N. F. XVII. Nr. 46 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



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emittieren. Das hochste Atomgewicht haben die 

 Elemente Thorium (232,15) und Uran (238,17) und 

 ihr ultrarotes Spektrum im elektrischen Metall- 

 dampflichtbogen konnte Strahlen von grofierer 

 Wellenlange aufweisen. Da jedoch das Atom- 

 gewicht des Urans das des Quecksilbers nicht sehr 

 iibertrifft, so wird man bei seiner Beniitzung als 

 Strahlungsquelle die Grenzen des ultraroten Spek- 

 trums nicht besonders ausdehnen konnen. 



Rubens suchte nun weiter zu kommen, in- 

 dem er als Strahlungsquelle die Sonne beniitzte. 

 Diese besitzt nach neueren Messungen eine Tem- 

 peratur von rund 6000 abs. und wenn sie an- 

 nahernd wie ein schwarzer Korper strahlt, so mufi 

 sie Wellen von 400 600 /< Lange in erheblicher 

 Starke aussenden. Rubens setzte sich mit dem 

 Astrophysiker Schwarzschild 1 ) in Verbindung 

 und beide untersuchten 1914 mit der Quarzlinsen- 

 methode die Sonnenstrahlung auf das Vorkommen 

 von Warmewellen von 0,1 0,6 mm Lange. Es 

 zeigtsich, dafi in dem angegebenen Spektralbereich 

 keine merkliche Strahlung von der Sonne zur Erd- 

 oberflache gelangt. Da es unwahrscheinlich ist, 

 da8 die Sonne ganz anders wie ein schwarzer 

 Korper von 6000 strahlt, so ist nach Rubens 

 und Schwarzschild das Fehlen der langwelligen 

 ultraroten Strahlen wohl durch die Absorption 

 des Wasserdampfs der Erdatmosphare zu erklaren, 

 welcher diese Strahlen vollstandig absorbiert. Nun 

 ist es neuerdings L u m m e r 2 ) in Breslau bei seinen 

 Versuchen zur Verfliissigung des Kohlenstoffs ge- 

 lungen, eine Temperatur von 6000 abs. im elek- 

 trischen unter Druck brennenden Kohlenlichtbogen 

 zu erzeugen. Wenn auch der Kohlenlichtbogen 

 nicht wie ein vollkommen schwarzer Korper strahlt, 

 so ist es doch nicht ausgeschlossen in seinem 

 Spektrum mit der Quarzlinsenmethode Wellen 

 von 0,5 mm Lange aufzufinden. 



Wir wissen seit den Zeiten Young's und 

 Fresnel's, dafi das Licht und die ultraroten 

 Strahlen eine Wellenbewegung sind und dafi die 

 Atherschwingungen sich senkrecht zur Fortpflan- 

 zungsrichtung als sogenannte Quer- oder Trans- 

 versalwellen vollziehen. Der Ather, welcher alien 

 Raum erfiillt, verhalt sich bei den Lichtwellen in 

 Bezug auf Elastizitat wie ein starrer Korper und 

 doch hemmt er die den Weltraum durch- 

 eilenden Planeten nicht in merklicher Weise in 

 ihrer raschen Bewegung. Diese Schwierigkeit ver- 

 mied ClerkMaxwell, indem er die mechanische 

 Wellentheorie des Lichtes aufgab und das Licht 

 fur einen elektromagnetischen Vorgang erklarte. 

 Maxwell konnte aus seiner Theorie eine Beziehung 

 zwischen dem optischen Brechungsexponenten 

 eines Nichtleiters und seiner Dielektrizitatskon- 

 stanten folgern. Von letzterer hangt die Fort- 

 pflanzungsgeschwindigkeit elektrischer Storungen 



in dem betreffenden Isolator ab, wahrend die Ge- 

 schwindigkeit des Lichtes durch dessen Brechungs- 

 exponenten bestimmt wird und zwar soil das 

 Quadrat *) des Brechungsexponenten irgend eines 

 Stoffes genau gleich seiner Dielektrizitatskonstanten 

 sein. Nun gelten Maxwell's Gleichungen fur 

 strukturlose Medien und da die Isolatoren wie 

 iiberhaupt jede Substanz einen atomistischen Bau 

 besitzen, so stimmte die angegebene Beziehung 

 vielfach nicht. Wenn namlich eine Lichtwelle in 

 einen durchsichtigen Korper eintritt, so versetzt 

 sie dessen elektrisch geladene lonen in Mitschwin- 

 gung, wenn die Schwingungen der mit den Atomen 

 oderMolekiilen verbundenen elektrischen Ladungen 

 mit den elektromagneiischen Schwingungen der 

 einfallenden Strahlen iibereinstimmen. Verwendet 

 man aber die J / 3 mm langen ultraroten Strahlen 

 des Quecksilberdampfs zur Bestimmung des Bre- 

 chungsexponenten, so kann eine strenge Priifung 

 von Maxwell's geistreicher Theorie erfolgen, 

 denn diese Wellen liegen weit aufler den Gebieten 

 der molekularen Eigenschwingungen, so dafi fur 

 diese Strahlen jeder feste Nichtleiter als ein Kon- 

 tinuum gelten kann. In den letzten Jahren be- 

 stimmte R u b e n s 2 ) an 35 festen Korpern, darunter 

 20 Kristallen und 15 amorphen Substanzen, die 

 Brechungsexponenten fur die langwellige Queck- 

 silberdampfstrahlung und aufierdem die Dielektri- 

 zitatskonstanten. In alien Fallen war die Max- 

 well'sche Beziehung zwischen den optischen 

 und elektrischen Eigenschaften der Nichtleiter 

 gut erfiillt. 



Eine zweite Beziehung folgt aus Maxwell's 

 elektromagnetischer Lichttheorie fiir den Zusam- 

 menhang zwischen dem elektrischen Leitvermogen 

 eines Metalles und seiner Durchsichtigkeit fur eine 

 gegebene Strahlcnart. Dringt Licht in ein Metall 

 ein, so rufen die im Lichtstrahl bestehenden elek- 

 trischen Krafte Leitungsstrome hervor, die eine 

 Warmeentwicklung zur Folge haben; es wird also 

 die Energie der Schwingungen vermindert und 

 das Licht absorbiert. Nach Maxwell 3 ) ist es 

 also leicht erklarlich, weshalb die guten Elektrizi- 

 tatsleiter gerade die am wenigsten durchsichtigen 

 Korper sind. Wenn man aber aus der bekannten 

 elektrischen Leitfahigkeit eines Metalles den Grad 

 der Durchsichtigkeit fiir Lichtstrahlen berechnet, 

 so stofit man auf erhebliche Abweichungen. Dies 

 ru'hrt wiederum von der atomistischen Struktur der 

 Materie her, die aber den langwelligen ultra- 

 roten Strahlen gegeniiber zu vernachlassigen ist. 

 Rubens 4 ) untersuchte daher das optische Ver- 

 halten von 12 reinen Metallen und 21 Legierungen 

 fiir die Reststrahlen des Flufispats von 25 /< Lange 

 und fand eine nahezu vollkommene Ubereinstim- 



') Rubens und Schwarzsc hi Id , Sitzungsber. d. Kgt. 

 Preufi. Ak. d. Wisscnsch. 1914. 



2 ) O. Lummer, Verflussigung der Kohle und Herstellung 

 der Scmnentemperatur (Samrnlung Vieweg, Heft 9/IO). Braun- 

 schweig 1914. 



') Physik der ,,Kultur der Gegenwart" S. 301 (Teubner, 

 Leipzig 1915). 



2 ) Sitzungsber. d. Kgl. Preufi. Ak. d. Wissensch. S. 59 

 bis 61 (1917). 



3 ) Physik der ,,KuItur der Gegenwart" S. J22. 



*) Sitzungsber. d. Kgl. PreuS. Ak. d. Wissensch. S. 59 

 bis 61 (1917). 



