580 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XVI. Mr. 41 



silberlampe enthalt Strahlen von noch grofierer 

 Wellenlange; die nach demgeschilderten Verfahren 

 isolierte Strahlung besteht aus zwei Teilen, von 

 denen der eine von dem heifien Quarzrohr stammt 

 und keine Besonderheiten zeigt. Der zweite Teil 

 geht von dem leuchtenden Quecksilberdampf aus 

 und seine Untersuchung zeigt, dafi er aus zwei 

 Emissionsbanden besteht, deren Maxima bei 218 

 und 342 / gelegen sind; die Wellenlange ist dem- 

 nach groSer als 1 j s mm. 



Wahrend sich das sichtbare Spektrum von 

 Violett 0,4 n bis Rot 0,8 /u erstreckt, also in der 

 Ausdrucksweise der Akustik eine Oktave umfafit, 

 enthalt das ultrarote Spektrum, soweit es durch 

 rein optische Methoden untersucht ist, 8 9 Okta- 

 ven; es tibertrifft danach an Umfang der Schwin- 

 gungszahlen die Tonskala eines modernen Konzert- 

 fliigels. Interessant ist ein Vergleich mit dem 

 bisher erforschten ultravioletten Teil des Spek- 

 trums; es umfafit nicht ganz drei Oktaven, von 

 0,4 /.t bis 0,06 fi. Dann folgt ein Gebiet von nahezu 

 sechs Oktaven, das uns noch vollstandig unbekannt 

 ist. Daran schliefien sich die Rontgenstrahlen 

 mit 6% Oktaven. Mithin betragt der Umfang 

 des uns bekannten optischen Spektrums heute 

 etwa 19 Oktaven, von denen aber nur eine einzige 

 durch unser Auge wahrgenommen wird. 



Es fragt sich nun, wie die Erforschung 

 des ultraroten Spektrums zur Priifung 

 der elektromagnetischen Lichttheorie 

 dienen kann. DieMax well'schenGleichungen 

 gelten nur fur ein kontinuierliches Medium d. h. 

 fur strukturlose Medien, in denen weder selektive 

 Absorption noch Farbenzerstreuung vorkommen 

 kann. Wir nehmen aber einen diskontinuierlichen 

 Bau der Materie an, indem wir sie aus einzelnen 

 Atomen aufgebaut denken. Nun ist allerdings 

 eine Beeinflussung der elektromagnetischen Wellen 

 durch die Eigenschwingungen der Atome so lange 

 nicht zu erwarten, als die Schwingungszahl der 

 Wellen sehr viel kleiner ist als die Eigenfrequenz 

 der schwingungsfahigen Gebilde, aus denen der 

 Korper besteht, weil dann Resonanzerscheinungen 

 ausgeschlossen sind, d. h. langen Wellen gegen- 

 iiber weicht das Verhalten der Korper nicht 

 wesentlich von dem des in der Theorie voraus- 

 gesetzten Kontinuums ab. In den kurzwelligen 

 Teilen des Spektrums dagegen, in denen die 

 Schwingungszahlen von derselben Groflenordnung 

 wie die molekularen Eigenfrequenzen sind, wird 

 die Theorie versagen. Je weiter wir im Spek- 

 trum nach den langen Wellen fortschreiten und 

 uns damit von dem Gebiet der molekularen 

 Eigenschwingungen entfernen, um so mehr mussen 

 wir erwarten, dafi die von Maxwell entwickelten 

 Beziehungen zwischen optischen und elektrischen 

 Eigenschaften der Korper sich als richtig erweisen. 

 Hier tritt also die Bedeutung des langwelligen 

 ultraroten Spektrums deutlich zutage. 



Als erste soldier Beziehung kommt eine Ab- 

 hangigkeit zwischen dem elektrischen Leitver- 

 mogen, derExtinktionfiir einegegebeneStrahlenart 



und der Wellenlange dieser Strahlen in Betracht. 

 Die Formel sagt aus, dafi die besten elektrischen 

 Leiter fur eine gegebene Wellenlange die hochsten 

 Extinktionskoeffizienten besitzen, mithin die un- 

 durchsichtigsten Substanzen sind. Qualitativ wird 

 dieser Satz durch die Erfahrung ohne weiteres be- 

 statigt, indem die besten Leiter, die Metalle, die 

 undurchsichtigsten Substanzen sind. Bei einer 

 quantitativen Priifung versagt indessen die Formel 

 vollstandig. Die aus dem Leitvermogen er- 

 rechnete Durchlassigkeit ist bei den Metallen um 

 ein Vielfaches geringer als die optisch beobachtete. 

 Diese Unstimmigkeiten schwanden, als Rubens 

 und seine Mitarbeiter nicht die Durchlassigkeit 

 fur sichtbares Licht, sondern fur ultrarote Strahlen 

 bestimmten. Je weiter man nach der langwelligen 

 Seite fortschreitet, um so besser wird die Uber- 

 einstimmung. Fur die Reststrahlen des Flufi- 

 spates ist sie vollkommen zwischen der beobach- 

 teten Absorption und den aus dem elektrischen 

 Leitvermogen berechneten Werten. Es wurden 

 12 reine Metalle und 21 Legierungen untersucht 

 und eine erhebliche Abweichung nur bei dem 

 Wismut gefunden, das sich ja auch in anderer 

 Hinsicht abnorm verhalt. (Dafi aus praktischen 

 Griinden statt der Extinktion die Emission der 

 Metalle bestimmt wurde, ist ohne Bedeutung, da 

 es fur diese eine entsprechende Beziehung gibt wie 

 fur jene.) Man ist also mit Hilfe der M ax well - 

 schen Formel imstande, das elektrische Leit- 

 vermogen eines Metalls aus optischen 

 S t rahlungsmessu ngen zu bestimmen 

 und umgekehrt. 



Der zweite aus der Max well 'schen Theorie 

 abgeleitete Satz besagt, dafi das Quadrat des 

 Brechungsexponenten gleich der Dielektrizitats- 

 konstanten der betreffenden (nichtleitenden) Sub- 

 stanz sein mufi. Bei den Gasen und einigen 

 wenigen festen und fliissigen Stoffen wird diese 

 Beziehung durch die Erfahrung bestatigt, wenn 

 man den Brechungsexponenten fur sichtbares Licht 

 einsetzt. Bei der Mehrzahl der Stoffe ergibt sich 

 wegen der Storung durch die molekularen Eigen- 

 schwingungen keine befriedigende Ubereinstim- 

 mung, ja vielfach starke Abweichungen von der 

 von der Theorie geforderten Gesetzmafiigkeit. 

 Mit Hilfe der langwelligen Quecksilberdampf- 

 strahlung sind von Rubens und seinen Mit- 

 arbeitern 35 feste Korper (2oKristalle und 15 amor- 

 phe Substanzen) untersucht und ihre Brechungs- 

 exponenten undDielektrizitatskonstanten gemessen 

 worden. In alien Fallen ist die Maxwell'sche 

 Beziehung mit hinreichender Genauigkeit erfullt. 

 Bei den Fliissigkeiten lassen sich zwei Gruppen 

 unterscheiden: in der ersten, zu der u. a. Benzol, 

 Xylol und Schwefelkohlenstoff gehoren, ist schon 

 fur relativ kleine Wellenlangen des ultraroten 

 Spektrums die Gleichung gultig, bei der zweiten 

 dagegen -- ihr gehoren Wasser, Glycerin und 

 die Alkohole an ist auch fur die langwelligsten 

 bekannten Strahlen die Annaherung der Brechungs- 

 exponenten an die Wurzel aus der Dielektrizitats- 



