Naturwissenscliaftliclie Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



rortschritte auf dem GresamtgelDiete der laturwissenscliafteii. 



XXVn. Jahrg. 



15. Februar 1912. 



Nr. 7. 



P. Zeeinau: Der allgemeine Fall der magneti- 

 schen Zerlegung der Spektrallinien und 

 seine Anwendung in der Astrophysik. 

 (Journal de l'liysique 1911 (5), 1. 1, f. 442— 460.) 

 Im Jahre 1896 war es Herrn Zeeman gelungen, 

 die schon von Faraday vergebens gesuchte Wirkung 

 des Magnetismus auf die Lichtemissiou experimentell 

 naclizuweisen. Die wesentlichen Grundlagen der seither 

 als Zeemaneilekt bekannten Erscheinung sind bald 

 nach der Veröffentlichung der ersten Arbeit des Verf. 

 in dieser Zeitschrift besprochen worden (vgl. Rdsch. 

 1897, XII, 174) und seien daher hier nur kurz 

 wiederholt. 



Bringt man eine Lichtquelle, etwa eine durch 

 Natrium gefärbte Bunsenflamme, in ein Magnetfeld 

 und beobachtet senkrecht zu den Kraftlinien, so er- 

 scheint jede Spektrallinie in drei Linien gespalten, die 

 linear polarisiert sind, und zwar schwingt die mittlere 

 Komponente, die an der Stelle der ursprünglichen 

 Linie auftritt, parallel zu den Kraftlinien, die beiden 

 äußeren senkrecht zu den Kraftlinien. Beobachtet man 

 parallel zu den magnetischen Kraftlinien, so erscheinen 

 die Linien in Dublets gespalten, deren eine Linie 

 rechts, die andere links zirkulär polarisiert ist. Die 

 Polarisation ist in allen Fällen außerordentlich voll- 

 ständig. Der Verf. konnte beim Natriumdampf fest- 

 stellen, daß mindestens 99 "/q des Lichtes der Dublets 

 zirkulär polarisiert sind. Die Erklärung dieser Er- 

 scheinungen ist in der Lorentzschen Theorie ge- 

 geben : In den Molekülen jeder Lichtquelle werden 

 schwingende Elektronen als Ursache der Lichtemission 

 vorausgesetzt, deren Schwingungen in drei Kom- 

 ponenten zerlegt werden können : in eine geradlinige 

 Schwingung parallel den magnetischen Kraftlinien 

 und in zwei zirkuläre senkrecht zu den Kraftlinien, 

 von denen die eine rechtsläufig, die andere linksläufig 

 ist. Die geradlinigen Schwingungen werden durch das 

 Magnetfeld nicht beeinflußt, die zirkulären hingegen 

 werden je nach ihrem Umlaufssinn verzögert oder be- 

 schleunigt, was einer Vergrößerung oder Verringerung 

 der Wellenlänge gleichkommt. Es ist klar, daß daher 

 die parallel den Kraftlinien schwingende Komponente 

 unverändert an Wellenlänge, also an der vStelle der 

 ursprünglichen Linie erscheinen muß, während die 

 senkrecht zum Magnetfeld schwingenden nach der 

 Seite der längeren bzw. kürzereu Wellen verschoben 

 erscheinen. Außerdem ist auch leicht verständlich, 

 daß bei Beobachtung parallel zu den Kraftlinien die 



geradlinig parallel zum magnetischen Feld schwingende 

 Komponente nicht sichtbar sein kann. 



Ursprünglich glaubte man, daß jede Spektrallinie 

 durch das magnetische Feld in drei Linien gespalten 

 werden müsse. Cornu zeigte aber, daß sich die Linien 

 des leuchtenden Natriumdampfes anders verhalten. 

 Die gelbe J'-Linie des Natriums besteht bekanntlich 

 aus zwei sehr nahe beieinander liegenden Linien 

 Dl und D^. Die Linie 1)^ wird nun in einem starken 

 Magnetfeld nicht in drei, sondern in vier Linien auf- 

 gespalten, indem die mittlere Linie des Triplets noch 

 in zwei Linien zerlegt wird. Bei der Linie Dj ^^'' 

 scheinen alle drei Linien verdoppelt, so daß sie im 

 Magnetfeld in sechs Linien aufgelöst wird. Die 

 folgende schematische Figur gibt die Verhältnisse für 

 die beiden Linien wieder: die mit a bezeichneten Linien 

 beziehen sich auf die Beobachtung senkrecht zum 

 Feld, die mit b bezeichneten auf die Beobachtung 

 parallel zum Feld. 



« M I I I r 



I I 



I 



I I 



\D, 



I I 



1/ 



I\ 



Die Figur läßt auch eine einfache Beziehung zwischen 

 der Größe der Verschiebungen für die Linien Dj und 

 r>.2 erkennen, die von Runge auch für andere Fälle 

 festgelegt wurde. 



Aus der Zerlegung der Spektrallinien in drei 

 Komponenten läßt sich nun das Verhältnis c'lm, La- 

 dung zur Masse eines Elektrons, bestimmen. Da 

 dieser W^ert mit dem an Kathoden strahlen gemessenen 

 gut übereinstimmt, so ist der Schluß berechtigt, daß 

 die in einer Flamme schwingenden Elektronen und 

 die die Kathodenstrahleu bildenden identisch sind. 



Die gleichen Verhältnisse, die hier für Emissions- 

 linien beschrieben wurden, gelten auch für die Ab- 

 sorptionslinien. Läßt man weißes Licht durch eine 

 absorbierende Flamme hindurchgehen, so erscheint 

 das kontinuierliche Spektrum von schwarzen Linien 

 unterbrochen, die von den in der Flamme absorbiei'ten 

 Linien herrühreu und in ihrer Lage den Emissions- 

 linien der Flamme entsj)rechen. Sie zeigen im Magnet- 

 feld das genau gleiche Verhalten wie die entsprechen- 

 den Emissionslinien. Man bezeichnet diese Erscheinung 

 als „inversen Effekt", und er ist eine Folge des all- 

 gemeinen Gesetzes, daß jeder Körper Lichtstrahlen 

 von der Wellenlänge und dem Polarisationszustand 



