Nr. 30. 1910. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXV. Jahrg. 381 



Henri und Jean Bec(|uerel und H. Kaiiierlingh Onnes: 



Phosphoreszenz der Uranylsalze bei «ein- 

 tiefen Temperaturen. (Comptes rendus 1910, 1. 150, 

 p. 647—652.) 

 Bereits vor mehreren Jahren hatte Herr J. Becquerel 

 (vgl. Rdsch. XXII, 343) gezeigt, daß die Emissions- und 

 Absorptionsbanden der Uranylsalze, die bei gewöhnlicher 

 Temperatur breite, verwaschene Streifen bilden , sich bei 

 der Temperatur der flüssigen Luft in mehrere, zum Teil 

 sehr feine Banden auflösen. Diese Versuche wurden nun 

 im Laboratorium zu Leiden bis zur Temperatur des festen 

 Wasserstoffs (14° absolut) ausgedehnt. Die zu unter- 

 suchenden Substanzen wurden in einem kleinen Glasrohr 

 verschlossen und in ein Vakuumrohr gebracht, das je 

 nach Bedarf flüssige Luft, flüssigen Stickstoff oder flüssigen 

 Wasserstoff enthielt. Sie wurden durch ein starkes 

 violettes Licht zur Phosphoreszenz angeregt und das 

 Phosphoreszenzlicht wurde mittels eines Spektrographen 

 untersucht, der ein ebenes Rowlandsches Gitter und eine 

 Linse von 1,30 m Brennweite besaß. Wird nun die Tempe- 

 ratur bis zu der des festen Wasserstoffs erniedrigt, so 

 werden die Phosphoreszenzbanden der Uranylsalze feiner 

 und feiner, und die Maxima der Emission verschieben 

 sich gegen das kurzwellige Ende des Spektrums. Doch 

 wird diese Verschiebung immer kleiner und es scheint, 

 daß sich die Banden asymptotisch einer Grenzlage nähern. 

 Das Phosphoreszenzspektrum der Uranylsalze besteht aus 

 sieben oder acht Gruppen, die in gewissen Entfernungen 

 aufeinanderfolgen und alle eine sehr ähnliche Zusammen- 

 setzung zeigen. Banden, die in verschiedenen Gruppen 

 die relativ gleichen Stellungen einnehmen, bezeichnet man 

 als homologe Banden. Ihre Lage läßt sich nach dem 

 oben Gesagten bei tiefen Temperaturen mit viel größerer 

 Genauigkeit fixieren als bei gewöhnlicher Temperatur, und 

 die Verff. konnten so die Tatsache verifizieren, daß die 

 Differenz der Wellenlängen zweier aufeinanderfolgender 

 homologer Banden für alle Gruppen eines und desselben 

 Salzes konstant ist und sogar für verschiedene Salze nahe- 

 zu den gleichen Wert besitzt. Dieses Gesetz wurde seit 

 langer Zeit als angenähert gültig betrachtet und ist Beiner- 

 zeit der Ausgangspunkt der Entdeckung der Radioaktivität 

 durch Henri Becquerel gewesen. Versuche über eine 

 etwaige Verschiebung der bei 14° (absolut) beobachteten 

 Banden im magnetischen Feld ergaben selbst bei 35000Gauß 

 Feldstärke ein negatives Resultat. 



Die Verff. konnten auch durch ein einfaches Expe- 

 riment zeigen, daß einzelne Absorptionsbanden umkehrbar 

 Bind. Am besten eignet sich dazu der Autunit, der in 

 durchsichtigen Lamellen hergestellt werden kann. Man 

 durchleuchtet ihn und beobachtet das Absorptionsspektrum. 

 Vermindert man dann allmählich das durchgelassene Licht 

 und beleuchtet gleichzeitig die dem Spektroskop zu- 

 gewendete Seite des Autunits mit violettem Licht, so 

 kehren sich einzelne Banden um und verwandeln sich aus 

 Absorptions- in Emissionsbanden. Dieses bei den tiefsten 

 Temperaturen noch ausführbare Experiment erinnert an 

 das klassische Beispiel der Umkehr der Natriumliuien. 

 Bemerkt sei noch, daß bei allen Uranylsalzen die Umkehr 

 nur in den Banden des violetten Endes eintritt. 



Während nun bei allen anderen phosphoreszierenden 

 Verbindungen die Phosphoreszenz wesentlich an die An- 

 wesenheit geringer Spuren verunreinigender Substanzen 

 gebunden ist (vgl. Rdsch. XXV, 273, 289), ist dies für die 

 Uranylsalze nicht der Fall, sondern bei diesen rührt die 

 Phosphoreszenz vom Uran selbst her. Freilich folgt aus 

 dem Verhältnis der Absorption zur Emission, daß die 

 phosphoreszierenden Zentren sehr klein an Zahl sein 

 müssen gegenüber der gesamten Molekülzahl; trotzdem 

 besteht aber kein Grund , in diesen phosphoreszierenden 

 Zentren dem Uran beigemischte Verunreinigungen anzu- 

 nehmen. Vielleicht spielen da die radioaktiven Eigen- 

 schaften des Urans eine ausschlaggebende Rolle. Einen 

 Weg zu einer möglichen Erklärung des Mechanismus dieser 

 Phosphoreszenz bieten die Darlegungen Lenards, denen 



zufolge durch die Einwirkung des Lichtes Elektronen aus 

 ihrer Gleichgewichtslage herausgeschleudert werden, nach 

 kurzer Zeit aber wieder in dieselbe zurückkehren und 

 dabei Licht emittieren. Der Umstand, daß selbst bei 14° 

 absolut ( — 259° C) die Menge des emittierten Phosphoreszenz- 

 lichtes nicht geringer ist als bei gewöhnlicher Temperatur, 

 spricht für die Lokalisation der in Betracht kommenden 

 Elektronen innerhalb des Uranatoms oder Uranylverbandes. 

 Natürlich sind die Bewegungen dieser Elektronen und 

 damit die Spektralbanden für die verschiedenen Salze ver- 

 schieden, da sie ja dem Einfluß der elektrischen Felder 

 der anderen Atome, die mit dem Uranyl im selben 

 Molekül verbunden sind, unterliegen. Meitner. 



E. v. Schweidler: Zur experimentellen Entschei- 

 dung der Frage nach der Natur der y - 

 Strahlen. (Physikal. Zeitschr. 1910, Jg. 11, S. 225—227.) 



Von den verschiedenen Theorien über die Natur der 

 y-Strahlen ist am allerbekanntesten die sogenannte Äther- 

 impulstheorie. Diese nimmt an, daß die y-Strahlen, 

 ähnlich wie die Röntgenstrahlen, elektromagnetische Vor- 

 gänge (Impulse) im Äther sind, die die plötzliche Be- 

 schleunigung eines Elektrons, wie sie bei der Aussendung 

 von ß-Strahlen stattfindet, begleiten. Dieser Theorie steht 

 die besonders von W. H. Bragg vertretene gegenüber, 

 der zufolge die y-Strahlen neutrale Korpuskeln sind, die 

 beim Auf'treffen auf Materie zersplittern und so die"sekun- 

 dären Strahlen entstehen lassen. Zwischen diesen^beiden 

 Theorien steht endlich noch eine dritte, die sich aus der 

 Übertragung der Begriffe der modernen Strahlungstheorie 

 auf dieses Gebiet ergibt. 



Die Frage nach der Natur der y-Strahlen ist prinzipiell 

 von größter Wichtigkeit und Herr E. v. Schweidler zeigt 

 nun in der vorliegenden Arbeit, daß eine Entscheidung 

 zwischen der Ätherimpuls- und der Korpuskulartheorie 

 durch das Experiment herbeigeführt werden kann. Die 

 Überlegung, die diesem Experiment zugrunde liegt, ist 

 kurz folgende: Von einer punktförmigen Strahlenquelle 

 (radioaktiven Substanz) gehen nach allen Richtungen y- 

 Strahlen aus. Von diesen gelange ein Strahlungskegel 

 vom Öffnungswinkel ui in ein Elektroskop und erzeuge 

 daselbst eine Ionisation von der Stärke I. Ändert man 

 den Öffnungswinkel von m in «/, so wird sich hierbei die 

 Intensität der Ionisierung von / auf 1' ändern und zwar 

 bekanntlich derart, daß 



1:1' — u>: u>' oder I' = — '—, — ist. 



wr 



Ist nun die y - Strahlung den Gesetzen unterworfen, 

 die die Ätherimpulstheorie fordert, so bleibt die Zahl 

 der wirksamen y-Strahlen bei Verringerung von iu dieselbe, 

 und nur die Ionisierungsstärke eines einzelnen Strahles 

 sinkt proportional der Verkleinerung des Offnungswinkels. 

 Nach der korpuskularen Theorie hingegen muß die Zahl 

 der y-Strahlen proportional dem räumlichen Winkel des 

 Strahlenkegels abnehmen. Nun hat Herr v. Schweidler 

 in eiuer früheren Arbeit gezeigt, daß, wenn von einer ra- 

 dioaktiven Substanz innerhalb eines beliebigen Zeitraumes 

 durchschnittlich Z Atome zerfallen, sich Abweichungen 

 von dieser Zahl ergeben, deren Größe sich nach den Ge- 



1 

 setzen der Wahrscheinlichkeitsrechnung zu e = j-=- be- 



V Z 



rechnet. Da im allgemeinen der Zerfall eines Atoms von 

 der Aussendung eines «- oder ß- (-f- y-) Teilchens begleitet 

 ist, so muß diesen Schwankungen der zerfallenden Atom- 

 zahl eine Schwankung der Strahlungsintensität entsprechen, 

 die für «-Strahlen von K. W. F. Kohlrausch und E. Re- 

 gener und E.Meyer tatsächlich beobachtet wurde. 



Kennt man nun die Größe der Schwankung, so kann 

 man daraus die Anzahl Z der durchschnittlieh emittierten 

 Teilchen bestimmen. Ist es also möglieh, die Ionisations- 

 schwankungen der y-Strahlen einmal für den räumlichen 

 Winkel o>, einmal für den Winkel ••>' zu bestimmen, so 

 kann man auch entscheiden, ob die Zahl der y-Strahlen 



