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D I E
N A T U R W IS S E N S C H A F T E XT
H ER A U SG EG EBEN VON
ARNOLD B E R L I N 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 ER G ESELLSCH AFT DEUTSCH ER N ATURFORSCHER UND Ä R Z T E
U N D
ORGAN D ER K A ISER W ILH ELM -G ESELLSCH AFT Z U R FÖRDERUNG D ER WISSENSCHAFTEN
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 20 (SE IT E 433— 448) 20. M AI 1927 FÜNFZEHNTER JAHRGANG
I N H Zum optischen Nachweis eines Vitamines. Von
R . Po h l, Göttingen. (Mit 9 Figuren) . . . . 433 Neuere Ergebnisse über das Leuchten verfestigter
Gase und ihre Beziehungen zum Nordlicht. Von L . Ve g a r d, Oslo. (Mit 3 Figuren) ... 438 Zu s c h r i f t e n :
On the R elative Mass of a Proton and an E lec
tron. Von J. C. Gh o s h, D acca (India) . . . 445 Untersuchung von Atom trüm m ern m it dem
Spitzenzähler. Von W . Bo t h e und H. Fr a n z, B e rlin -C h a rlo tte n b u rg ... 445 Uber eine Volksversammlung von Krähen. Ein
A L T :
Beitrag zur Frage nach Sprache und Organi
sation der Tiere. Von W . Ge r l a c h, Tübingen 446 Be s p r e c h u n g e n :
Da k i n, Wi l l i a m J ., Elements of General Zoo- logy. (Ref.: R. Goldschmidt, Berlin-Dahlem) 446 Ph i l i p t s c h e n k o, Ju r., V ariabilität und V aria
tion. (Ref.: Curt Stern, Berlin-Dahlem) . . 446 We s e n b e r g- Lu n d, C., Contributions to theB io-
logv and Morphology of the Genus Daphnia w ith some remarks on heredity. (R ef.:
A . Luntz, Berlin-Dahlem) ... 447 De n n e r t, E., Die intraindividuelle fluktuierende
V ariabilität. (R ef.: P . Stark, Breslau) . . . 448
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H ____ _____ D I E N A T U R W I S S E N S C H A F T E N . 1927. H eft 20. 20. Mai 1927.
DIE NATURWISSENSCHAFTEN
erscheinen wöchentlich und können im In- und Auslande durch jede Sortim entsbuchhandlung, jede P ostanstalt oder den Unterzeichneten Verlag be
zogen werden. Preis vierteljährlich für das In- und Ausland RM 9.— . Hierzu tritt bei direkter Zustellung durch den Verlag das Porto bzw. beim Bezüge durch die Post die postalische Bestellgebühr. Einzelheft RM 1.— zuzüglich Porto.
Manuskripte, Bücher usw. an
Die Naturwissenschaften, Berlin W 9, Linkstr. 23/24, erbeten.
Preis der Inland-Anzeigen : */i Seite RM 150.— ; M illimeter-Zeile RM 0.35. Zahlbar zum amtlichen Berliner D ollarkurs am T age des Zahlungseingangs.
F ür Vorzugsseiten besondere Vereinbarung. — Bei Wiederholungen N achlaß.
Ausland-Anzeigenpreise werden auf direkte Anfrage m itgeteilt.
Klischee-Rücksendungen erfolgen zu Lasten des Inserenten.
Verlagsbuchhandlung Julius Springer, Berlin W 9, Linkstr. 23/24 Fernsprecher: Amt Kurfürst 6050—53. Telegrammadr.: Springerbuch.
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
Einführung in die Elektrizitätslehre
Von
R. W. Pohl
P rofessor der P h y sik an der U n iv e rsität G ö ttin gen
Mit 3 9 3 Abbildungen. VII, 2 5 6 Seiten. 19 2 7 . Gebunden RM 13 .8 0 Das Buch bildet den ersten Teil einer „Einführung in die Physik“.
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DIE NATURWISSENSCHAFTEN
F ünfzehnter J ah rg an g 20. M ai 1927 H eft 20
Zum optischen Nachweis eines Vitam ines1).
V o n R . Po h l, G ö ttin g e n .
(Aus dem I. Physikalischen In stitu t der Universität.) D ie O rtsgru p p e K ie l der D e u tsch e n G ese ll
sch a ft fü r tech n isch e P h y s ik h a t m ich fre u n d licherw eise ein gelad en , in Ih rem K re ise einiges über den o p tisch en N a ch w eis eines V ita m in e s zu b erich ten . Ic h h ab e d er W a h l dieses T h e m as gern zu gestim m t. D en n seine B e h a n d lu n g lä ß t w ieder ein m al zeigen, w ie b ei den w ich tige n und fü r uns alle gleich b ed eu tsam en P ro b lem en der B io lo gie versch ied en e D iszip lin en H a n d in H a n d a rb eiten m üssen, u n d z w a r in unserm S o n d erfall C hem ie, M edizin u n d P h y sik .
D ie M itw irk u n g der P h y s ik b ei d er V ita m in frage lä u ft a u f eine q u a n tita tiv e A u sm essu n g u ltra v io le tte r A b so rp tio n ssp e k tra h in au s. E rla u b e n Sie m ir, im ersten T e il m eines V o rtra g e s e tw as üb er die T e c h n ik dieser M essu ngen zu b rin gen . D en P h y sik ern u n ter Ih nen w erd e ich a llerd in g s d a m it n ichts N eues sagen.
Z u n ä ch st beginn en w ir m it ein er D efin itio n , näm lich der des A b so rp tio n sk o effizie n te n x. E s sei J 0 die a u f eine S ch ich t d er D ick e cL a u ffa llen d e, J die d u rch sie d u rch treten d e L ic h tm en g e . D an n g ilt J = J 0 e ~ * d, und * w ird als A b so rp tio n s
ko e ffizien t b ezeich n et. (D er K ü rze h a lb er lassen w ir d ie R e fle x io n sv e rlu ste an den b eid en d u rc h setzten O b erflä ch e n der S c h ic h t a u ß e r a ch t. Sie lassen sich un sch w er b erü ck sich tigen .) */* h a t eine ein fach e p h y sik a lisch e B e d e u tu n g : D ie S ch ich td ick e d w erd e in M illim etern gem essen.
D ann b e d eu te t 1/^ d iejen ige S c h ich td ick e in M illi
m etern, die die ein fallen d e L ic h tm en g e au f x/e oder a u f ru nd 3 7 % sch w äc h t.
D ie M essu ng des A b so rp tio n sk o effizie n te n e r
fo rd ert n ach ob igem led iglich die M essu ng zw eier L ich tm en g en J u n d J 0. L ic h tm en ge n lassen sich n ach versch ied en en V erfa h re n m essen. D a s e m p fin d lich ste und w oh l h e u tig e n ta g s v o llk o m m en ste ist das V erfah re n d er lich te le k trisch en P h o to m etrie. D ie lich te le k trisch e P h o to m e trie geh ö rt zu dem W e rtv o lls te n v o n dem vie len , w as die P h y s i k E l s t e r u n d G e i t e l , den b eid en h o ch verd ien ten G ym n a sialleh rern in W o lfe n b ü tte l, v e rd a n k t. E l s t e r und G e i t e l h a b en die lic h t
elektrisch e P h o to m e trie schon im Jah re 1893 g e sch affen und s p ä t e r h i n bis zu ih rem T o d e s tä n d ig ve rv o llk o m m n et. D a s W e s e n t l i c h e w ird , und z w a r in unserer h eu tigen B ezeich n u n gsw eise, k u rz d u rch die F ig . 1 e rlä u tert. D a s zu m essende L ic h t t r it t durch das F e n ste r F au f eine A lk a lim e ta llflä c h e K im Innern einer h o ch ev ak u ierte n G l a s k u g e l Z x.
D as M eta ll w ird m ittels einer kleinen B a tte rie n e g a tiv au fg ela d en . D a s L ic h t s p a l t e t E l e k t r o n e n ab und diese gelan gen ü b er eine zw eite E lek tro d e
*) V ortrag vom 28. Februar 19- 7 -
zu einem em pfin d lich en E le k tro m e te r E x. D ie Z a h l d er E le k tro n e n ist n ach den U n tersu ch u n g en vo n El s t e r u n d Ge i t e l im w eitesten In te n s itä ts b ereic h (über 1: i o 6) d ire k t der v o m E le k tr o m e te r a n g ezeig ten L ic h tm en ge p ro p o rtio n al. D ie M essu ng der L ic h tm en ge n ist a u f eine ein fach e M essu ng v o n E le k triz itä tsm e n g e n zu rü ck g e fü h rt.
D ies lich te le k trisch e P h o to m e ter vo n El s t e r
und Ge i t e l is t n u n d as gegeben e In stru m en t zur q u a n tita tiv e n A u sm essu n g o p tisch er A b so rp tio n s
sp ek tra. M an h a t m it ih m led iglich fü r die v e r schiedenen W ellen län gen des S p ek tru m s zu sam m en geh örige W e rte p a a re J und J Q zu m essen und aus ih n en y. zu berech n en .
aus einem Monochromator m it doppelter spektraler Zerlegung und dem lichtelektrischen Photom eter Z x E x von El s t e r und Ge i t e l. Das zweite Photom eter Z 2 E 2 dient zur Ausschaltung von Schwankungen der L ich t
quelle.
I und II sind zwei Tröge m it Quarzfenstern zur Untersuchung von Lösungen. I enthält die Lösung,
II das Lösungsm ittel allein.
B e i d er tech n isch en A u sfü h ru n g d ieser lic h t
elektrisch en S p ek tra lp h o to m e trie h a t m an zw ei F eh lerq u elle n a u szu sch alte n :
1. D ie E m p fin d lic h k e it der A lk a lim e ta ll- fläch en is t in versch ied en en S p ek tra lg eb ie ten re c h t versch ied en oder sie ist sehr „ s e le k tiv “ . In fo lged essen m u ß m an s p e k tra l seh r sau beres M eß lich t verw en d en . B e i e in fac h er sp ek trale r Z erleg u n g e rh ä lt m an m eist z u v ie l N eb en lich t, das d er u n verm eid lich en Z erstreu u n g in den L in sen und im P rism a e n tstam m t. D ies N e b en lich t b e se itig t m an w eitgeh en d m it einer zw eiten sp ek tralen Z erlegu n g. So g e lan g t m an zu dem in F ig . 1 s k iz zierten u n d w oh l ohne w eiteres verstä n d lich en ,,D o p p elm o n o ch ro m a to r“ .
Nw. 1927 35
4 3 4 P o h l : Zum optischen Nachweis eines Vi-tamines. [Die N atur
wissenschaften 2. A ls L ic h tq u e lle m u ß m an im k u rzw e lligen
U ltr a v io le tt h ä u fig F u n k e n (m eist zw isch en A l-, Cd-, Z n - und M g -E lektrod en ) b en u tzen . F u n k e n lic h t is t zeitlich w en ig k o n s ta n t. Seine S ch w a n ku n g en lassen sich jed o ch m ü h elos m ittels eines zw eiten lic h te le k trisc h en P h o to m e ters elim inieren.
E s is t in d er F ig . i m it d en B u c h s ta b e n Z 2 a n g ed e u te t. M an b e n u tz t also g em ä ß d ieser F ig u r gleich die u n ve rm e id lich e R e fle x io n des L ic h te s an d er P rism en fläch e, u m die K o n sta n z des ein fallen d en F u n k e n lic h te s zu k o n tro llieren und seine S c h w a n ku n g en in R e c h n u n g zu stellen .
D e ra rtig e lic h te le k trisc h e S p e k tra lp h o to m e te r sind in m einem In s titu t seit Jah ren in B e trie b . Sie d ienen v o rzu g sw e ise d er A u sm essu n g d er A b s o rp tio n ssp e k tra vo n K r y s ta lle n . D ie F ig . 2 z e ig t als B e isp ie l d as A b so rp tio n ssp e k tru m eines D ia m a n ten im S ich tb a re n . Ich gebe d ies B e isp iel au s einem beson d eren G ru n d e. D a s A b so rp tio n ssp e k tru m des D ia m a n te n ist n ich t k o n sta n t. U n te r dem E in flu ß ab so rb ierten L ic h te s e rfä h rt, es eine c h a ra k te ristisch e Ä n d e ru n g , die Gu d d e n u n d ich a ls „ E r re g u n g “ b e ze ich n et h ab en . D ie A b so rp tio n n im m t
Fig. 2. Absorptionsspektrum eines Diam anten, aus
gezogen im unerregten, gestrichelt im erregten Zustand.
1 cm der Ordinate bedeutet einen Absorptionskoeffi
zienten von rund 10 - 3 mm “ 1.
den V e r la u f d er p u n k tie rte n K u r v e a n : D e r A b s o rp tio n sk o e ffizien t s in k t im G e b ie t d er k u rzen un d s te ig t im G e b ie t d er lä n g eren W ellen län ge n . D ie U rsach e d ieser „ E r r e g u n g “ e n tn im m t m an ele k trisch en B e o b a c h tu n g e n . E s h a n d e lt sich u m eine V e rla g e ru n g lic h te le k trisch a b g esp a lte n e r E le k tro n e n . D ie Ä n d e ru n g des A b so rp tio n s sp ek tru m s lä ß t sich h ier also a u f eine p h y sik a lisch e, n ic h t a u f eine p h o toch em isch e U m w a n d lu n g im ü b lich en S in n e zu rü ck fü h ren . — A u f diesen P u n k t w erd en w ir s p ä te r zu rü ck k o m m en . — D a m it b in ich am E n d e des p h y sik a lisc h e n T eiles m ein er A u s fü h ru n gen u n d ich ko m m e n u n m eh r zu m zw e ite n T eil, d er V ita m in fra g e .
A ls V ita m in e b e ze ic h n e t m a n b e k a n n tlic h rä ts e lh a fte S u b sta n zen , die schon in w in zig er M enge fü r den O rgan ism u s leb e n sw ic h tig sind. Ih r F eh len ru ft ch a ra k te ristisc h e u n d zu m T e il sehr sch w ere K ra n k h e its b ild e r h e rv o r. E in b ek a n n te s B e isp iel ein er A v ita m in o s e is t d as A u ftr e te n vo n S k o r b u t b e i e in seitig er E rn ä h ru n g m it k o n se rv ie r
ten N a h ru n g sm itte ln . — D em S k o rb u tk ra n k e n fe h lt d as V ita m in C, d as ih m n orm alerw eise d u rch frisch e G em ü se u n d F rü c h te zu g e fü h rt w ird .
D ie E rfo rsc h u n g d er A v ita m in o s e n is t v o n m ed izin isch er S eite in etlich en F ä lle n dem T ie r
e x p erim en t zu g ä n g lich g e m a ch t w ord en. So zeigen z. B . ju n g e R a tte n b ei b e stim m te r e in seitig er E r n äh ru n g eine sch w ere S tö ru n g ihres K n o c h e n w ach stu m s, d as F eh len des D -V ita m in e s in der N a h ru n g v e rh in d e rt die V e r k a lk u n g d er K n o ch e n . D iese R a tte n ra c h itis k o n n te n die M ed izin er au f zw ei W eisen b eh eb e n : 1. d u rch L e b e rtra n , 2. d u rch B e stra h lu n g d er k ra n k e n T iere m it u ltra v io le tte m L ic h t.
W ie w ir k t d as L ic h t? U m d a rü b e r K la rh e it zu gew in n en , h a t m an zu n ä c h st im K o n tro ll- ve rsu ch den leeren R a tte n k ä fig b e str a h lt u n d d ie R a tte n erst n ach S ch lu ß d er B e stra h lu n g w ied er h in ein g e setzt. D ie T iere w u rd en a u ch je t z t g e s u n d ! D iesen ü b errasch en d en B e fu n d su ch te m an z u n ä c h st m it p h y sik a lisc h e n P r iv a ta n s ic h te n zu d e u te n : D ie L u ft im K ä fig so llte d u rch d as u ltr a v io le tte L ic h t io n isiert od er g a r r a d io a k tiv g e m a ch t w ord en sein. D o ch ließ die A u fk lä ru n g des B e fu n d es n ic h t lan g e a u f sich w a rte n . M an h a tte b eim K o n tro llv e rs u c h z w a r die R a tte n aus dem K ä f ig herau sgen om m en , a b er n ic h t d as, w as a u f dem B o d e n so lch er K ä fig e zu lieg en p fle g t, S ä g e m ehl, F u tte r re ste u n d F a e ce s. D a s u ltra v io le tte L ic h t h a tte au s etlich en dieser S u b sta n zen d as zu v o r feh len d e D -V ita m in g e b ild et u n d d as w a r h in terh er vo n den n ic h tb e s tra h lte n k ra n k e n R a tte n gefressen w ord en. — E s w a r d a m it ein gro ß er F o rts c h r itt e rz ie lt: S t a tt d er B e stra h lu n g der V ersu ch stie re g e n ü gte die B e str a h lu n g ih rer N a h ru n g .
N a c h diesen V ersu ch e n sta n d fe s t: D a s D - V it a m in is t d as p h o toch em isch e R e a k tio n s p ro d u k t irg en d ein er S u b sta n z , die sich in den N a h ru n g s
m itte ln d er R a tte n u n d in der H a u t d er leben d en R a t te fin d e t. D iese S u b sta n z n an n te m an d as P r o v ita m in . E s g a lt die F ra g e , w elch es d er B e sta n d te ile d er R a tte n n a h ru n g od er d er R a tte n h a u t als P ro v ita m in an zu sp rech en w ar. D iese F ra g e is t d u rch au slän d isch e F o rsch e r w eitg e h e n d g e k lä r t w orden, v o r allem d u rch He s s in N e w Y o r k . M an zeigte, d a ß d as C h olesterin , d as so w o h l in der N a h ru n g w ie in d er H a u t der R a tte n vo rk o m m t, etlich e w esen tlich e E ig e n sc h a ften b e sitz t, die m an v o n dem P r o v ita m in v e rla n g en m u ß te.
1. D a s C h o lesterin w a r u n b e stra lilt p h y s io lo gisch u n w irksam , die R a tte n b lieb en k ran k . B e stra h lte s C h olesterin h in gegen h e ilte die R a tte n .
2. D a s C h olesterin ließ d ire k t eine p h o to ch em isch e U m se tzu n g erken n en . D ie S u b sta n z w u rd e im u ltra v io le tte n L ic h t au sg e b leich t, sie w ird u n terh a lb vo n 300 m.« d u rch sich tig er!
3. D ie p h o to c h em isch e A k tiv ie r b a r k e it des C h olesterin s b lieb e rh a lten , w en n das C h olesterin ein D u tze n d , ja selb st 120 m a l u m k ry s ta llis ie rt w urde.
4. D ie p h o toch em isch e A k tiv ie r b a r k e it, w o h l
v e rsta n d e n im m er a m T ie rv e rs u c h g e p rü ft, b lieb selb st b ei m eh rfa ch er U m d e stilla tio n im V a k u u m vo rh a n d en .
H eft 20. 1
20. 5. 1927J P o h l : Zum optischen Nachweis eines Vitam ines. 43.5
S eith er g a lt die Id e n titä t C h olesterin = a n ti
rach itisch es P ro v ita m in fü r erw iesen. E s erschien nur n och als P ro b lem , die ch em isch e S tru k tu r des p h otoch em isch en R e a k tio n sp ro d u k te s, also des eigen tlich en D -V ita m in e s a u fzu k lären .
B ei diesem S ta n d d er D in ge w a n d te sich H err He s s an K o lleg en Wi n d a u s in G ö ttin ge n , als eine A u to ritä t a u f dem G eb iete d er C h o le sterin fo r
schung. Wi n d a u s so llte die chem ischen, He s s
die 1 ierversu ch e ausfü h ren . In ü b lich er D u p liz itä t der F ä lle t r a t k u rz d a n a ch H err Ro s e n h e i m in L on don an K o lleg en Wi n d a u s m it dem gleich en A n liegen h eran . A u c h H e rr Ro s e n h e i m erh ielt die W iN D A U S s c h e n P rä p a ra te und die drei H erren vera b red eten A u sta u sc h u n d gem ein sam e P u b li
ka tio n ih rer E rg eb n isse.
K o lleg e Wi n d a u s n ah m die B e a rb e itu n g der w ich tigen F ra g e sogleich m it seinen S ch ü lern in großem A u sm aß e in die H an d . D ie an fän g lich e V o rstellu n g einer p h o toch em isch en O x y d ie ru n g b e stä tig te sich n ich t. A u c h d er n ah elieg en d e G ed an ke einer p h o toch em isch en U m lag e ru n g in ein Isom eres oder P o ly m e re s erw ies sich als u n zu tre ffe n d . W i n d a u s h a tte d a b ei b eson dere H o ffn u n g a u f das A llo ch o lesterin g e se tz t u n d in ih m d as V ita m in v e rm u tet. D a s A llo ch o lesterin b ild e t sich sp on tan in das C h olesterin zu rü ck . E s h a t also m it den d u rch B e strah lu n g a k tiv ie rte n C h o le sterin p rä p a ra ten eine ch a ra k te ristisc h e E ig e n s c h a ft g e m e in : n äm lich die langsam e sp on tan e R ü c k b ild u n g in in a k tiv e s , R a t ten n ich t heilen d es C h olesterin . D o ch a u ch das A llo ch o lesterin w a r fü r Wi n d a u s eine E n tt ä u schung, es h e ilte die R a tte n ra c h itis n ich t. T r o t z dem so llten diese n e g a tiv e n V ersu ch e sp äterh in sehr w e r tv o ll w erd en .
D iesem F e h lsc h la g fo lg ten w eitere. A lle V e r suche v o n K o lleg en Wi n d a u s, an den d u rch B e strah lu n g a k tiv ie rte n C h o lesterin p rä p a ra ten irg en d eine chem isch e Ä n d e ru n g au fzu fin d en , w aren v e r geblich, S ch m elzp u n k t, K ry s ta llis a tio n , D ich te, alles b lieb u n geän d ert.
B e i diesem S ta n d d er D in g e erzäh lte m ir H err Wi n d a u s v o n seinem P ro b lem . E r sch ild erte m ir au sfü h rlich seine n e g a tiv e n chem ischen B efu n d e, die so g a r n ic h t m it dem o p tisch en B e fu n d vo n He s s
der p h o toch em isch en A u sb leich u n g des C h o le sterins im U ltr a v io le tte n , zu verein en w aren . D a fielen m ir m eine oben e rw äh n ten K r y s ta lle ein.
A u ch b e i ihnen h a tte n w ir ja u n ter d er E in w irk u n g des L ic h te s eine A u sb leich u n g im G e b ie t k u rzer W ellen u n d z w a r ohne Ä n d e ru n g d er ch em isch en E igen sch aften a ls F o lg e eines ein fach en p h y s ik a lischen V o rg an g es. S o llte n ic h t gleich es au ch fü r das C h olesterin zu treffen ? K o n n te n ich t au ch die vo n He s s gefu n d en e A u sb leich u n g des C h olesterin s w ie die „ E r r e g u n g " der K r y s ta lle eine rein p h y s ik a lische U rsach e h ab en ? U n w ah rsch ein lich w a r es zw a r im h ö ch sten M aße, denn ein C h olesterin m olekü l in einer L ö su n g is t e tw as gan z anderes, als ein K r y s ta ll. A b e r m an d u rfte au ch e tw as h ö ch st un w ah rsch ein lich es versu ch en , v o llen d s bei einer so festgefah ren en L a g e , w ie sie m ir K o lleg e
Wi n d a u s sch ild erte. Ich b a t m ir d ah er vo n H errn Wi n d a u s etw as v o n seinem p h ysio lo g isch a k tiv ie r
b aren C h olesterin aus u n d ließ sein A b so rp tio n s
sp ek tru m d u rch zw ei m einer S ch ü ler, die H erren Re u s s und Hi l s c h, ausm essen.
D ie F ig . 3 z e ig t das E rg eb n is fü r u n b estra h lte s C h olesterin . E in em k o n tin u ierlich en A n s tie g der A b so rp tio n zu kü rzeren W ellen sind b ei <x, ß und y d e u tlich e B a n d en ü b erla g ert. F ig . 4 g ib t das gleich e C h olesterin n ach seiner A k tiv ie ru n g m it dem u ltra v io le tte n L ic h t einer Q u arzb ogen lam p e.
D ie ü b e rg ela ge rten B a n d e n sind n ich t m ehr v o r han d en .
Z ie h t m an die K u r v e der F ig . 4 v o n der K u r v e 3 ab, so e rh ä lt m an ein, w en n g leich roh es B ild der ch a ra k te ristisc h en B a n d en . Z w ei der M a xim a sind besonders d e u tlich erken n b ar. H ie rm it w a r aber
Wellenlänge in m/t
Fig. 3- Fig. 4-
Fig. 3. Ausgezogene K u rve: Absorptionsspektrum eines Cholesterinpräparates in einprozentiger alkoholischer
Lösung.
Gestrichelte K u rve: Die durch die Ausbleichung ver
schwundenen Absorptionsbanden, durch Differenz
bildung der K urven 3 und 4 gewonnen.
Fig. 4. Absorptionsspektrum des gleichen Präparates nach seiner photochemischen Ausbleichung durch
ultraviolettes Licht.
noch n ich ts N en n en sw ertes erreich t. E s w a r nur eine q u a n tita tiv e B e stä tig u n g d er H E S S S c h e n E n td e c k u n g , der p h otoch em isch en A u sb leich u n g des C h olesterin s u n terh a lb v o n 300 m,«. N eu und w ic h tig w a r erst d as folgen d e.
D e r A b so rp tio n sk o effizie n t des C h olesterin s w a r b e i 280 m,w d u rch die B e stra h lu n g a u f u n ter die H ä lfte h e ru n tergegan g en . N a ch diesem o p ti
schen B e fu n d m u ß te ü b er die H ä lfte des C h o le sterin s p h o toch em isch u m g ese tzt w ord en sein,
3 5*
436 P o h l : Zum optischen Nachweis eines Vitam ines. [ Die N atur
wissenschaften fa lls g em ä ß d e r h errsch en d en A n s ic h t C h o lesterin
u n d P r o v ita m in id en tisch w aren . K o lle g e W i n d a u s
o p p o n ierte g a n z en ergisch . M it g rö ß te r E n t sch ie d en h e it t r a t er d a fü r ein, d a ß n ach seinen ch em isch en B e fu n d e n h ö ch sten s w en ige P ro m ille d e s C h olesterin s p h o to c h em isch u m g e se tzt sein kö n n te n . D a a b er g a b es n u r einen A u s w e g : D ie b ish erige Id e n tifiz ie r u n g des P ro v ita m in s m it dem C h o le sterin w a r falsch . D ie A b so rp tio n sb an d en , d ie b e i d er A u s b le ic h u n g versch w in d en , geh ören ü b e rh a u p t n ic h t d em C h olesterin an, sondern ein er u n b e k a n n te n S u b sta n z, die d as C h o le sterin in d er K o n z e n tr a tio n v o n w en igen T a u se n d ste ln b e g le ite t. Ic h n a n n te diese S u b sta n z ih rer s ta rk en s e le k tiv e n L ic h ta b s o rp tio n h a lb e r k u rz einen
„ F a r b s t o f f “ .
D iese D eu tu n g h a tte eine e in fach e K o n s e q u e n z : E s m u ß te C h o le ste rin p rä p a ra te geben, die v o n d em
„ F a r b s t o f f “ fre i w aren , d enen schon v o r d er B e s tra h lu n g m it u ltra v io le tte m L ic h t die c h a r a k te ristisch en B a n d e n ot u n d ß feh len . K a u m w a r d ieser G e d a n k e au sgesp roch en , als sich W i n d a u s
eines h ö c h st w ic h tig e n V ersu ch e s en tsan n . W i n d a u s h a tte e in m a l ein A llo c h o le s te rin p rä p a ra t a u f seine A k t iv ie r b a r k e it d u rch L ic h t u n tersu ch en lassen w ollen . V e rse h e n tlic h w u rd e d a m a ls ein A llo c h o le s te r in p rä p a r a t gen om m en , d as sch on zu g ro ß em T e ile in C h o le sterin rü c k g e b ild e t w ord en w ar. T ro tz d e m h a tte sich dieses G em isch b e id er C h olesterin e n ic h t a k tiv ie re n lassen. A lso g a b es in d er T a t sch on n a ch den R a tte n ve rsu ch en ein n ic h t d u rch B e str a h lu n g a k tiv ie rb a re s C h o le s te r in ! E in solch es C h o lesterin d u rfte dann a b e r schon v o n vo rn h erein , also n och u n b estra h lt, n ic h t die B a n d e n des F a rb s to ffe s , des P ro v ita m in s, b e sitzen . D ie o p tisch e A b so rp tio n sm essu n g e n tsp ra c h v o ll
a u f d er E r w a r tu n g : B e i d em n ic h t a k tiv ie rb a re n , au s A llo c h o le s te rin zu rü ck gew on n en en C h olesterin feh lte n die B a n d e n des F a r b s to ffe s ! (F ig. 5.)
E b e n so g e la n g es Wi n d a u s d an n in w en igen T a g en , p ro v ita m in fre ie C h o le sterin p rä p a ra te, o p tisc h w ie p h y sio lo g isc h gesproch en, d u rch and ere R e in ig u n g sm eth o d e n zu gew in n en . E s w a r k ein Z w e ife l m eh r m ö g lich : D a s P ro v ita m in ist n ic h t m it d em C h o le sterin id e n tisch . E s is t eine w in zig e B e im en g u n g, die n ic h t beson d ers gerein ig te C h o le ste rin p rä p a ra te im S in n e eines F a rb s to ffe s b e g le ite t. D iese o p tisch gew on n en en E rgeb n isse tru g ich am 1 0 .1 2 . 26 in d er G e se llsc h a ft d er W issen sch a fte n zu G ö ttin g e n v o r 1). K o lle g e W i n d a u s
w a r g e d rü c k te r S tim m u n g, d as P ro v ita m in , d as in G e s ta lt des C h olesterin s in großen , d er ch em isch en U n te rsu c h u n g zu gä n g lich e n M engen v e rfü g b a r e r
sch ienen w ar, h a tte sich o p tisch a ls ein n u r sp u ren w eise, h ö ch sten s in P ro m illen an w esen d er „ F a r b s to ff“ erw iesen, dessen w in zig e M engen chem isch n ic h t g e fa ß t w erd en k o n n te n . Ic h selb st w a r o p tim istisch e r, n a tü rlic h u n b esch w e rt d u rch die K e n n tn is ch em isch er S c h w ie rig k e ite n : D ie so seh r s e le k tiv e n A b so rp tio n sb a n d en w aren d o ch o ffe n b a r ein v o rzü g lic h e r In d ica to r, d er b ei d er A n - x) Nachr. d. m athem .-physik. K l. 1926, H. 2, S. 143.
re ich eru n g des P ro v ita m in s zu ch em isch fa ß b a re n M engen b e n u tz t w erd en k o n n te. D ie P a ra lle le m it d er A n re ic h e ru n g r a d io a k tiv e r S u b sta n zen an H a n d ih rer S tra h lu n g la g ja so nah e. D e r o p tisch e In d i
c a to r d er q u a n tita tiv e n A b so rp tio n sm essu n g a rb e i
t e t a u ß e ro rd en tlich v ie l ra sch er als d as z u v o r allein v e rfü g b a re T ie rex p erim en t. D e r R a tte n ve rsu ch e rfo rd e rte ein ige W o ch en , d er o p tisch e V ersu ch ein ige S tu n d en . (D ab ei is t es led iglich eine te c h n ische F ra g e , d ie D a u e r ein er o p tisch en M essu ng d u rch bessere H ilfs m itte l a u f w en ige M in u ten h erab zu setzen .)
W i n d a u s und seine M ita rb e ite r n ah m en so fo rt V ersu ch e in A n g riff, d as P ro v ita m in , den u n b e k a n n ten F a r b s to ff, a n zu reich ern . E s ge la n g ihnen a u ch a u f z w e i W e g e n : d u rch F ra k tio n ie ru n g im
250 300 350171/1 WO V i/ellcnlänge Fig. 5. Absorptions
spektrum eines durch Zerfall von Allochole
sterin gewonnenen, nicht ausbleichbaren und p h y
siologisch nicht aktivier
baren Cholesterins.
350 m /z WO Fig. 6. Absorptionsspektrum eines Cholesterinpräparates, in dem der unbekannte
„F a rb sto ff“ , das P ro vita min, durch 10 fache H och vakuum destillation auf e t
w a das doppelte angerei
chert ist. Die gestrichelte K u rve zeigt wieder die B an den, die bei der photo
chemischen Ausbleichung verschwinden.
H o c h v a k u u m u n d d u rch fra k tio n ie rte s U m - k ry sta llisie re n au s E ssig säu re. F ig . 6 z e ig t ein C h o le sterin p rä p a ra t, in d em d er F a r b s to ff fa s t a u f d as D o p p elte a n g ereich e rt ist. A lle rd in g s w aren fü r diesen b esch eid en en E r fo lg schon 10 F ra k tio n e n erfo rd erlich . A b e r v ie l w ic h tig e r w aren alle n e g a t i v ve rla u fe n d e n A n reiclie ru n g sv ersu ch e , die V e r such e, die den P 'arb sto ff zerstö rte n s t a t t ih n a n zu h ä u fen . D u rc h sie w u rd e d er K re is d er in B e tr a c h t k o m m en d en S u b sta n zen b a ld so ein geen g t, d a ß W i n d a u s sch on n a ch w en igen T a g e n a u f G ru n d sein er ch em isch en B e fu n d e in einem S terin d er H efe, d em E rg o ste rin , den g esu ch ten F a r b s to ff v e rm u te te . U n d Wi n d a u s h a t glän zen d re c h t
H eft 20. 1
20. 5. 1927J Po h l: Zum optischen Nachweis eines Vitamines. 4 3 7
b e h a lte n ! D ie F ig . 7 und 8 zeigen den o p tisch en B e fund. In F ig . 7 seh en Sie w ied er d as A b so rp tio n s
sp ek tru m des F a rb sto ffes, w ie er ein a ltes C h ole
s terin p rä p a ra t in em p ro zen tig er L ö su n g b e gleite t.
x. erreich t einen H ö c h stw e rt v o n 0,013 m m - 1 . In F ig . 8 sehen Sie d an n d as A b so rp tio n ssp e k tru m des E rg o ste rin s in d er w in zig en K o n ze n tra tio n vo n Viooo%- D ie w eitgeh en d e I d e n titä t b eid er S p e k tra is t o ffen sich tlich . D a b e i b e tr ä g t a b er der A b so rp tio n sk o e ffizien t ^ im H ö c h stw e rt fa s t 0,08 m m - 1 . E r ist also tro tz 1000 m al klein erer K o n ze n tra tio n 6m al so hoch, als er rech ts am C h olesterin gefu n d en w urde. D a ra u s fo lg t so fo rt, d a ß d as E rg o ste rin , d as gesu ch te P ro v ita m in , dem C h olesterin n u r zu /60% b e ig em en g t ist. A u f je 6000 C h olesterin m o le
kü le k o m m t erst ein F a rb s to ff- oder ein E rg o sterin m o lekü l. K e in W u n d er, sch erzte Wi n d a u s, daß ihm d ieser w in zig e B e g le ite r in 2ojähr. B e sch ä ftig u n g m it dem C h olesterin b ish er en tgan gen
0,015 \—
dosen v o n n u r m g b estrah lte n E rgosterin s
10,010
10,005
ß
250 300m/.lL
0,08
i m
\0,02
11
t
1
250 __ ___k
Wellenlänge Fig. 8 Absorptionsspek
trum des Ergosterins in
1/ioooPr o z * a lk o h o lis c h e r Lösung.
Wellenlänge Fig. 7. Absorptionsspektrum des „Farbstoffes“ oder Pro
vitamins, wie es einer 1 proz.
alkoholischen Cholesterin
lösung beigemengt war.
Die zwischen Fig. 7 und 8 verbleibenden Abweichungen erklären sich dadurch, daß Fig. 7 durch eine ziemlich rohe graphische Subtraktion der Kurven 3 und 4 ge
wonnen ist.
w ar! A u c h erschien je t z t n a c h trä g lic h die ku rze B ezeich n u n g „ F a r b s t o f f “ fü r d as P ro v ita m in n ich t u n g e re c h tfertig t.
D ie S p e k tra des E rg o ste rin s und des P r o v it a m ins stim m ten also überein. Z u r restlo sen Id e n ti
fizieru n g m it dem P ro v ita m in in d er R a tte n ra ch itis feh lten n och zw eierlei:
1. die p h otoch em isch e A u s b le ic h b a rk e it des E rg osterin s,
2. die en tsch eid en d e K o n tro lle im T ierversu ch . D ie p h o toch em isch e U m se tzu n g des E rg o ste rin s ergab sich b eim ersten V o rv ersu ch in krasser W eise. D a s T ierex p erim en t w a r p o sitiv : T ag es-
h e ilte n die k ran k e n R a tte n .
D a m it w a r also das P ro v ita m in m it dem E rg o sterin id e n tifizie rt. E s ve rb lie b nun die w eitere A u fg a b e , au ch die S tru k tu r des p h otoch em isch en R e ak tio n sp ro d u k te s, des eig en tlich en D -V ita m in e s a u fzu k lären . A ls P h y sik e r k o n n te ich n atü rlich n u r n ach seinem S p ek tru m such en. D a ß es n ich t im G eb ie t la n g er W ellen zu finden w ar, w u ß te ich schon au s dem n eg ative n A u sfa ll m einer ersten V ersu ch e, die d er „ E r r e g u n g “ des C h olesterin s g ego lten h a tte n . D a s A b so rp tio n ssp ek tru m des V ita m in s m u ß te im k u rzw ellig en U ltr a v io le tt ge
su ch t w erd en . D ie F ig . 9 z e ig t links das A b so rp tio n ssp ek tru m des E rg o ste rin s in einer L ö su n g vo n
V 2 5 / 0 h erab bis zu 200 m «. D an eb en sehen Sie rech ts
in F ig . 9 das S p ek tru m d er gleichen S u b sta n z n ach lä n g erer B e stra h lu n g m it dem u ltra v io le tte n L ic h t eines M agn esiu m fu n k en s. D ie D ifferen z beid er
Fig. 9. Absorptionsspektrum von'Ergosterin in x/25 proz.
alkoholischer Lösung bis herab zur W ellenlänge X = 200 rn/t links vor, rechts nach erfolgtem photo
chemischen Um satz. Die graphisch gewonnene schraf
fierte Fläche zeigt das Absorptionsspektrum des beim photochemischen Um satz geschaffenen D -Vitam in.
K u r v e n g ib t m it ihren p o sitiv e n W e rte n die beim p h o toch em isch en U m sa tz n eu g e sch a ffen e A b sorp tion , od er d as S p ek tru m des eigen tlich en D -V ita m in e s. E in ze lh eite n seiner S tru k tu r w e r
den w o h l noch zu verb essern sein, d ah in zielende M essu ngen sind im G an ge. A b e r in groß en Z ü gen is t das A b so rp tio n ssp e k tru m des D -V ita m in e s b e k a n n t 1).
D ie chem ische Id e n tifizieru n g des V ita m in es d u rch K o lleg en Wi n d a u s s te h t n och aus. H o f
fen tlich w ird au ch d a b ei d er o p tisch e In d ic a to r sich als b equ em er und sich erer F ü h re r erw eisen.
D a m it h ä tte ich Ih nen die R o lle d er P h y s ik b ei x) Nachr. v. d. Ges. d. W iss., Göttingen, Mathem.- physik. K l. 1926, H. 2, S. 185.
4 3 8 Ve g a r d: Ergebnisse über das Leuchten verfestigter Gase u . ihrer Beziehungen zum Nordlicht. [ D ie N a tu r w is se n sc h a fte n
d er A u fk lä ru n g des D -Y ita m in p ro b le m e s g esch il
d e rt. Wi n d a u s selb st h a t sie k ü rz lic h in einem V o rtr a g e tre ffe n d g e k e n n zeich n e t: „O h n e die P h y s ik h ä tte n w ir C h em ik er d as E rg eb n is E rg o sterin = P ro v ita m in a u ch h erau sb ek o m m en . A b e r zu dem , w a s j e t z t in den le tz te n W o ch en in w en igen A rb e its ta g e n erre ich t w ord en ist, h ä tte n w ir, allein a u f das T ie re x p e rim e n t als In d ic a to r angew iesen , m in d esten s n och ein J ah r g e b ra u c h t.“ A u ß e rd e m h a t die p h y s ik a lis c h e M essu ng n och ein p ra k tisc h w ich tig e s E rg eb n is g e ze itig t, die b eson dere B r a u c h b a rk e it des M a g n esiu m fu n k e n lic h tes zu r A k t i
v ie ru n g des E rg o ste rin s. D e r Q u eck silb erla m p e fe h lt es g era d e in dem p h o toch em isch w irk sam en S p e k tra lb e re ic h an E m ission slin ien erh eb lich er E n erg ie. H in gegen h a t d er M g -F u n k en gerad e d o rt seine ü b erw ieg en d e E m ission.
Ic h k o m m e zu m S ch lu ß . D ie V ita m in fra g e h a t in le tz te r Z e it die T a g eszeitu n g e n s ta r k b e s c h ä ftig t. E s b e ste h t A u ssic h t, d as H e ilm itte l d er K in d e rra c h itis, den w en ig g erein ig ten L e b e r
tran , d u rch eine L ö su n g b e stra h lte n E rg o ste rin s in einem w o h lsch m eck en d en Ö l zu ersetzen . D ie M a rg arin ein d u strie, die b e i der je tz ig e n R e in i
g u n g ih rer Ö le m it S ch w e fe lsäu re d as in ihnen e n t
h a lten e E rg o ste rin v ö llig zerstö rt, k a n n m it einem b equ em en E rs a tz des V erlo re n e n rech n en u n d so fo rt. D o ch k a n n e rst die m ed izin isch e E rfa h ru n g zeigen , w as vo n diesen b e rec h tig ten H o ffn u n g en in E rfü llu n g gehen w ird . — G esic h e rt is t ab er schon h e u te ein R e s u lta t v o n a lle rg rö ß te r T r a g w eite. — M an h a t ein P ro v ita m in u n d ein V ita m in , n äm lich d as D -V ita m in , in ch em isch fa ß b a ren M engen, und die N a tu r des P r o v ita m in s is t b ereits ch em isch a u fg e k lä rt. D a m it is t ein a lte s w issen s ch a ftlich es R ä tse l g elö st. E s is t ein g ro ß er E rfo lg d er d eu tsch en C h em ie. — M ich a ls P h y s ik e r h a t n och ein P u n k t m it b eso n d erer G e n u g tu u n g e r
fü llt. Ic h h ab e n a ch m einem L e h r a u ftr a g in G ö t
tin g en d ie P h y s ik a u sd rü c k lic h n ic h t n u r fü r P h y sik e r, sondern in sbesond ere a u c h fü r B io lo gen zu v e rtre te n . Ic h h a b e m ich im m er gegen die A b k a p se lu n g des P h y sik b e trie b e s n a ch F ac h sch u l- g e sich tsp u n k te n en ergisch zu r W e h r g e setzt. B e i d er V ita m in fra g e h a t sich w ied e r ein m al gezeigt, d a ß die p h y sik a lisc h e M eth o d e fü r d ie B io lo g ie W e rtv o lle s zu leisten ve rm ag . A u s d iesem G ru n d e w erd e ich an die sp an n en d en W o ch en gem ein sam er A rb e it m it m einem lieb en K o lle g e n Wi n d a u s
stets m it b eso n d erer F re u d e zu rü ck d en k en .
Neuere Ergebnisse über das Leuchten verfestigter Gase und ihre Beziehungen zum Nordlicht.
V o n L . Ve g a r d, O s lo .
(Aus dem Physikalischen In stitu t der Universität.) In ein em frü h er in dieser Z eitsch r. (1925, N r. 30,
S. 5 4 1 ) ve rö ffe n tlic h te n A rtik e l ,,D a s N o rd lich t un d die h öh eren A tm o sp h ä re n sc h ic h te n “ h a b e ich einen k u rzen •eu sa m m en fa ssen d en B e ric h t üb er den S ta n d d er N o rd lich tfo rsc h u n g gegeb en . In dem le tz te n T e il dieses B e ric h te s w u rd e b eson d ers die p h y sik a lisc h e S eite des N o rd lich tp ro b lem s b e h a n d elt, u n d z w a r w u rd e an g egeb en , w ie m an das N o rd lic h tsp e k tru m a u f G ru n d la g e d er ,,S tic k s to ff
s ta u b th e o rie “ d eu ten k a n n . D iese D e u tu n g g rü n d ete sich a u f einen V e rg le ic h zw isch en den v o m V e rfa sse r vo rgen o m m en en U n tersu ch u n g en ü b er d as N o rd lic h tsp e k tru m u n d ü b er das L e u c h te n v e r fe s tig te r G ase. S eitd em d ieser A rtik e l gesch rieb en w u rd e, is t d ie A rb e it fo rtg e s e tzt, und sow oh l in b e zu g a u f d as N o rd lic h tsp e k tru m als m it R ü c k s ic h t a u f d ie L ic h tem issio n b ei tiefen T em p e ra tu re n sind eine R e ih e w ic h tig e r E rg eb n isse e rh a lten w ord en.
Im A n sc h lu ß an m einen frü h eren A r tik e l w erd e ich im fo lgen d en eine k u rze Ü b e rsic h t ü b er die sp äteren E rg eb n isse geben. F ü r au sfü h rlich ere B e sc h re i
bu n gen d ieser U n tersu ch u n g en m u ß ich a u f die schon v e rö ffe n tlic h te n A b h a n d lu n g e n 1) h in w eisen .
1) L. Ve g a r d: I. The Luminescence from solidified Gases down to the Tem perature of liquid H ydro
gen and its Applikation to cosmic Phenomena.
Comm. from the Phys. Lab. Leiden Nr. 175. 1925.
II. D et Norske Vid. Akad. Skr. I, Nr. 9. 1925.
III. Comptes Rendus 182, 211. Jan. 1926.
IV . Comm. from Phys. Lab. Leiden. Supplement Nr. 59. 1926..
V. Das Leuchten verfestigter Gase und seine Be-
Bandenspektren von festem S tick stoff u n d ihre p h y si
kalische D eutung.
S ch on in dem frü h eren A r tik e l w u rd e erw äh n t, d a ß fester S tic k s to ff m it p o sitiv e n S tra h le n a n g e re gt B an d en serien e m ittie rte, w elch e n ic h t fü r den ga sförm ig en Z u sta n d b e o b a c h te t sind , und d a ß L in ie n d ieser Serie m ö glich erw eise die vo n
Ra y l e i g h b e o b a ch te te n B a n d e n im L e u c h te n des N ach th im m e ls erklä ren kö n n te n . D u rc h die w eiteren V ersu ch e sind n och eine R eih e vo n anderen B an d en serien und S erien sy stem en b e o b a c h te t, u n d es is t m ir au ch g elu n gen (I II , IV , S. 24; V , S. 418), diese Serien im Sin ne d er Q u an ten th e o rie zu d eu ten . D a d u rc h h a t m an einen w e rtv o lle n E in b lic k in dem M ech anism u s des L e u c h tv o rg a n g e s im festen S tic k s to ff erreich t, der a u ch fü r die D e u tu n g gew isser E ig e n tü m lic h k e ite n des N o rd lich tsp ek tru m s v o n beson d erer B e d e u tu n g ist. E s is t d esh alb z w e ck m ä ß ig , d a ß w ir zu erst ü b er die B a n d e n sp e k tre n des festen S tic k s to ffe s k u rz b e rich ten .
Z i e h u n g e n zu kosmischen Vorgängen. Ann. d.
Phys. 1 9 , 377. 1926.
V I. On the Origin of the red Colour of the Aurora.
D et Norske Vid. Akad. A vh. I, Nr. 2. 1926.
V II. L. Ve g a r d, H. Ka m e r l i n g, On n e s und W . H.
Ke e s o m, Emission de lumiere par des gaz solidi
fies ä la tem peraturede 1’helium liquide et origine du spectre auroral. C. R. 18 0 , 1084. 1925.
V III. The Luminescence of solidified Gases at liquid Helium Tem perature. Comm. from Phys. Lab.
Leiden Nr. 183.
H eft 20. ] Ve g a r d : Ergebnisse über das Leuchten verfestigter Gase u. ihrer Beziehungen zum Nordlicht. 4 3 9 20. 5. 1927J
W enn fester S tic k s to ff — in der « -F o rm — m it K a n a lstra h len an g ereg t w ird (I), e n tste h t eine d iffu se B an d en serie, die w ir m it A b ezeich n et haben. V o n dieser S erie sind 7 E in zelb an d en in dem In te r v a ll 4905— 3290 b e o b a c h te t w orden.
Jedes B a n d h a t eine re c h t sch a rfe G ren ze gegen kü rzere W ellen . D ie W ellen län g e dieser G renze lä ß t sich re c h t gen au festste llen und die F req u en zen lassen sich d u rch die F o rm e l
v — 30398 — 1788 m + 20 m 2 (m = o ->■ 6) bestim m en. M it sch n ellen K a th o d e n stra h le n a n geregt, g ib t fester S tic k s to ff zw ei d iffu se Serien B B ', die aus e tw a 13 E in ze lb a n d en b esteh en u n d sich über den B e re ic h 6400— 2950 erstrecken . B und B ' lassen sich m it d er je tz ig e n M e ß ge n a u ig k eit als eine D u b lettse rie a u ffassen (I). W en n m an einen S p ek tro grap h en m it e tw a s g rö ß erer D isp ersion verw en d et, b e o b a c h te t m an eine Serie v o n re ch t scharfen D u b le tte n , die m it C C ' b e ze ich n et sind, und die m it d er U -Serie in n ah er B e zie h u n g stehen
I, V I I , V I I I ) . S o w oh l die B - als die (7-Serien sind besonders b ei d er T e m p e ra tu r des flü ssigen H elium s rech t s ta r k e n tw ic k e lt. D ie (7-D u b lettserie lä ß t sich d u rch die F o rm e l d a rstellen :
vc = vc, + 44 = 34057 — 15 6 1,9 m + 11 ,2 m 2.
In einem S y stem , d as au s ein er festen M isch u ng vo n S tic k s to ff u n d einem in a k tiv e n G as b esteh t, erhält m an ein in te n siv es L eu ch ten , d as eine M enge vo n S p ek tra llin ien a u sw eist. F estes A rg o n , das geringe M engen vo n S tic k s to ff en th ä lt, g ib t m it K analstrahlen a n g ereg t 2 Serien « und ß, die aus rech t sch arfen L in ie n besteh en . D u rch a llm äh lich e Ä n d eru n g d er S tic k s to ffk o n z e n tra tio n h a t sich ergeben, d a ß die »-Serie als eine k o n tra h ierte und etw as versch o b en e F o rm der J.-S erie a u fzu fassen ist. D ie /?-Serie h ä n g t m it der B -S e rie n ah e z u sam m en. D ie F req u en zen d er »-Serie lassen sich d urch die F o rm e l
v = 30 748 — 1831 m 4- 20,7 m 2 (m = o -> 6) berechnen (I, II ). M it schnellen Kathodenstrahlen v5 ~ 6 m m F u n ke) an g eregt, geben A rg o n -S tic k sto ff m ischu ngen beson ders b ei g erin ger S tic k s to ff
ko n zen tratio n seh r lin ien reich e S p ek tren (I, I I , IV ).
W enn d as feste A rg o n n u r S p u ren v o n S tic k sto ff en th ä lt, is t d as S p ek tru m in B la u und V io le tt h a u p tsä ch lich d u rch v ie r Serien ft, y, / , 8 dom in iert D ie d-Serie is t besonders dom in ieren d m it 6 starken und sch arfen L in ien v o n R o t bis V io le tt D ie y- Serie b e ste h t au s T rip le tts. F ü r die Serien ft und 8 gelten die folgen den F o rm e ln :
vo = 22976 - 1635 m - 1 1 ,6 m 2 (m = o - > 5) v, = 21238 - 1632 m - 12,0 m 2 (m = o - > 3) und fü r die beid en j'-Serien find en w ir:
v = 23213 — 2 18 0 m + 86,5 m 2 — <50p. j(m + ° - > 4 )
= 1,2 ,3 ) V = 23303 — 2 113 m + 7 1 m 2 (m = o -> 4)
A u ß e r diesen Serien b ek o m m t m an bei A n re gu n g v o n ^4-iV-Gemischen m it schnellen K a th o d en strah len n och eine große Z a h l v o n L in ien , die alle einem B a n d e n sy stem («) gehören.
S o lan g e die feste S ch ich t n u r S p u ren vo n S tic k s to ff en th ä lt, sind n u r einige der s tä rk ste n «-Linien vo rh a n d en und sind re ch t sch w ach g egen ü b er den L in ien der Serien ft, d, y, y'. W en n S tic k s to ff bis zu K o n ze n tra tio n e n vo n e tw a 1— 20% h in zu g e fü g t w ird, is t das S p ek tru m in B la u bis U ltr a v io le tt vo m
«-System b eh errsch t, und bei K o n ze n tratio n e n zw isch en e tw a 2— -20% d o m in iert eine b estim m te Serie im «-System , die m it V b ezeich n et ist. D ie L in ie n d er ?;-Serie w erd en m it zunehm ender N - K o n ze n tra tio n re c h t d iffu se m it einer scharfen B e g re n zu n g gegen kü rzere W ellen . Sie begrenzen d as «-System gegen U ltr a v io le tt und sp ielt eine fu n d am en ta le R o lle in diesem S y stem . A u ß erd em t r it t n och eine d iffu se Serie £ a u f, die dem «-System n ich t an g eh ö rt. W en n m an vo n der T em p e ra tu r des flü ssigen W a ssersto ffes (1) zu d erjen igen des flü ssigen H eliu m s ü b erg eh t, b e o b a c h te t m an w oh l gew isse Ä n d eru n g en in der sp ek tralen Z u sam m en setzu n g des L eu ch ten s, einige L in ien versch w in d en und neue tre te n a u f; ab er b ei den beid en T em p e ra tu ren b e o b a c h te t m an die h ier erw äh n ten Serien.
D ie ein fach en B ezieh u n gen zw isch en den Serien in A rg o n -S tic k s to ff und den jen ig en des reinen S tic k s to ffe s zeigen , d a ß die Serien oi und ß dem beig em isch ten S tic k s to ff zu zu sch reib en sind. G e w isse ein fach e B ezieh u n gen zw isch en den Serien «, ft u n d 8 d e u ten m it B e stim m th e it d a ra u f hin , daß au ch die Serien ft und 8 vo m S tic k s to ff stam m en . D ie Z u n ah m e d er In te n s itä t des «-System s m it zu neh m en d er S tic k s to ffk o n z e n tra tio n sp rich t e n t
schieden fü r die A u ffa ssu n g , d a ß das «-System ein S tic k s to ffle u c h te n ist. D ie gew öh nlich en A rg o n sp ek tren kön nen fü r die E rk lä r u n g der in festen A rgo n gem isch en a u ftrete n d e n Serien n ich t in F ra g e kom m en . D iese A u ffa ssu n g is t au ch d u rch äh n lich e A n reg u n g v o n festen N e o n -S tic k sto ff ge m ischen b ei d er T em p e ra tu r des flü ssigen H eliu m s b e s tä tig t w orden. A u c h in diesem F a lle b e o b a ch te t m an V I I I , S. 27) die d-Serie u n d eine R eih e vo n L in ie n des «-System s. W e g e n d er nah en V e r w a n d t
sc h a ft zw isch en den Serien 8 und ft m uß au ch die le tz te v o n S tic k s to ff herrühren.
G ew isse V erb in d u n g en zw isch en die j'-Serien un d ft lassen verm u ten , d a ß au ch die y-Serien dem S tic k s to ff zu zu sch reib en sind. D ie Serien A , B , G, ex, ß, y, 8 , ft, £ versch w in d en alle sehr schn ell n ach d em A u f hören der A n reg u n g ; nur die A -Serie h abe ic h g eleg en tlich im N a ch leu ch ten b eob ach ten kön nen . D a s «-System d agegen b le ib t eine m e rk lich e Z e it im N a ch leu ch ten steh en u n d t r it t in S p ek tra la u fn ah m en des N a ch leu ch ten s sehr s ta rk a u f. D a die a n g eregte S ch ich t w en igsten s n ach dem A u fh ö re n der A n reg u n g sich in festem Z u stan d b e fin d e t, m u ß das «-System fü r den festen Z u sta n d ch a ra k te ristisc h sein. D a die anderen Serien vo n den bis je t z t b ekan n ten Serien gasförm igen S tic k sto ffe s versch ied en sind, u n d d a sie n u r u n te r
