Naturwissenschaftliclie Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Eortschritte auf dem GresamtgeMete der laturwlssenscliafteii. 



XXVn. Jahrg. 



27. Juni 1912. 



Nr. 26. 



H. Rubens und G. Hertz: Über den Einfluß der 

 Temperatur auf die Absorption langwelli- 

 ger War niest rahleu in einigen festen Isola- 

 toren. (Sitzmigsber. der Berl. Akail. d. "Wissensch. 1912, 

 S. 256—274.) 



Über die Änderung des Absorptionsvermögens 

 fester Körper mit der Temperatur liegen zahlreiche 

 Arbeiten vor. Soweit sie sich auf breitere Absorptions- 

 gebiete im sichtbaren und ultraroten Spektrum be- 

 ziehen, ergeben sie mit steigender Temperatur eine 

 Verschiebung der Absorptiousstreifen nach längereu 

 Wellen, die umso geringer ist, je weiter das Absorptious- 

 gebiet im Ultrarot liegt. Außerdem tritt meistens 

 auch eine schwache Verbreiterung des Absorptions- 

 streifens bei Temperaturerhöhung auf. Andererseits 

 gibt es, beispielsweise bei den seltenen Erden, relativ 

 scharfe Absorptionsbanden, die mit abnehmender 

 Temperatur schmäler und schärfer werden, ohne ihre 

 Lage wesentlich zu ändern und bei der Temperatur 

 der flüssigen Luft eine solche Schärfe erreichen, daß 

 sich der Zeeman- Effekt an ihnen leicht beobachten 

 läßt. Das beweist, daß es sich hier um schwingende 

 Elektronen handelt, die die Absorptionsstreifen hervor- 

 rufen. 



Über den Einfluß der Temperatur in denjenigen 

 Gebieten des Absorptionsspektrums fester Körper, in 

 denen Absorption durch die Eigenschwingung der 

 Atomgruppen des Jloleküls bedingt wird, ist bisher 

 nichts bekannt. Die nachstehend beschriebenen Ver- 

 suche liefern einen wichtigen Beitrag zu dieser Frage. 



Es wurde zunächst das Reflexionsvermögen von 

 Quarz und Kalkspat im Gebiet ihrer kurzwelligen 

 ultraroten Reststrahlengebiete bei den Temperaturen 

 von — 186" C und bei Zimmertemperatur verglichen. 

 Für beide Substanzen erweist sich der Temperatur- 

 einfluß als außerordentlich klein. Beim Kalkspat 

 scheint das Reflexionsvermögen mit sinkender Tempe- 

 ratur etwas zu wachsen, ohne daß eine merkbare Ver- 

 schiebung des Streifens zu erfolgen scheint. Beim 

 Quarz zeigt sich mit sinkender Temperatur eine 

 schwache, aber unverkennbare Wanderung des Strei- 

 fens nach kürzeren Wellen hin. Auch wächst in dem 

 kurzwelligeren Maximum das Reflexionsvermögen mit 

 sinkender, in dem langwelligen mit steigender Tempe- 

 ratur um einen geringen Betrag. Dasselbe Resultat 

 wurde für Quarz bei — 252" C erhalten. 



Da für Flußspat, .Steinsalz und Sylvin das Reflexions- 

 vermögen nicht spektrometrisch untersucht werden 



kann, wurde für diese und einige andere Substanzen 

 die Abhängigkeit der Absorption von der Temperatur 

 untersucht. Natürlich konnte nur die Absorption vor 

 und hinter dem Reststrahlengebiet untersucht werden, 

 während sich das Reststrahlengebiet selbst wegen 

 der großen Stärke der Absorption der Untersuchung 

 entzog. Bei Steinsalz und Sylvin wurden die Wellen- 

 längen von 23 jn und .300 fi verwendet, bei Fluorit 

 A = 12fi und A = 300 (t und bei Quarz A = 7 j^, 

 16,5 ft, 11(1, 52n und 110 fj. Die Wellen von 

 23 ft wurden durch Reflexion des Lichtes eines Auer- 

 bi'enners an Flußspat, die von 52 ft durch Reflexion 

 an Steinsalz erzeugt. Die Wellenlänge von 110 ft 

 wurde mittels Quarzlinsen und schwarzem Papier aus 

 dem Auerbrenner isoliert und die Wellenlänge von 

 300 ft aus der langwelligen Strahlung der Quarz- 

 quecksilberlampe erhalten, indem diese durch eine 

 2 mm dicke Quarzplatte und einen Schirm von 

 schwarzem Papier filtriert wurde. 



Das untersuchte Temjieraturintervall erstreckte sich 

 von — 186» C bis -f 300" C. Die Absorptionskurveu 

 zeigten für Steinsalz und Sylvin den gleichen Charakter. 

 Sie streben mit sinkender Temperatur dem Werte Null 

 zu d. h. beide Stoffe werden für die untersuchten 

 Wellenlängen bei — 273" vollkommen durchlässig. 

 Dasselbe Verhalten zeigen Flußspat und Quarz im 

 Bereich ihres langwelligen Absorptionsgebietes. Da- 

 gegen nimmt auf der Seite des kurzwelligen Absorptions- 

 gebietes die Absorption für Flußspat und Quarz mit 

 sinkender Temperatur nicht nach Null ab, so daß beim 

 absoluten Nullpunkt noch eine beträchtliche Absorp- 

 tion vorhanden sein muß. Eine Deutung dieser 

 Tatsache vermögen die Verff. nicht zu geben, doch 

 sprechen sie die Vermutung aus, daß es zwei ver- 

 schiedene Typen von ultraroten Absori)tionssti'eifen in 

 festen Körpern gibt. Die Streifen des ersten Typus, 

 zu denen die Absorptionsstreifeu von Steinsalz und 

 Sylvin und die langwelligsten von Fluorit und Quarz 

 gehören, werden mit abnehmender Temperatur immer 

 schmäler und schärfer. Die Streifen des zweiten 

 Tyj)us, zu denen die kurzwelligsten ultraroten Streifen 

 von Kalkspat, Quarz und Fluorit zurechnen sind, zeigen 

 geringe Änderung ihrer Breite und Stärke mit der 

 Temperatur. Die Streifen der ersten Art müssen dann 

 Schwingungen von Ionen angehören, die nicht nur 

 von den Ionen desselben Moleküls, sondern auch von 

 denen der benachbarten Moleküle in ihrer Ruhelage 

 festgehalten werden (äußere Schwingungen). Die von 



