanslagfunctie. (Deze n a u w e aanslagfuncties der triplet-termen zijn bij waterstof ex-perimenteel ook gevonden door HORTON en DAVIES ') en door GEHRKE en LAU •').
Daar in de tweede publicatie van FINKELNBURG de minimale aanslagenergie van het waterstof-continuum toch op 11,8 V bepaald werd, zijn dus als grenzen der aanslagfunctie van den 2'S-term aan te geven: 11,8 tot + 13,9 V.
2 Tweede publicatie ^).
Daar volgens de theorie van WINANS en STUECKELBERG "') het intensiteitsmaximum van het continuum, uitgezonden door het
tfp/i' i2,e U,i 7/;C 12,3 n,z fK' n,o ti,s " • ^
B^ig. III - 4. De aanslagspanningen voor verschillende golflengten van het waterstof-continuum (volgens Finkelnburg en Weitzel).
O'' vibratie-niveau van den 2''S-term, bij ongeveer 2500 AE moet
') J. Franck en P. Jordan: Hdb.d.Physik, XXIIl, S. 676, 1926. -) F. Horton en A. C. Davies l.c,
••') E. Gehrke en E. Lau l.c.
") W. Finkelnburg en W. Weit7.el: Z.Physik, 68, 577, 1931. •') Winans en Stueckelberg: l.c.
liggen, lag het voor de hand, het waterstof-continuum nog eens nader te onderzoeken met behulp van een kwartsspectrograa.j. In fig. I l l - 4 is het resultaat dezer metingen van FINKELNBURG en WEITZEL weergegeven; wij zien, dat de minimale aanslag-energie nu 11,86 V bedraagt. Daar de nauwkeurigheid dezer metingen 0,05 V bedraagt, komt dus deze aanslagenergie zeer goed overeen met de waarde, zooals deze moest zijn volgens de banden-analyse (11,84 V).
Dit minimum van aanslagenergie correspondeert met licht-emissie met een golflengte van ongeveer 3200 AE.
Verder is het uit den vorm van de 2'S-potentiaalkromme zonder meer duidelijk, dat voor lichtemissie met golflengten, grooter en kleiner dan 3200 AE, de correspondeerende aanslag-energieën alle grooter moeten zijn dan 11,84 V.
Waar echter FINKELNBURG en WEITZEL in dit artikel niet op wijzen, is het volgende:
Bij de methode van aanslagdispersie, toegepast op het water-stof-continuum, zal de photographische plaat het eerst gezwart worden bij die golflengte, waar het m a x i m u m ligt van het continuum, dat uitgezonden wordt door het O" vibratie-niveau van den 2-'S-term. Wij zien, dat deze golflengte hier 3200 AE bedraagt, hetgeen dus totaal in strijd is met wat WINANS en STUECKELBERG voorspelden ( ± 2500 AE). Wij zullen op deze kwestie in hoofdstuk V nog nader terugkomen, daar dit maxi-m u maxi-m bij 3200 AE later experimaxi-menteel geverifieerd is.
§ 4. OVER DE VERKLARING VAN HET ENERGIEMINIMUM ELI ± 3 mm DRUK DER I = f (p)-KROMME.
Wij hebben reeds gezien, dat het waterstof-continuum op twee manieren kan worden aangeslagen en wel:
Ie. directe aanslag: I'S —> 2-'S —> continuum ^ I'S. 2e. indirecte aanslag: I'S —»• (3, 4, 5 of 6) ' Il - » Balmer-ban-den —*• 2''S —*• continuum -^ I'S.
Verder merken we in het termschema (fig. I l l - 2 ) op, dat het energieverschil tusschen het 3''1I- en 2'S-niveau veel grooter is dan tusschen de n-niveaux onderling.
maximale en minimale aanslagenergie van de zeer nauwe aan-slagfunctie der triplet-termen op een orde van grootte van on-geveer 1,5 V.
Indien dus de aanslagenergie der electronen (gemiddeld !) + 12 tot + 13 V (zie fig. I l l - 2 ) bedraagt, zal dus directe aan-slag van het continuum plaats vinden.
Indien de aanslagenergie der electronen (gemiddeld) + 13 tot + 14 V bedraagt, zal zoowel directe als indirecte aanslag van het continuum mogelijk zijn, doch beide in zeer geringe m a t e ! Indien de aanslagenergie der electronen (gemiddeld) hooger dan + 14 V bedraagt, zal indirecte aanslag van het con-t i n u u m mogelijk zijn.
Deze drie gevallen zullen voor kunnen komen resp. bij hoogen druk, middelmatigen d r u k ( + 3 m m ) en lagen druk.
E r z u l l e n d u s 2 d r u k k e n z i j n , w a a r b i j s p a n n i n g s g r a d i ë n t e n v r ij e w e g l e n g t e z o o g u n -s t i g m o g e l i j k g e c o n d i t i o n e e r d z i j n v o o r r e s p . d i r e c t e n e n i n d i r e c t e n a a n s l a g v a n h e t c o n t i n u u m ; uit de resultaten onzer metingen blijken deze drukken in ons geval resp. ± 4Vi en ± l'/a mm te be-dragen (zie fig. I I - 7 ) .
V e r d e r z u l l e n b i j é é n b e p a a l d e n d r u k d e s p a n n i n g s g r a d i ë n t e n v r i j e - w e g l e n g t e z o o o n g u n s t i g m o g e l i j k g e c o n d i t i o n e e r d z i j n v o o r h e t z i j d i r e c t e n o f i n d i r e c t e n a a n -s l a g v a n h e t c o n t i n u u m ; wij vinden voor dezen druk in ons geval + 3'/., mm (fig. I I - 7 ) .
De gedachtegang van bovenstaande redeneering komt dus in principe overeen m e t dien van FINKELNBURG voor de verklaring van de relatieve intensiteitsverhoudingen van continuum en Balmer-banden bij hoogen en lagen druk; bovendien is echter volgens dezen gedachtegang het intensiteitsminimum bij ± 3 m m druk te verklaren.
Ruwweg gesproken mag men wel zeggen, dat bij ± 3 m m druk de indirecte aanslag van het continuum verandert in di-recten aanslag en het is voor de hand liggend, dat bij dezen
druk een verandering in intensiteitsverdeeling van het conti-n u u m te verwachteconti-n is.
Aan de hand van de experimenteele resultaten, welke in hoofdstuk II beschreven werden, moeten wij ons het uitstralings-proces van het continuum in verband met den druk dus als volgt voorstellen. In het drukgebied van 1 tot 3,5 m m wordt het continuum indirect aangeslagen: hoewel de aanslagfuncties der triplet-n-termen alle ,,nauw" zijn, blijkt de intensiteit van het continuum als functie van den d r u k (tusschen 1 en 3,5 mm en bij constante stroomsterkte, zie fig. I I - 7 ) een „vloeiende" kromme te zijn, hetgeen dus zeggen wil, dat de aanslagfuncties voor de verschillende ll-niveaux elkander overlappen. Deze laatste kwestie ligt trouwens voor de hand, wanneer men be-denkt, dat de ll-niveaux alle vrij dicht bij elkaar liggen. Daar de relatieve energieverdeeling van het continuum tusschen 1 en 3,5 m m druk niet verandert, moet men wel aannemen, dat in dit drukgebied de bezetting van de vibratie-niveaux van den 2'S-term dezelfde blijft.
Dat beneden den 1,5 mm druk de intensiteit van het continuum sterk afneemt, mag zonder meer worden toegeschreven aan het feit, dat bij lagere drukken ook minder emitteerende deeltjes voorhanden zullen zijn.
Metingen over de intensiteitsverdeelingen in de Fulcher-banden (Fulcher-Fulcher-banden = Balmer-«-Fulcher-banden; zie fig. I l l - 2 ) hebben uitgewezen, dat de intensiteiten afnemen, n a a r m a t e de vibratie-quantengetallen toenemen (CHALONGE ' ) ; bij ongeveer 3 mm druk zijn de O—> O, 1—>• 1 en 2 ^ 2 banden domineerend. Men moet dus wel aannemen, dat in het beschouwde drukgebied voornamelijk het O", 1' en 2" vibratie-niveau van den 2"S-term bezet zullen zijn.
Gaan wij nu over naar drukken boven 3,5 mm, dan komen wij in het gebied van directen aanslag van het continuum. Het is duidelijk, dat in eerste instantie (bij toenemenden druk) de hoogere vibratie-niveaux van den 2''S-term nu aangeslagen worden. Dat deze vibratie-niveaux nu ook een rol gaan spelen bij de emissie van het continuum, blijkt uit onze waarnemingen,
dat boven den 3,5 m m druk de intensiteit van het continuum voor golflengten < 2600 AE relatief toe gaat nemen (invloed der maxima der ip xp *-functies der hoogere vibratie-niveaux).
Daar verder bij toenemenden druk de ontladingsbaan in de waterstofbuis steeds meer contraheert en de buis steeds meer energie opneemt, moet de t e m p e r a t u u r in het hart van de buis eveneens toenemen; dit is een tweede reden, waarom bij hoogere drukken de hoogere vibratie-niveaux van den 2''S-term mee zullen werken aan de emissie van het continuum.
Beneden den 1 m m d r u k neemt de intensiteit van het conti-n u u m voor golfleconti-ngteconti-n > 2600 AE relatief toe; dit zou sameconti-n moeten hangen met het feit, dat beneden den 1 m m druk het molecuul-spectrum steeds meer en meer verdrongen wordt door het atoom-spectrum. Bij hooge drukken is de kleur der ontlading blauwachtig (voornamelijk molecuul-continuum); in het druk-gebied van 1 tot 5 m m is de kleur blauwachtig-wit (het atoom-spectrum is opgekomen); voor drukken, kleiner dan 1 mm, wordt de kleur der ontlading rose; de atoomlijnen nemen sterk in intensiteit toe; op het moleculair continuum superponeert zich meer en meer het atoom-continuum (grens-continuum der Balmer-serie: uit de metingen van CHALONGE hieromtrent is het waarschijnlijk gebleken, dat dit grens-continuum tot ongeveer 2500 AE door zou k u n n e n loopen).
In het algemeen wordt dus de theorie omtrent het gedrag der relatieve energieverdeeling bij verschillenden d r u k gesteund door de experimenteele resultaten.
Ook de aanslagdispersie-opname van het continuum (fig. I l l - 3 ) is in overeenstemming met onze theorie; bij aanslag-energie van 13,9 a 14 V is vrijwel geen continuum voorhanden; boven de 14 V aanslagenergie treedt er wederom continuum op en hiermede tegelijk verschijnen een groot aantal lijnen van het veellijnen-spectrum (indirecte aanslag van het continuum boven de 14 V ) .
Uit de theorie volgt, dat de gemiddelde electronenenergie voor directen aanslag van het continuum het gunstigst was, indien
deze energie 11,8 a 12 V bedroeg. Bij de metingen, welker re-sultaten aangegeven werden in fig. I I - 8, blijkt dit het geval te zijn bij 4'7i m m druk. Gaande naar iets lageren druk (dus bij iets grooter gemiddelde electronen-energie) neemt het con-tinuum snel in intensiteit af. Het is duidelijk, dat het aantal atomen, ontstaan uit de dissocieerende H,-moleculen, eveneens snel zal afnemen, waar-mede dus in eerste instantie het terug-loopen van de intensiteit van de H^-lijn verklaard is (fig. I I - 8 , kromme I I ) . Echter bedraagt de minimale aanslag-energie van de Hj^-lijn 12 V (zie fig. I l l - 3 ) . Voor nog iets lagere drukken moeten wij dus te maken krijgen met gemiddelde electronen-energieën, welke uiterst gunstig worden voor den aanslag van de H^-lijn. Inderdaad neemt vanaf 4,1 mm druk de intensiteit van de H-j.-lijn weer toe, niettegenstaande de intensiteit van het continuum nog eerst blijft afnemen.
Deze kwestie verleent ons belangrijken steun in de opvatting, dat bij 4 ' / , mm druk de condities zoo gunstig mogelijk zijn voor directen aanslag van het continuum (dus dat bij dien druk de aanslagenergie inderdaad ongeveer 12 V moet bedragen).
§ 5. VERGELIJKINGEN MET HET WERK VAN CHALONGE, VAN HEEL EN BOERS.
CHALONGE heeft zijn metingen verricht aan een waterstofbuis, w a a r v a n het model alreeds was aangegeven door DUNOYER. De buis was gemaakt van Sibor-glas; het essentieele gedeelte was een capillair van 10 cm lengte en waarvan de diameter 3 tot 6 m m bedroeg (CHALONGE heeft buizen met verschillenden dia-meter onderzocht). Aan weerszijden was de capillair verlengd door 2 buizen met een diameter van 3 cm, welke de aluminium electroden bevatten; op het eene uiteinde der buis was met behulp van piceine een kwartsvenster gekit. De buis werd direct aangesloten op de secundaire klemmen van een transformator; de spanning op de buis was van de orde van 1200 V voor stroom-sterkte van 200 a 300 mA. De buis was watergekoeld.
Zooals reeds in hoofdstuk II vermeld is, heeft CHALONGE dé relatieve energieverdeeling van het waterstofcontinuum be-paald door photographische vergelijking met het continuum,
uit-gezonden door den positieven k r a t e r van een koolboog. Het is voor het verdere van groot belang hier op te merken, dat hij deze vergelijking niet heeft kunnen doorzetten voor golflengten, kleiner dan + 2500 AE. Daar echter in een belangrijk groot golflengtegebied, van ± 3000 tot 2500 AE, de verhouding:
intensiteits-koolboog
log , ^ = f(X) mtensiteits-continuum
een — bij benadering — lineaire functie bleek te zijn, heeft CHALONGE het aangedurfd te extrapoleeren naar golflengten, kleiner dan 2500 AE. Op deze wijze verkreeg CHALONGE een relatieve energieverdeeling (fig. I l l - 5 , kromme 1), welke be-hoorlijk overeenkwam met de door WINANS en STUECKELBERG voorspelde energieverdeeling (fig. I l l - 5 , kromme 2).
30 </i 10 O 2000 3000 4000 5000 —, »-A
Fig. I l l - 5 . Kromme 1: experimenteel bepaalde relatieve energiever-deeling van het H.,-continuum door Chalonge; Kromme 2: theoretische
kromme volgens Winans en Stueckelberg.
In het golflengtegebied van 2500 tot 3000 AE echter hebben zijn experimenten tot reproducibele resultaten geleid: hij vindt
in het drukgebied van 2 tot 5 m m geen verandering in energie-verdeeling en een zeer kleine, vrijwel te verwaarloozen, stroom-afhankelijkheid. Dit alles is geheel in overeenstemming met wat wij gevonden hebben: van 1 tot 3,5 m m druk blijft de rela-tieve energieverdeeling constant, van 3,5 tot 6,3 m m vinden wij wèl een verandering in de energieverdeeling, doch deze ver-andering geschiedt in het golflengtegebied van 2200 tot ongeveer 2600 AE; in het gebied van ongeveer 2600 tot 3000 AE vinden wij van 1 tot 6,3 m m druk, evenals CHALONGE geen verandering in de relatieve energieverdeeling.
VAN HEEL en BOERS hebben het gedrag der energieverdeeling
in afhankelijkheid van druk en stroomsterkte eveneens volgens een photographische methode bepaald. Wij zullen hier een korte beschrijving van h u n experimenten geven.
Als lichtbron werd gebruik gemaakt van een luchtgekoelde waterstofbuis van kwarts; de spanning op de buis bedroeg ± 1000 V wisselspanning (50 per.); de stroomsterkte varieerde bij de metingen van 15—60 mA; gemeten werd in een drukgebied van 0,2 tot 30 mm.
Het waterstof-continuum werd gephotographeerd met behulp van een Hilger-E,; kwartsspectrograaf. Op de spleet was een verzwakkingstrap geplaatst (geplatineerd k w a r t s ) . Een deel van de ontladingsbuis werd op de collimatorlens van de spectrograaf afgebeeld met behulp van een kwartslens, welke vlak bij de spleet geplaatst werd.
De zwartingskromme van de photographische plaat werd be-paald voor 5 verschillende golflengten, kleiner dan 3000 AE.
Het bleek, dat de reproducibiuteit 7"/i, bedroeg, hetgeen de nauwkeurigheid der meting was in het drukgebied Vj.. tot 4 ' / . mm bij stroomsterkten van 15 tot 60 mA.
Volgens deze methode is aangetoond, dat voor hoogere drukken dan 3 m m de intensiteit van de straling met A < 2600 AE — relatief — toeneemt; voor drukken, lager dan 1 mm, neemt de intensiteit der straling met A < 2600 AE — relatief — af. Tus-schen ongeveer 1 en 3 m m druk werd geen verandering in de relatieve energieverdeeling waargenomen. Verder kon bij deze proeven een stroomafhankelijkheid van de relatieve energiever-deeling niet worden geconstateerd.
Ook deze resultaten zijn in overeenstemming met wat wij gevonden hebben (zie fig. I I - 1 0 a t / m I l - l O i ) .
Geresumeerd kunnen wij dus opmerken, dat alle experimen-teele resultaten van CHALONGE, VAN HEEL en BOERS door ons onderzoek volgens de photo-electrische methode geverifieerd zijn.
In dit stadium van onderzoek lag het dus voor de hand na te gaan, of volgens de photo-electrische methode de relatieve energieverdeeling zélf te bepalen zou zijn.
De uiteindelijk daartoe gebezigde methode zal in het volgende hoofdstuk uiteengezet worden.
