Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 17. tiaad; 

 der gsnzen Reihe i- v Kand. 



Sonntag, den 17. November 1918. 



Nummer 46. 



Das Spektrum der elektromagnetischen Wellen. 



[Nachdruck verboten.] 



Von Karl Kuhn. 



Imjahre i669teilte I. Newt on seine beriihmten 

 Untersuchungen iiber die Natur des weifien Lichtes 

 und der Farben mit. Er hatte gefunden, dafi ein 

 Strahl weifien Lichtes beim Durchgang durch ein 

 Glasprisma in ein Band ausgebreitet wird, welches 

 alle Regenbogenfarben aufweist, und er hatte be- 

 obachtet, daB durch Vereinigung des farbigen Lich- 

 tes wieder ein weifier Lichtstrahl entsteht. Newton 

 war erst 25 Jahre alt, als er die fur die Optik 

 grundlegende Entdeckung machte, dafi weifies Son- 

 nenlicht aus sehr vielenStrahlengattungen verschie- 

 dener Brechbarkeit besleht. Nach N e w t o n s Ent- 

 deckung der Dispersion der Lichtstrahlen bildete 

 der Nachweis unsichtbarer Strahlen jenseits von 

 Rot durch Friedrich Wilhelm Herschel 

 im Jahre 1800 einen der bedeutendsten Fortschritte 

 der Optik. Herschel, ein Deutscher, kam um 

 die Mute des 18. Jahrhunderts als Musiker nach 

 London und wurde einer der grofiten Astronomen 

 (Entdecker des Uranus) und Physiker Englands. 

 Herschel untersuchte die Warmewirkung eines 

 Spektrums, indem er die geschwarzte Kugel eines 

 1'hermometers durch die verschiedenen Farben 

 hindurchfuhrte. 1m Blau zeigte sich eine geringe 

 Wirkung, aber nach dem roten Ende des Sonnen- 

 spektrums hin stieg das Thermometer betrachlich 

 Die grolite Warmeentwicklung beobachtete Her- 

 schel aber, als er das Thermometer in den dunk- 

 len hchtfreien Raum jenseits des Rot brachte und 

 er schlofi daraus auf das Vorhandensein einer fur 

 das Auge unsichtbaren Strahlung. Diese erste Ent- 

 deckung von ,,duriklen" Strahlen machte grofies 

 Aufsehen und es erhob sich die Frage nach der 

 Natur der unsichtbaren Strahlen. 



Im Antang des 19. Jahrhunderts bestimmten 

 Thomas Young und F r e s n e 1 die Wellenlange 

 der verschiedenen Lichtsorten und sie stellten fest, 

 dafi die am starksten brechbaren blauen und violetten 

 Strahlen die kiirzeste Wellenlange, die weniger 

 brechbaren gelben und roten Strahlen eines Spek- 

 trums die langeren Wellenlangen haben. Um das 

 Wesen der von Herschel jenseits des Rot ent- 

 deckten unsichtbaren Sirahlen, der ultraroten Oder 

 Warmestrahlen, zuerklaren, sprach Ampere 1835 

 die Ansicht aus, die ultraroten Strahlen seien nichts 

 anderes wie Lichtstrahlen von einer noch grofieren 

 Wellenlange wie die der roten Strahlen. Eskonnten 

 auch bald alle Eigenschaften der Licht^trahlen wie 

 Spiegelung, Interterenz und Beugung, Polarisation 

 und Doppelbrechung an den ultraroten Strahlen 

 nachgewiesen werden und die experimentelle 

 Wellenlangenbestimmung, welche eine grofiere 

 Wellenlange wie liar die aufiersten roten Strahlen 

 ergab, bewies die Wesensgleichheit der ultraroten 



mit den Lichtstrahlen. Die Wellenlange der kiirzes- 

 ten noch gut sichtbaren violetten Lichtstrahlen be- 

 tragt etwa 400 /.ifi l ), die langsten roten Wellen haben 

 eine Lange von 800 ftp und so umfafit der sicht- 

 bare Teil des Spektrums rund eine Oktave. Das 

 ultrarote Spektrum umfaSte 1847 nach den Mes- 

 sungen von Foucault und Fizeau ebenfalls 

 fast eine Oktave ; die langsten damals gemessenen 

 Strahlen hatten eine Wellenlange von 1450 fift. 

 Dann dauerte es langere Zeit, bis ein Fortschritt 

 in der Erforschung des ultraroten Spektrums er- 

 folgte. 



Es war der Amerikaner S. P. L a n g 1 e y , welcher 

 die experimentellen Hilfsmiuel sehr verbesserte 

 und die ersten genauen Wellenlangenmessungen 

 im ultraroten Gebiet durchfiihrte. Er ersetzte die 

 in den Spektrometern gebrauchlichen Glasteile, 

 welche fur die langeren ultraroten Strahlen un- 

 durchlassig sind, durch Steinsalz, das schon friiher 

 von Melloni wegen seiner hohen Durchlassig- 

 keit als Prismensubstanz bentitzt wurde. Zum 

 Nachweis der ultraroten Strahlen fuhrte. L a n g 1 e y 

 das hochempnndliche Bolometer ein, bei den in 

 einem diinnen geschwarzten Draht die elektrische 

 Widerstandsanderung gemessen wird, welche durch 

 die in Warme verwandelte Energie der absorbierten 

 Strahlen hervorgerufen wird. Langley durch- 

 forschte mit seinen Apparaten vor allem das ultra- 

 rote Spektrum der Sonne und drang bereits im 

 Jahre l86 bis zu einer Wellenlange von 5,3/u 2 ) 

 vor. Neben dem Bolometer dienen heute beson- 

 ders Thermosaulen zum Nachweis der ultraroten 

 Strahlen. Durch die Verbesserungen von Rubens 

 und anderen wurde die Empfindlichkeit der Ther- 

 moelemente so gesteigert, dafi sie jetzt zu den 

 feinsten Warmemessungen des Physikers brauch- 

 bar sind. Die Photographic der ultraroten Spektren 

 ist nach Abney 3 ) mit besonders sensibihsierten 

 Flatten bis 2 jt Wellenlange moglich. 



Mit den von Langley angegebenen verbesser- 

 ten Hilfsmitteln und durch Benutzung eines Flufi- 

 spatprismas zur Erzeugung des Spektrums konnte 

 F. Paschen im Jahre 1894 bis zu einer Wellen- 

 lange von 9,3 /it vordringen und Rubens in Ge- 

 meinschaft mit Trowbridge und Nichols 

 konnte 3 Jahre spater unter Verwendung von 

 spitzwinkehgen Prismen aus Steinsalz und Sylvin 

 die Messung bis 23 /.t, das ist bis zur 4Ofachen 

 Wellenlange des gelben Natriumlichts, ausdehnen. 



l ) i H ( = 0,000 ooi mm. 

 *) i , = o,oo mm. 



8 ) W. Beetz, Die bisherigen Beobachtungen im ultra- 

 roten Spektrum S. 21 (J. A. Earth, Leipzig I97j- 



