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BEGRÜ N D ET VON A . B E R L IN E R UND C. THESING
HERAUSGEGEBEN VON
ARNOLD B E R L IN E R
U N T E R B E S O N D E R E R M I T W I R K U N G V O N HANS SPEMANN IN F R E I B U R G I. B R . ORGAN D E R G E SE LLSC H A FT D E U T SC H E R N A TU R FO R SC H E R UND Ä R Z T E
U N D
O RGAN D E R K A IS E R W IL H E L M -G E S E L L S C H A F T Z U R FÖ R D E R U N G D E R W ISSENSCH AFTEN V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W 9
HEFT 31 (S E IT E 5 9 7 — 6 2 0 ) 3. A U G U S T 1928 16. JAHRGANG
Der R am aneffekt, ein neuer von C. V. Ram an ent
deckter Strahlungseffekt. Von Pe t e r Pr i n g s- h e i m, Berlin. (Mit 8 Figuren)
Grundprobleme der Geologie Europas. Von S. v.
Bu b n o f f, B r e s la u ...
Zu s c h r i f t e n :
Abschattierung und Austauschentartung. Von H. Lu d l o f f, Breslau ...6 1 1 Zur Quantentheorie der Streuung und Dispersion.
Von Ad o l f Sm e k a l, W i e n ... 612 Röntgenanalyse der Heuslerschen Legierungen.
Von El i s Pe r s s o n, Stockholm. (Mit 1 Figur) 613 Eine neue photographische Erscheinung. Von
Fr i t z We i g e r t, Leipzig. (Mit 1 Figur) . . 613 Zur Theorie desRam sauereffekts. Von J. Ho l t s-
m a r k , K o p e n h a g e n ... 614 Die Funkenpotentialkurve reiner Gase bei kleinen
Drucken. Von Ku r t Zu b e r, Arosa . . . . 615 Bem erkung zu meiner M itteilung: „Ü ber eine
neuartige lichtelektrische Erscheinung an
dünnen A lkalim etallschichten". Von Ru d. Su h r m a n n, B r e s l a u ... 616 Notiz über Temperaturmessung zwischen 20 und
900 abs. Von F. He n n i n g, B e r l i n ... 617 Elektronenzählrohr zur Messung schwächster A k
tivitäten. Von H. Ge i g e rund W. Mü l l e r, K iel 617 Röntgenographische Beobachtungen an Cellu
lose. Von R. O . He r z o g und W . Ja n c k e, B e r lin - D a h le m ... 618 Be s p r e c h u n g e n :
Ed l b a c h e r, S., Die Strukturchem ie der Am ino
säuren und Eiweißkörper. (R ef.: E. K a n n , Z w ic k a u - S a .) ...618 Ko f l e r, Lu d w i g, Die Saponine. (R e f.: Felix
Ehrlich, B r e s l a u ) ... 618 Re i n a u, Er i c h, Praktische Kohlensäuredüngung
in Gärtnerei und Landwirtschaft. (R e f.:
M. v. W rangell, Hohenheim) ...619 Pü t t e r, A., Die Drei-Drüsen-Theorie der H arn
bereitung. (R e f.: H. Bohnenkamp, W ürzburg) 619 I N H A L T :
5 9 7 606
K le in e r Q u a r z s p e k t r o g r a p h
Das ultraviolette S pe kt r um der Sonne und künstl icher ultraviolett er Lichtquellen ka nn überall da, w o es d a r a u f a n k o m m t , deren Wel l en l än ge nbe re ic h für He il z we c ke f estzustellen, mit unserm kleinen Quar zspek- tr og ra ph en fü r m e d izi
nische Studien p h o t og ra phisch a u f g e n o m m e n
werden.
D ru ck s c h rifte n und w eitere A uskünfte k o s te n fre i durch
I J
II D I E N A T U R W I S S E N S C H A F T E N . 1928. H eft 31. 3. August 1928.
DIE NATURWISSENSCHAFTEN
erscheinen wöchentlich und können im In- und Auslande durch jede Sortimentsbuchhandlung, jede Postanstalt oder den Unterzeichneten Verlag be
zogen werden. Preis vierteljährlich für das In- und Ausland RM 9.— . Hierzu tritt bei direkter Zustellung durch den V erlag das Porto bzw. beim Bezüge durch die Post die postalische Bestellgebühr. Einzelheft RM 1.— zuzüglich Porto.
M anuskripte, Bücher usw. an
Die Naturwissenschaften, Berlin W 9, Linkstr. 23/24, erbeten.
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Graphische Darstellung der Spektren von Atomen und Ionen mit ein, zwei und drei Valenzelektronen
Von
Dr. W. Grotrian
a. o. P rofessor der U n iv e r sitä t B erlin , O b servator am A stroph ys. O b servato riu m in Potsdam
Erster Teil: Textband. Mit 43 Abbildungen im Text. XIII, 245 Seiten. 1928 Zweiter Teil: Figurenband. Mit 163 Abbildungen. X, 168 Seiten. 1928
R M 34.— ; gebunden R M 36.40
Bildet Band VII der Sammlung Stru ktu r der M aterie in E in zeld arstellu n gen I n h a l t s v e r z e i c h n i s :
Erstes K a p i te l: E i n l e i t u n g .
Z w eites K apitel. D i e S p e k t r e n d e r A t o m e u n d I o n e n m i t e i n e m e i n z i g e n E l e k t r o n : D as Spektrum des W asserstoffatom s o hne B e rü ck sic h tig u n g der F ein stru k tu r. — Das Sp ektru m des W asserstoffatom s u n ter B erü cksich tigu n g der F ein stru k tu r. — D as F u n ken sp ek tru m des H eliu m s. — D ie D u b le ttstru k tu r der Sp ektren v o n H und He
D rittes K ap itel. D i e S p e k t r e n d e r A t o m e u n d I o n e n m i t e i n e m V a l e n z e l e k t r o n : D ie Seriengessetze, erläu tert am B ogen sp ektru m des L ith iu m s. — D ie D u b lettstru ktu r der A lkali-B ogen sp ektren . — D ie alk a liä h n lich e n F u n k e n spektren. — D ie B o g en sp ektre* von C u, A g u n d A u u n d die ih n en ä h n lich e n F u n ken spektren .
Viertes K a p itel. D i e S p e k t r e n d e r A t o m e u n d I o n e n m i t z w e i V a l e n z e l e k t r o n e n : D ie Bogenspektren der E rd a lk alien . — D ie erd a lk a liä h n lich e n F u n ken spek tren . — D ie Bogenspektren v o n Zn, Cd, H g u n d die an alogen F u n k e n spektren. — D ie A n r e g u n g des H g-Sp ektru m s du rch E in strah lu n g u n d ve rw a n d te E rsch ein u n gen . — D as B ogenspektrum des H eliu m s und das F u n ken sp ek tru m des L ith iu m s.
F ü n ftes K a p itel. D i e S p e k t r e n d e r A t o m e u n d I o n e n m i t d r e i V a l e n z e l e k t r o n e n .
Sechstes K ap itel. D i e w a h r e n H a u p t q u a n t e n z a h l e n „ n '‘ u n d i h r Z u s a m m e n h a n g m i t d e m p e r i o d i s c h e n S y s t e m d e r E l e m e n t e .
Siebentes K ap itel. D i e R ö n t g e n s p e k t r e n : D ie S tru k tu r u n d das N iv e au sch e m a der R ön tgen spektren. — D ie G röße und die F req u en zd ifferen z der R ö n tgen term e.
A chtes K apitel. D i e G r ö ß e u n d d i e F r e q u e n z d i f f e r e n z d e r o p t i s c h e n T e r m e : D as M oseleysche Gesetz. D as Gesetz der irre g u läre n D u b letts. D as Gesetz der reg u lären D ubletts.
N eu n tes K apitel. D i e a n o m a l e n T e r m e : D ie p p'-G ru p pen der S pektren v o n A to m en u n d Ion en m it z w e i V a le n z elektronen. D ie p p'-G ru p pen der Sp ektren m it drei V alen zelek tron en . D ie an o m alen L in ie n g ru p p e n u n d T e rm e der Spektren Ca I, S r I und Ba I.
Zehntes K apitel. D i e s e r i e n l o s e n S p e k t r e n e i n i g e r I o n e n m i t z w e i V a l e n z e l e k t r o n e n : D ie Sp ektren Sc I I un d T i I I I . D ie Sp ektren Y I I un d L a II.
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DIE NATURWISSENSCHAFTEN
16. Jahrgang 3. A u g u st 1928 H eft 31
Der Ramaneffekt, ein neuer von C. V. Raman entdeckter Strahlungseffekt.
V o n Pe t e r Pr i n g s h e i m, B e rlin . 1. Der Tyndalleffekt. E in L ic h tstra h l im leeren
R aum ist aus ein er R ic h tu n g , die n ich t m it seiner 1' ortpflanzu ngsrichtung zu sam m en fällt, in kein er W eise w ahrzunehm en. D ie b ekan n te E rsch ein u n g, claß man S onnenstrahlen, die in ein ve rd u n k e lte s Zimmer durch ein e Ö ffn u n g einfallen lä ß t, a u f ihrem ganzen W e g e seh en kann, b e ru h t a u f d er Streuung des L ic h te s a n feinen in der L u ft suspen dierten Staubteilchen , d em sog. T y n d a lle ffe k t.
In sehr viel gerin gerem M a ß e is t die gleiche W ir ku ng auch in vo llk o m m en sta u b freie r L u ft, ü b er
h a u p t in allen G asen, u n d eb en so in d u rch sich tig en klaren Flüssigkeiten o d er fe ste n K ö rp e rn v o r handen; hier tre ten an d ie S te lle d er S ta u b partikeln die M oleküle s e lb s t: d a d ie In te n s itä t d es gestreuten L ic h te s m it ab n eh m en d em Q u er
sch n itt der streuenden T eilch en sin k t, is t d ieser
„m olekulare“ T y d a lle ffe k t, v o n d em im folgen den allein noch die R ed e sein soll, r e la tiv sch w ac h und w enn sich der V o rg a n g in einem G asv o lu m en vo n (in der B eobachtu ngsrichtung) gerin g er S c h ic h t
d ick e abspielt, im allg em ein en n u r m it ein iger Schwierigkeit n ach zu w eisen. W en n ab er die ge
sam te Tiefe der irdischen A tm o sp h ä re als streu en d e G asschich t m itw irkt, dann erre ich t die In te n s itä t d es Tyndallichtes a u ch im G as seh r h ohe W e rte ; das ist, wie Ra y l e i g h zu erst e rk a n n t h a t, der Ursprung des blauen H im m elslich tes: w ü rd e n ich t die Sonnenstrahlung ü b era ll in der L u ft d iffu s z e r
streu t, so würde uns der H im m el au ch b ei s t ä r k stem Sonnenschein k o h lsch w a rz V orkom m en, und allein die Sonne w ü rd e sich vo n diesem d u n klen H intergrund als u n erträ g lich helle Sch eibe a b heben.
In Flüssigkeiten d agegen ist der m o lek u la re F yn d a lleffek t auch im L a b o ra to riu m sv ersu ch le ic h t zu beobachten: sch ick t m an (vgl. F ig . 1) das L ic h t einer B ogenlam pe (L) m it H ilfe einer S a m m e l
linse (l) durch eine m it einer F lü ssig k e it — e tw a B enzol — gefüllte K u g el, so sieh t m an v o n der Seite den W eg des prim ären L ic h tb ü n d els d eu tlich a ls b la u vio le tt gefärbten K on u s. D ie b lau e F a rb e des H im m elslichtes sowohl als des T y n d a ll- lich te s in der F lüssigkeit — ob w oh l b eid e M ale d as ein gestrah lte l i c h t der Sonne b zw . d er B o g e n lam pe w eiß ist — kom m t daher, d a ß z w a r w oh l je d e L ic h ta r t Streuung erleidet, d a ß jed o ch die In te n s itä t des Streulichtes m it der vie rte n P o te n z d er W ellenlänge abnim m t, also fü r L ic h t des ä u ß e rsten V io le tt (4000 A) 1 6 m al s tä rk e r is t als fü r L ic h t des äu ßersten R o t (8000 Ä). W ä h ren d d ie E rk lä r u n g fü r das H im m elsblau schon seh r frü h (1872) v o n L ord Ra y l e i g h gegeben w orden is t, v e rd a n k t m an die vo llstän d ige T h eorie des
m o lek u la re n T y n d a lle ffe k te s als einer S ch w a n ku n g se rsch ein u n g e rst den A rb e ite n vo n Sm o l u- s c h o w s k i ( 1 ) ( 1 9 0 7 ) und vo n Ei n s t e i n (2) ( 1 9 1 0 ) . W e n n m an n ä m l i c h ann im m t, d a ß jed es vom P rim ä rstra h len b ü n d e l getro ffen e M o lek ü l einen T e il d er ein fallen d en In te n s itä t z erstreu t, so w ürde m an d o ch kein e seitlich e L ic h tze rs tre u u n g b e o b ach ten , w en n d ie M olek ü le w ie in ein em id ealen K r y s t a ll vo llk om m en regelm äß ig an g eord n et w ä r e n ; denn d an n w ü rd en a ll diese v o n den ein zeln en R a u m g itte rp u n k te n kom m en den koh ären ten K u g e l
w ellen sich in allen R ich tu n g en d u rch In terferen z zerstö ren au ß er in der ursprü n glich en S tra h lric h tu n g, gan z ä h n l i c h w ie das in der H u Y G E N s c h e n T h eo rie b e i d er B eh an d lu n g der gerad lin igen A u s b re itu n g des L ic h te s d u rch den leeren R a u m ge-
Fig. 1. Versuchsanordnung zur Beobachtung von Tyndalleffekt, Fluorescenz und Ram aneffekt. L: L ich t
quelle. I: Sammellinse. F r und F 2: Farbfilter. A : Auge des Beobachters (bzw. Spektrograph).
z e ig t w ird. N u r w en n zw isch en dem A b sta n d der re g e lm ä ß ig au fein an d erfolgen d en M oleküle (der „ G itte r k o n s ta n te n “ ) und der W e llen län g e des P rim ä rlich te s gan z b e stim m te zah len m äß ig e B e ziehu ngen bestehen , w ird in sehr sch a rf d efin ierten räu m lich en R ic h tu n g e n die S tre u stra h lu n g n ic h t d u rch In terferen z ze rstö rt, w ie das aus den La u e- schen R ö n tgen d ia g ram m en allgem ein b e k a n n t ist.
D ie diffuse T y n d a llstre u u n g k o m m t d a d u rch zustan de, d a ß die räu m lich e A n o rd n u n g der M oleküle keine regelm äß ige ist, je g rö ß er die lokalen S ch w an k u n gen der M o lek ü ld ich te, d esto größ er w ird die In te n s itä t des gestreu ten L ich tes.
D iese e rre ic h t d ah er ihr M a xim u m als „k ritis c h e O p a lescen z“ in der N ä h e d er k ritisch en T em p e ra tu r v o n G asen oder v o n L ösungen, w eil hier die D ich tesch w an k u n g en e x tre m große W e rte a n nehm en, in d em m inim ale T em p eratu rän d eru n g en gen ügen, um das G as in den flüssigen Z u stan d zu ü b erfü h ren b zw . in der L ösu n g die beiden K o m p o n en ten zu trennen.
2. Fluorescenz. O bw ohl, w ie e rw äh n t, der T y n d a lle ffe k t an vielen F lü ssig keiten sich m it den
Nw. 1928 44
598 Pr i n g s h e i m: Der Ram aneffekt, ein neuer von C. V. Ra m a n entdeckter Strahlungseffekt. [ Die Natur- l wissenschalten e in fach sten H ilfsm itte ln d em o n strieren lä ß t, is t
d o ch — w enn m an v o n der k ritisch en O palscen z a b sie h t — das P h än o m en e rst in den le tzten J ahren G eg en stan d d er B e o b a c h tu n g gew ord en . E s lieg t das o ffe n b ar d aran , d aß , w en n m an frü h er (was sicher im m er w ied er geschehen) den G an g eines L ic h tstra h ls in ein er F lü s s ig k e it seitlich w ahrnahm , m an dies n ich t fü r m o lek u lare S tre u u n g hielt, sondern en tw ed er fü r gew öh n lich en T y n d a lle ffe k t an in d er F lü ssig k e it su sp en d ierten T eilch en oder G asb läsch en , d eren le tz te r R e s t n ich t leich t zu beseitigen ist, od er fü r F lu o rescen z. T a tsä ch lich w ird ja die F lu o rescen z v e rd ü n n te r F a r b s to ff
lösungen in V o rlesu n g sex p erim en ten sehr h ä u fig zu r S ich tb a rm a ch u n g des S trah len gan ges b e n u tz t und d a ä u ß e rst gerin ge organ ische Z u sä tze (es b rau ch en n ich t eigen tlich e F a rb sto ffe zu sein) genügen, um k rä ftig e L u m in escen z zu veru rsa ch en , k o n n te m an leich t annehm en, d aß die b e o b a c h te te seitlich e L ich tem issio n au f F lu o re sze n z z u rü c k g e fü h rt w e r
den m üsse. Ü b rigen s zeigen aro m a tisch e V e r b in d un gen w ie B en zo l, T o lu o l usw . v ie lfa c h au ch ohne in anderen M edien gelö st zu sein, in rein em flüssigen Z u sta n d e schon F lu o rescen z, die allerd in gs nur gerin ge In te n s itä t b e sitzt, zu d em m eist ga n z im U ltr a v io le tt v e rlä u ft, und sch ließ lich w egen der großen A b so rb ie rb a rk e it der erregend en S tra h lu n g nur u n m ittelb a r an der E in tritts s te lle des P rim ä r
lichtes, n ich t ab er vo n tieferlieg en d en V o lu m e n elem enten e m ittie rt w ird.
A ls ch a ra k te ristisc h es U n tersch e id u n g sm erk m al zw isch en T y n d a lle ffe k t und F lu o rescen z, so
w oh l w as die ä u ß ere E rsch ein u n g als w as den E n t steh u ng sm ech an ism u s b e trifft, lä ß t sich folgen des a n g eb en : D e r T y n d a lle ffe k t als ein reines S tre u phänom en e n th ä lt n u r L ic h t solch er W ellen län gen , die au ch in d er P rim ä rs tra h lu n g en th a lten sind, allerd in gs u n ter s ta rk e r B e v o rzu g u n g der kleineren W ellen län gen . Is t d as P rim ä rlic h t m o n och ro m a
tisch (was freilich in ä lte re n V ersu ch e n an sch ei
nend p ra k tisc h nie d er F a ll w ar), so is t das S tre u lic h t gleich fa lls m on och rom atisch , und z w a r m it u n ve rä n d erte r F re q u e n z; n u r seine In te n s itä t w ird d esto klein er, je w e ite r n ach d em R o t zu die e in gestra h lte S p e k tra llin ie lieg t. B la u e s T y n - d a llich t k a n n nur au f treten , w en n die prim äre L ic h tq u elle b lau es l i c h t a u ssen d et; is t das P r im ä r
lich t w eiß, so is t d as T y n d a llic h t n u r w egen der b ereits besch rieb en en In te n sitä tsv e rsc h ie b u n g fü r das A u g e b la u v io le tt (vgl. F ig . 2, in d er ebenso w ie in den folgen d en A b b ild u n g en die ausgezogen en K u r v e n die sp ek tra le In te n s itä ts v e rte ilu n g des P rim ä rlich tes, die sch raffierten F läch en d iejen ige der S ek u n d ä rstra h lu n g d arstellen ). F lu o rescen z- l:ch t dagegen is t — m it der einen A u sn ah m e der uns h ier w en iger in teressieren d en R e so n a n zstrah lu n g gew isser ein a to m ig er G ase und D ä m p fe — stets v o n anderer, und z w a r (w ieder m it ein er h ier z u n äch st u n w esen tlich en E in sch rä n k u n g ) vo n g rö ß e re r W e l l e n l ä n g e als d as P r i m ä r l i c h t : S T O K E S S c h e R egel. S olange es sich um F lü ssig k e iten h an d elt, b e ste h t das E m issio n ssp ek tru m aus einer oder
a u ch aus m eh reren u n sch arfen B a n d en , d ie an irgen d einer S telle des u ltra v io le tte n od er s ic h t
b aren S p ek tru m s liegen kö n n en : w enn ü b erh au p t F lu o rescen z e rre g t w ird , ist die In te n s itä ts v e rte i
lu n g in diesen B a n d e n gan z u n a b h ä n g ig vo n der W ellen län g e des P rim ä rlich te s, es m a c h t insbeson
d ere kein erlei U n tersch ied , ob m an zu r E rreg u n g w eiß es od er m o n och ro m atisch es L ic h t ve rw e n d e t, n u r die g e sam te In te n s itä t der B a n d e w ird d ad u rch b e ein flu ß t (F ig. 3 ) . E n tsp re ch e n d d er S T O i c E s s c h e n R egel w ird m an also b la u v io le tte F lu orescen z, die aber nur fü r g a n z b e stim m te L ösu n g en — e tw a C h inin su lfat in W a s s e r — ch a ra k te ris tisc h ist, n u r dann beobach ten, w en n d a s erreg en d e L ic h t u ltra v io le tte S tra h len en th ä lt, w äh ren d d as B la u v io le tt selb st darin v ö llig feh len kan n . V o ra u s s e tz u n g fü r die F lu o rescen z ist, d a ß ein T e il des ein fallen d en L ic h te s in der F lü s s ig k e it absorbiert w ird , d. h . m an w ird die g rö ß te F lu o re scen zau sb e u te (bezogen a u f gleich e einfallende E n ergie) d an n erh alten , w en n die W ellen län g e des P rim ä r lich tes m it der jen igen einer A b so rp tio n sb an d e d er L ö su n g ko- in zid iert. Im allgem ein en w ird ab er dann n i c h t die to ta le a b so rb ierte E n erg ie als F lu o recen z re m ittie rt, m eist w ird sie so gar zu m grö ß ten T eil
WOO 5000 6000 A
Fig. 21. Zusammenhang zwischen der spektralen Intensitätsverteilung von Primär- und Sekundär
strahlung im Tyndalleffekt bei Erregung mit weißem Licht.
a u f andere W eise — als W ä rm e, e v tl. zu chem ischen R e ak tio n en — v e rb ra u c h t, d c c h sind au ch F ä lle besonders gü n stig er F lu o re scen zau sb e u te b ek an n t, w o diese (nunm ehr b ezo gen a u f absorbierte E nergie) n ich t w eit u n ter 100 % lieg t. B e i d er F lu o rescen z also — und das g ilt je t z t gan z allgem ein , die oben e rw äh n te R e so n a n zstrah lu n g m it eingeschlossen — h a n d elt es sich um zw e i ze itlic h n ic h t zu sam m en fallen d e P ro zesse: e rst den A b so rp tio n sa k t, dann den E m issio n sa k t; das Z e itin te r v a ll zw isch en dem A b sc h lu ß des ersten und dem M om ente, in dem der zw eite zu r H ä lfte a b g ela u fe n is t (die m ittlere A b k lin g u n g sd a u er2) is t z w a r h ä u fig n u r sehr ku rz (zw ischen 1 0 “ 7 u n d 1 0 " 9 sec.), a b er m it den uns 1 Anmerkung zu Fig. 2 — 4. Die Kurven der Figuren 2 — 4 sollen kein quantitatives Eild der abso
luten Intensitäten darstellen, sondern nur die spektrale Lage der einzelnen Emissionsbanden angeben.
2 Für diese Ü b e r l e g u n g e n ist es ohne B e l a n g , ob man sich die Emission jedes einzelnen Moleküls a l s eine zeitlich infolge der Strahlungsdämpfung ab
klingende Schwingung im klassischen Sinne denkt, oder im Sinne der B o H R - E i N S T E iN s c h e n Vorstellung als einen absolut momentanen Prozeß, der aber dann bei dem einen Atom früher, beim anderen später eintritt.
H eft 31. l P r i n g s h e i m : Der Ram aneffekt, ein neuer v o n C. V. R a m a n entdeckter Strahlungseffekt. 5 9 9 3. 8. 1928J
h e u te zu r V erfügu ng stehenden M eth od en au f w en ig e P ro zen t genau m eßbar. D ie S tre u u n g d a ge ge n b ed eu tet — ganz a n alo g einer S p iegelu n g, in d ie sie unter geeigneten B ed in g u n gen au ch ü b e r
g eh en kan n — , abgesehen vo n einem m öglich en Ph asenspru ng, eine bloß in andere R ic h tu n g a b g elen k te unm ittelbare F o rtse tz u n g d er e in fallen d en W e lle : im M om ent, w o diese a b g e sc h n it
te n wird, setzt auch jen e au s; w en nsch on fü r das T y n d a llich t selbst w egen seiner a llzu kleinen In ten sität hierüber keine M essungen vo rlieg en , existieren einw andfreie B eob ach tu n g en , n ach denen b e i einer Spiegelung die N a ch leu ch td a u er selb st im V ergleich m it i o -9 sec. noch sehr klein ist. D a b eim T yn d a lleffek t ein A b so rptio n sp rozeß ü b e r
h a u p t n ich t vorkom m t — w as schon d arin sich z eig t, d aß m an ihn im allgem einen an ,,w eiß e n “ F lü ssigk e iten beobachtet, die im sich tb aren G e b ie t keinerlei A bsorption sb an d en b esitzen — , so is t z w a r sein relativer Ö ko n o m iek o effizien t, d. h die In te n s itä t des S treu lich tes im V e rh ä ltn is zu der des P rim ä rstra h ls sehr k lein (im B la u v io le tt m eist v o n der G rößenord n u ng 10 ~5), sein ab so lu ter N u tz e ffe k t d agegen b e tr ä g t im m er 10 0 % , d. h.
a lle E n ergie, die d u rch S treu u n g dem P rim ä rstra h l en tzo g en w ird, fin d e t sich q u a n tita tiv im S treu lich t w ied er.
3. Comptoneffeiet. D ieses „ q u a n t ita t iv “ g ilt a b er nur in erster A n n äh eru n g; eine bereits län g er b ekan n te A b w e ich u n g davon ve ru rsa ch t d er C om p toneffekt, d er jed o ch allein bei der S tre u u n g vo n R ön tgen strahlen , also vo n L ic h t seh r kleiner W ellen län ge, an freien bzw . schw ach gebundenen E lek tro n e n so großen W e rt annim m t, d aß er d urch u n sere heutigen M eßm ethoden e rfa ß t w erd en kan n . I m Sinne der Q uan ten theorie ist der in d ivid u e lle S treu u n gsp rozeß h ervorgeru fen d u rch den e la s ti
sch en Zusam m enstoß zw ischen einem L ic h t- Jt' V
q u a n t m it dem Im pu ls m v — — • {v. F req u en z, c
h : PLANCKEsches W irk u n g sq u a n tu m , c: L ic h t geschw indigkeit) und einem E lek tro n oder M o lek ü l der M asse M . D ab ei g ib t das L ic h tq u a n t m it d er Ä nd eru ng seiner B ew egu n gsrich tu n g au ch einen T eil seiner kinetischen E n ergie an das getro ffen e Teilchen ab, der ab er gem äß dem Im p u lssa tz desto kleiner ist, je größer M im V erh ä ltn is zu m.
B ei der S treuun g vo n R ö n tg en stra h len m it r e la tiv großem v an E lektronen , deren M asse M r e la tiv klein ist, ist die übertragen e E n ergie n och groß genug, um leich t nachgew iesen w erden zu können, und z w a r sowohl durch die R ü ck sto ß b ew eg u n g d er streu en d en E lektronen nach dem Z u sam m en sto ß a ls d u rch die V erm inderung der E n ergie des L ic h t q u a n ts, die in der H erabsetzu ng der F re q u e n z v, d. h. also in einer V erschiebung der gestreu ten R ö n t
gen lin ie n ach größeren W ellenlängen zu b e ste h t.
T h e o retisch is t der gleiche E ffe k t auch bei d er S tre u u n g sich tb aren L ich tes an M olekülen v o r han d en , n u r lä ß t sich aus den hier m itw irk en d en G rö ß e n v o n v und M leich t berechnen, daß n ich t a llein die R ü ck sto ß b ew eg u n g der M oleküle, sondern
a u ch d ie W ellen län gen ä n d eru n g des S tre u lich te s w e it u n te r jed er M e ß b a rk e it b leiben m uß.
4. Ram aneffekt. D ie R A M A N s c h e E n td e c k u n g g in g v o n der B e o b a c h tu n g aus, d aß w en n m an zu r E rr e g u n g vo n T y n d a lls tra h lu n g n ich t, w ie m eist ü b lich , sp ek tra l un zerlegtes w eißes L ic h t v e r w a n d te, sondern in den W e g des P rim ä rstra h ls ein L ic h tfilte r (F 1 in F ig . 1) ein sch altete, d as nur fü r d as v io le tte E n d e des S p ek tru m s d u rch lässig w ar, d as S tre u lic h t m anch m al, w ennschon m it seh r kle in e r In te n s itä t, W ellen län gen enth ielt, die d u rch jen es F ilte r n ic h t h in durch gegan gen sein kon n ten . B e tr a c h te te m an den T y n d a llk e g e l d urch ein zw e ite s F ilte r (F 2), das u m g ek eh rt alles k u rz w ellige L ic h t a b so rb ierte, so h ä tte n ach dem frü h er G esagten der B e o b a c h te r ü b e rh au p t n ich ts m ehr v o n dem S tre u lic h t sehen dürfen, w äh ren d t a t säch lich ein sch w ach er grü n gelb er L ic h tk o n u s zu erkenn en w ar. D iese E rsch ein u n g — an einer sehr großen Z a h l m ö glich st so rg fä ltig gerein igten F lü s sigk eiten sehr un gleich er A r t (aliph atisch e F e t t säuren, B enzol, W asser usw.) im m er w ied er b e o b a c h te t — w urde zu n äch st als eine sch w ach e F lu o rescen z ged eu tet, w as um so n äh er lag, als die eben besproch ene M ethode „ d e r kom p lem en tären F ilt e r “ seit St o k e s allgem ein zu m N ach w eis vo n F lu o rescen z v e rw a n d t w ird (3).
D a ß es sich h ier in W a h rh eit um ein ga n z anderes Ph än om en h an d elt, t r a t b ereits d eu tlich h ervor, als aus dem w eißen P rim ä rstra h l n ich t m ehr d u rch ein L ic h tfilte r n u r der lan g w ellig e T eil des S p ek tru m s e n tfern t sondern m it H ilfe eines M on och rom ators ein enges S p ek tra lg eb ie t au s
g eb len d et w u rd e, dessen m ittlere W ellen län ge sich sch rittw eise ve rä n d ern ließ : nun erschien im S tre u lic h t n eben d er S tra h lu n g der v o n dem M o n och rom ator g elieferten W ellen län ge im m er d u rch ein gleich b reites In te r v a ll g e tren n t ein zw e ite s schm ales E m issio n sgeb iet, d as sich, w ie in F ig . 4 a n ged eu tet, parallel m it der va riieren d en M o n och ro m ato rstrah lu n g im S p ek tru m versch o b . A ls dann Ra m a n sch ließ lich d azu ü berging, als P rim ä rstra h lu n g s ta tt des w eißen Sonnen- oder K o h len b o g en lich tes das L ic h t eines H g -B o gen s zu b en ü tzen , dessen S p ek tru m aus w enigen, re la tiv sehr in ten siven L in ien b esteh t, d a zeig te es sich, d a ß die S tre u stra h lu n g neben diesen n och im m er am k rä ftig sten a u ftrete n d e n L in ien eine b e tr ä c h t
liche Z a h l anscheinend n ich t w en iger sch a rfer L in ien en th ielt, die teilw eise fü r gan z versch ied en e F lü ssig k eiten in ih rer L a g e ü b erein stim m ten , w äh ren d d o ch au ch w ied er zw isch en ein zeln en S tre u sp ek tren ch a ra k te ristisc h e U n tersch ied e zu er
kenn en w aren .
Z u m B ew eis d afü r, d aß m an es hier w irk lich n ic h t m it F lu o rescen z zu tu n h a t (ein anderes b e reits b e k a n n te s op tisch es Ph än om en ko n n te ü b e rh a u p t n ic h t in B e tr a c h t kom m en), fü h rt Ra m a n in seiner ersten vo rläu figen V e r ö ffe n t
lic h u n g (4) (5) au sd rü ck lich nur zw ei A rg u m en te an, die zu n ä ch st keine allzu große Ü b e rze u g u n g sk ra ft b esitzen . D a s erste b esteh t darin, d a ß die „n e u e
44*
6oo Pr i n g s h e i m: Der Ram aneffekt, ein neuer von C . Y . Ra m a n entdeckter Strahlungseffekt, f Die Natur- [ W issenschaften
S tra h lu n g ” b e trä c h tlic h e P o la risa tio n au fw eist, v o n derselben G rö ß en o rd n u n g w ie die g le ich zeitig b e o b a ch te te e ig en tlich e T y n d a lls tr a h lu n g vo n u n v e rä n d erter W e llen län g e. N u n is t ab er das T y n d a ll- lich t, d as z w a r n ach d er elem en taren T h eorie u n ter den in F ig . i an g eg eb en en B e o b a ch tu n g sb e d in gu ngen (B e o b a ch tu n g srich tu n g sen k rech t zu m P rim ä rstra h l) v o lls tä n d ig lin ear p o la risiert sein sollte, w ie d u rch d ie A rb e ite n neu erer F o rsch er ge ze ig t w urde, zu denen a u ch Ra m a n selb st g e h ört, h ä u fig sehr s ta r k — b is zu 50 % — depolari- s ie r t1. A n d e re rse its is t d as F lu o re scen zlic h t von F lü ssig k eiten , d as frü h er als im m er u n p olarisiert g a lt, n ich t selten seh r m erk lich p o larisiert, und d a die F lu o rescen z v o n D ä m p fen u n ter U m stän d en rein lin ear p o la risie rt is t und das gleich e fü r F lü ssig k eiten u n ter geeig n eten V o ra u ssetzu n gen au ch n ich t p rin zip iell ausgeschlossen w äre, ist h ier irgen deine sich ere U n tersch e id u n g sm ö g lich k e it o ffen b ar n ic h t m eh r gegeben. Ra m a n s zw eites A rg u m e n t: die ä u ß e rst gerin ge In te n s itä t des E ffe k te s k lin g t v ie lle ic h t noch w en iger b ew eisen d;
denn d u rch h in reich end e V erd ü n n u n g einer F a r b sto ff lö su n g kan n m an n a tü rlic h au ch deren F lu o rescen z b elieb ig lich tsch w a c h m achen. U n d doch d ü rfte h ier ein w esen tlich er P u n k t getroffen sein : denn F lu o rescen z, d u rch L ic h tab so rp tio n b ed in g t, kann d och auch seh r viel grö ß ere H e llig k e it besitzen, die neue S tra h lu n g dagegen, w enn sie w irk lich n u r eine B e g leite rsch e in u n g des T y n - d a lleffek te s ist, t r it t gerad e d a n n au f, w en n die P rim ä rstra h lu n g in d er F lü s s ig k e it n ic h t a b so r
b ie rt w ird , u n d w ird , d a sie ih rerseits n u r einen B ru c h te il d er g esam ten S tre u stra h lu n g au sm ach t, u n ter keinen U m stä n d en w irk lic h lic h ts ta rk w erden können.
M an s ieh t: gro ß e B e d eu tu n g b esäß e der N ach w eis, d a ß das A u ftr e te n d er neuen S tra h lu n g u rsäch lich und q u a n tita tiv m it dem T v n d a lle ffe k t g e k o p p e lt ist. D a fü r w erd en vo n Ra m a n im w ei
teren V e r la u f seiner ersten M itteilu n g n och m eh r
fach H in w eise gegeben. D e r w ic h tig ste d a ru n te r is t vie lle ic h t in der A n g a b e e n th a lten , d a ß beim E rreich en k ritisc h e r Z u stä n d e — sow ohl in der N ä h e der k ritisch en T em p e ra tu r v o n gasförm igem CO 2 als au ch einer L ö su n g v o n P h en o l in S ch w efel
k o h len sto ff — g le ich zeitig m it dem A u ftr e te n der kritisch en O palescen z die neue S tra h lu n g sehr vie l h eller w ird ; h ierzu k o m m t die b lo ß e T a tsa ch e , d aß m an b ei E in stra h lu n g b lau en L ic h te s ü b e rh au p t in G asen w ie C02 o d er N20 die n eue S trah lu n g, freilich w egen seh r g erin ger In te n s itä t n u r m it ein iger S ch w ie rig k eit b eo b a ch ten kan n, w äh ren d es a b so lu t festste h t, d a ß sie in diesem S p e k tra l
g e b iet w ed er A b so rp tio n sb an d en b esitzen n och zu r F lu o rescen z e rre g t w erd en kön nen . G an z d eu tlich z e ig t ab er au ch ein b lo ß er V erg le ich der F ig . 3 und 4, d a ß d as V e rh ä ltn is zw isch en d er W ellen län g e des
1 Theoretisch wird das dadurch erklärt, daß man den streuenden Molekülen keine Kugelsym m etrie sondern eine in manchen Fällen sehr große Anisotropie (Polarität) zuschreiben muß.
P rim är- und S e k u n d ä rlic h te s fü r die F lu o rescen z und für die n eu e S tra h lu n g ein d u rch au s v e r schiedenes ist; und ein e a u s sch m alen L in ien b e stehende F lu orescen zem ission , die n och dazu , je n ach der W ellen län ge des erre ge n d en L ich tes, je d e s
m al eine andere L a g e im S p e k tr u m b e sitzt, ist vo llen d s v o n dem , w as w ir so n st a ls F lu o re scen z vo n F lü ssig k e iten kennen, d u rch au s versch ied en . So kan n m an k a u m m ehr daran zw eifeln, d a ß h ie r w irk lich ein n eu er E ffe k t aufgefu nden w ord en ist, den m an ko n seq u en terw eise als Ramaneffekt zu b e zeichn en h ab en w ird .
Fig. 3. Zusammenhang zwischen der spektralen In ten sitätsverteilung von Primär- und Sekundärstrahlen in der Fluorescenz bei Anregung m it engem Spektral
bereich.
Primörstrah/ung
woo 6000 A
Fig. 4. Zusammenhang zwischen der spektralen In
tensitätsverteilung von Primär- und Sekundärstrahlung im Tyndall- und Ram aneffekt bei Anregung mit engem
Spektralbereich.
5. D er M echanism us des Ramaneffekt.es. B e reits dad u rch , d a ß Ra m a n d en neuen S tra h lu n g s
e ffe k t in P a rallele m it d em C o m p to n e ffe k t stellt, w eist er a u f den v e rm u tlic h e n M echanism us sein er E n tste h u n g h in : d ie S tra h lu n g v o n v e rä n d erter W ellen län ge k o m m t n ich t, w ie bei der F lu o rescen z, d ad u rch zu stan d e, d a ß die P rim ä rstra h lu n g (bzw.
ein Q u a n t derselben) v o n ein em M olekü l ab so rb iert w ird, dieser einen T e il der aufgenom m enen Energie- a n d e rw eitig v e rb r a u c h t und den R e st als L ic h t
q u a n t k lein erer E n ergie, d. h. k lein erer F re q u e n z w ied er au ssen d et. Son d ern im G e g e n te il: d e r
Heft 31. ] Pr i n g s h e i m: Der Ram aneffekt, ein neuer von C. V. Ra m a n entdeckter Strahlungseffekt. 601 3. 8. 1928 J
H a u p tb e tr a g des einfallenden L ic h tq u a n te s w ird d ir e k t gestreut, und nur ein k lein er A n te il g e h t bei d iesem A k t auf das streuende M olekü l über, so d aß im E n d effek t wieder die W ellen län ge der S e k u n d ä r
s tra h lu n g nach R o t versch ob en w ird . B is h ierh er is t die Analogie zum C o m p to n e ffe k t vo llk o m m en ; im Gegensatz zu diesem kan n aber, w ie w ir sahen, n a ch dem Im pulssatz die dem S tra h l entzogen e E n ergie nicht in kin etisch e E n ergie des M oleküls verw andelt, sie m uß vo n ih m in a n d erer F o rm aufgenommen w erden. W a s diese E n erg iefo rm sein mag, läßt Ra m a n in seiner ersten P u b lik a tio n noch einigerm aßen unen tschieden , d och n e ig t er sich schon dort am ehesten zu d er M einung, daß es sich um eine A n reg u n g vo n A to m k e r n schwingungen in den M olekülen han d eln d ü rfte.
D aß , sobald d e ra rtig e A nregu n gsprozesse m it im Spiel sind, der Im p u lssa tz in seiner gew öh n lichen Form für die E n erg ieü b ertra g u n g bei einem Zusam m enstoß n ic h t m eh r m aß geb en d ist, w eiß m an aus zahlreich en U n tersu ch u n g en ü b er K o lli
sionen zwischen E le k tro n e n u n d A to m e n . W en n z. B . Elektronen n ic h t zu g ro ß er G esch w in d ig k eit (die sie nach D u rc h fa lle n einer P o te n tia ld iffe re n z v o n weniger als 20 V o lt erla n g t haben) d u rch einen m it H elium g e fü llten R a u m g esch ick t w erden, so erleiden sie b e im Z u sam m enstoß m it einem H e-A to m eine A b len k u n g aus ih rer B e w e g u n g s
ric h tu n g ohne m erklichen E n ergie- b zw . G esch w in d ig k eitsv e rlu st: sie werden „ g e s tr e u t“ , w ie d as L ic h t im T yn d a lleffek t. In W a h rh e it w ird bei jedem Z u sam m enstoß ein seh r k lein er T e il der B ew egungsenergie au f das getro ffen e A to m ü b e r
tragen, zu dessen N ach w eis im E in ze lfa ll z w a r die M eßgenauigkeit n ich t a u sreich t, der a b er d u rch Sum m ation, nach dem ein E le k tro n an seh r vielen Zusam m enstößen teilg en o m m en h a t, sich doch b em erkb ar m acht: dieser E n e rg iev erlu st, d e r nur w egen der Größe der H eliu m ato m m asse im V e r gleich m it der E lek tro n en m asse so k lein b le ib t, en tsprich t dem C o m p to n effekt. Is t d a geg en die G esch w indigkeit der E lek tro n e n grö ß er (etw a n ach Beschleu nigu ng d u rch eine P o te n tia ld iffe re n z v o n 50 oder m ehr V o lt), so w ird au ch je t z t n och d er größte T eil der E lek tro n e n ohne m erk lich en G e sch w in d igk eitsverlu st g e streu t; ein an d erer T e il jedoch kan n bei einem Z u sam m en sto ß d as g e troffene H e-A to m in einen o p tisch erre g te n Z u stand versetzen, w ozu eine M in d esten ergie v o n 20,7 V o lt erforderlich is t: die hierb ei v e rb r a u c h te E n ergie geh t dem E lek tro n verlo ren , d as n u n also n ach dem Streuprozeß nur m eh r m it k le in e re r G esch w in d igkeit in verän d erter R ic h tu n g w e ite r
flieg t. D ie vollstän d ige A nalogie zw isch en d iesem P h än o m en und dem R a m a n effekt ist u n v e rk e n n b ar, w enn m an die F ig. 5 a und 5 b m itein a n d er v e rg le ic h t, vo n denen die erste die G esch w in d ig k e itsv e rte ilu n g der Streuelektronen im H eliu m b e i versch ied en en P rim ärgesch w indigkeiten n a ch Dy- m o n d (6) d a rstellt, w ährend die zw eite eine W ie d e r
h o lu n g vo n F ig . 4 ist, in der nur diesm al die F r e q u en zen s t a t t der W ellenlängen als A b szissen
m a ß s ta b g e w ä h lt und überdies die re la tiv e n In te n s itä te n den w ah ren V erh ä ltn issen m ehr a n g eglich en w orden sind. W ie groß das V erh ä ltn is zw isch en der A n zah l d er S tö ß e m it und oh n e G e s c h w in d ig k e itsv erlu st ist, h ä n g t v o n h eu te n och n ic h t g a n z zu übersehenden B ed in g u n gen (der
„ A n re g u n g s fu n k tio n “ ) ab. D a überdies das H eliu m -
Fig .5 a. Geschwindigkeitsverteilung der Streuelektronen als Funktion der Primärelektronengeschwindigkeit in
Helium nach Dy m o n d.
Primärstroh/en-
jr e q u e n z
V0- 19000cm-1
Primärstrah/en- Jrequenz V0 =21000 cm ~1
Primarstrah/en - J'rec/uenz V0 - 25 000 cm'1
1700 1800 1300 2000 2100 2200 2300 2100 2500 cm-J Fig. 5 b. Spektrale Intensitätsverteilung des Streulichtes
bei verschiedenen Frequenzen des Prim ärlichtes.
ato m n ic h t n u r eine einzige, sondern eine gan ze R eih e v o n A n reg u n g sstu fen b e sitzt, so erh alten w ir fü r die S treu elek tro n en n ic h t n u r einen ein zigen, sondern m ehrere w o h ld efin ierte G esch w in d ig k eitsv e rlu ste : an Stelle der u rsp rü n glich ein heitlich en G esch w in d igk e it v0 is t ein aus d isk reten G esch w in d igkeiten v0, vv v2 usw . zu sam m en gesetztes G esch w in d ig k e itssp e k tru m g etreten , ge
ra d e w ie im R a m a n e ffe k t b ei E in stra h lu n g einer m on och rom atisch en L in ie n ic h t n u r eine neue L in ie, sondern eine gan ze F o lg e solcher L in ien ersch eint.
S ch lie ß lich is t n och zu bem erken , d aß die gleich en Ü b erlegu n g en , die der E in fa ch h eit h a lb er h ier fü r die Z u sam m en stöß e vo n E le k tro n e n m it A to m e n und die d ab ei vorkom m en d en E le k tro n e n sp rü n g e im A to m d u rch g efü h rt w u rd en , a u ch fü r die Z u sam m en stö ß e vo n E lek tro n e n m it M ole
kü len und bei A n reg u n g der A to m k ern sch w in g u n -
6o2 Pr i n g s h e i m: Der Ram aneffekt, ein neuer von C. V. Ra m a n entdeckter Strahlungseffekt. I" Die Natur- [ Wissenschaften gen im M olek ü l gelten , n u r d aß diese K e rn sch w in
gu ngen zu ih rer A n reg u n g seh r v ie l klein erer E n erg ieb e trä g e bed ü rfen, d a ß d em gem äß die E n erg iev erlu ste h v den E lek tro n e n b zw . der e in fallenden S tra h lu n g b eim S tre u p ro zeß sehr v ie l klein er sind, d. h. d aß die d u rch den R a m a n e ffe k t neu en tsteh en d en L in ien g egen ü b er den L in ien des P rim ä r lich tes v ie l w en iger w e it n ach größeren W ellen zu versch o b en w erden . G erad e dieser letzte U m sta n d d ü rfte die E n td e c k u n g des R a m a n - effek tes e rst m öglich g e m a ch t haben , w o rau f sp ä ter n och zu rü ck geko m m en w erd en soll.
6. D ie L in ie n des R am aneffektes. A u f den Z u sam m en h ang des neuen E ffe k te s m it den in tra-
Fig. 6. Ram anspektra bei Erregung mit Hg-Bogen- licht. a Gemisch von Benzol und CC14. b C2C14.
c C2H 2C14.
m olek u laren S ch w in gu n gen der A to m k ern e h a tte Ra m a n u. a. z. B . d a ra u s geschlossen, d aß bei D u rc h stra h lu n g vo n W a sser und vo n E is m it dem L ic h te des H g -B o g en s die gleich en L in ien a u f
tra te n ; ebenso d aß die S p e k tra versch ied en er o rgan isch er F lü ssig k e iten teilw eise gleich, teilw eise u n gleich liegen de L in ie n a u fw iesen ; m an v e rs te h t das leich t, w en n m an b ed en kt, d a ß in diesen V erb in d u n g en gew isse M o lek ü lgru p p en im m er w ied er V orkom m en : die C -H -G ru p p e, die C-C- G ru p p e usf., und d aß fü r jed e d e ra rtig e G ru p p e eine aus den A to m g ew ic h te n und der B in d u n g s
fe s tig k e it resu ltieren d e K e rn sch w in g u n g sfreq u en z c h a ra k te ristisc h ist, die allerd in gs d u rch den E in flu ß sonstiger b e n a c h b a rte r A to m e n och bis zu einem ge
w issen G rad e m o d ifizie rt w erd en m a g ; d . h. es b ra u ch t die K e rn sch w in g u n g sfreq u en z e tw a der C — H - G ru p p e im B e n zo l und in einem a lip h a tisch en A lk o
h ol n ich t genau ü b erein zu stim m en . D ie Z u v e rlä ssig k e it dieser D e u tu n g fü r d as E n tste h en der R a m a n - linien is t aber in zw isch en schon seh r v ie l besser b eg rü n d et w orden, in e rs te r L in ie d u rch eine n eue V e rö ffe n tlic h u n g vo n Ra m a n selb st, der, w ie zu erw arten , seine zah lreich en B e o b a ch tu n g en n u n m ehr au ch q u a n tita tiv a u szu w e rten begonnen h at, dann au ch d u rch zw ei in den C. R . p u b lizierten M itteilu n gen v o n Ca b a n n e s u nd Da u r e (8) sowie vo n Ro g a r d (9 ), die in allen w esen tlich en P u n k ten m it den R A M A N s c h e n R e s u lta te n ü b erein stim m en ; sch ließ lich h abe au ch ic h selb st, w ie v e rm u tlic h m anch er andere, a n g e re g t d u rc h Ra m a n s erste P u b lik a tio n , eine A n z a h l v o n V e rs u c h e n ü b er den R a m a n e ffe k t d u rch g efü h rt, die an a n d e re r S telle a u sfü h rlich d a rg e s te llt w erd en sollen. E in d e u tig sch ein t aus a ll diesen A rb e ite n h erv o rzu g eh en , d a ß die D ifferen zen zw isch en den F re q u e n zen (W ellen zahlen) der P rim ä rlin ie n u n d den neuen R a - m anlin ien w irk lic h id e n tisch sind m it K e rn - sch w in g u n g sfrq eu en zen d er gleich en S u b stan zen , w ie sie aus d er U ltra ro tfo rs c h u n g b e k a n n t sind.
A ls einziges B e isp ie l sei h ier n u r eine L in ie bei 5000 Ä gen an n t, die b ei E in stra h lu n g der blauen F lg-L in ie 4358 Ä im S tre u lic h t a ller organ ischen F lü s s ig k e ite n m it ein er C — H -B in d u n g (beim C h loro fo rm od er D ic h lo ra c e th y le n so g u t w ie beim B en zo l, T o lu o l o d er C h lorben zol) a u ftr it t (in F ig . 6 a und c is t diese L in ie d u rch f m a rk iert), b eim C C 14 od er C 2C 14 d agegen f e h l t (Fig. 6 b) ; die F re q u e n zen d iffere n z 1 --- — ' = 2 9 4 0 c m ~ J
43 5 8 5000
e n tsp rich t d er F re q u e n z einer u ltra ro te n L in ie bei 3,4 [x, die ih rerseits im U ltra ro ts p e k tru m a ll d ieser S u b stan zen b e k a n n t is t und d o rt d er B in d u n g C — H zu gesch rieb en w ird . D a die k o m p li
z ierte r g eb au ten org an isch en M olekü le im a ll
gem ein en eine b e trä c h tlic h e A n z a h l v o n K e r n s ch w in g u n g sfre q u en zen b e sitzen — w ob ei auch m öglich e K o m b in a tio n en m eh rerer solcher F r e quenzen m itzu zä h le n sind — , so en tsp rich t, w ie schon erw äh n t, je d e r P rim ä rlin ie eine grö ß ere Z ah l vo n R a m a n lin ien (die S p e k tro g ra m m e der F ig . 6 m ögen d a fü r als B e isp iel dienen), und so b e ste h t die A u ssic h t, aus einem ein zigen R a m a n - p h o to g ra m m das gan ze U ltr a r o ts p e k tr u m eines S toffes, das sonst, w enn es sich ü b e r ein größeres S p e k tra lg e b ie t e rstre ck t, n u r d u rc h sehr m üh selige M essungen gew onnen w erd en k a n n , au f einen S ch la g zu erh alten . A m B e n z o l is t es b ereits Ra m a n
selb st gelungen, die V e rs c h ie b u n g v o n vielen L in ien m it entsprech en d en U ltra ro tfre q u e n z e n zu id e n ti
fizieren. Z u r w irk lich en S ich erste llu n g d er M eth ode ersch ein t es ab er d o ch n och w ü n sch en sw ert, sie an einem m ö glich st ein fac h en S to ff m it einer einzigen w oh lb ek an n ten U ltra ro tfre q u e n z zu e rp ro b en 1.
D a ß im ü b rigen fü r d as A u ftr e te n der einzelnen 1 Eine Untersuchung des Ram aneffektes an flüssi
gem und gasförmigem HCl habe ich zu diesem Zweck gemeinsam mit Herrn M. Cz e r n y bereits in Angriff genommen.
