Naturwissenscliaftliclie Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Eortschritte auf dem G-esamtgeMete der läturwissenscliafteii. 



XXVn. Jahrg. 



8. August 1912. 



Nr. 32. 



J. Köuigsberger und K. Kiipferer: Zur Absorp- 

 tion des Lichtes in festen und gasförmigen 



Körpern. (Annalen der Physik 1912,(4), Bil. 37, S. (501 



—641). 

 Die optischen Vorgänge in stark absorbierenden 

 Substanzen werden bekanntlich durch den Brechungs- 

 exponenten n und den Absorptionsindex x bestimmt. 

 Die Bedeutung von x läßt sich in folgender Weise er- 

 kennen. Wenn Licht auf einen Körper auffällt, so 

 kann mau sich dasselbe in zwei Komponenten zerlegt 

 denken, in eine in der Einfallsebene und in eine 

 senkrecht zur Einfallsebene schwingende Komponente. 

 Bei der Reflexion an gewöhnlichen Körpern werden 

 diese beiden Komponenten verschieden stark ge- 

 schwächt, erfahren aber keine gegenseitige Phasen- 

 verschiebung. Die Folge davon ist, daß ein- 

 fallendes linear polarisiertes Licht nach der Reflexion 

 noch immer linear polarisiert ist; doch hat die Lage 

 der Polarisationsebene eine Drehung erfahren infolge 

 der verschiedenen Schwächung der beiden Kompo- 

 nenten, die durch den Brechungsexponenten n be- 

 stimmt wird. Bei der Reflexion an stark absorbieren- 

 den Substanzen, wie es beispielsweise die Metalle sind, 

 findet außer der Schwächung der genannten Kompo- 

 nenten noch eine gegenseitige Phasenverschiebung 

 derselben statt. Daher wird linear polarisiertes Licht 

 durch Reflexion an Metallen in elliptisch polarisiertes 

 Licht verwandelt. Zur Festlegung dieser Erscheinungen 

 bedarf es zweier Konstanten, der Größen n und oi. 

 Die Größe x bestimmt einerseits die Schwächung der 

 Schwingungen im absorbierenden Körper, ist aber 

 andererseits auch für die Phasenverschiebung der 

 Komponenten bei der Reflexion maßgebend. Bezeichnet 

 lg die Intensität des einfallenden Lichtes, I die aus 

 der absorbierenden Substanz von der Dicke I aus- 



tretende Lichtmenge, so ist I = IqC J~ ' '■ Da- 

 bei bezeichnet e die Basis des natiirlichen Loga- 

 rithmus und A die Wellenlänge des verwendeten 

 Lichtes. Häufig wird für das Produkt n x eine neue 

 Bezeichnung x' eingeführt und diese Größe x' „Ab- 

 sorptionskoeffizieut" genannt. 



Die Kenntnis des Absorptionskoeffizienten ist für 

 verschiedene grundlegende Fragen, wie Dämpfung der 

 Schwingung, Verhältnis von e/m der schwingenden 

 Teilchen usw., von Bedeutung. Für sehr stark ab- 

 sorbiei-ende Substanzen ist die Bestimmung von %' 

 aus direkten Absorptionsmessungen ungenau, weil man, 

 um genügende Durchlässigkeit zu erhalten, so dünne 



Schichten wählen muß, daß deren Dickenbestimmung 

 unsicher wird. Für Substanzen mit x' <] 1 läßt sich 

 dagegen die direkte Methode ohne weiteres anwenden. 

 Hierher gehören beispielsweise die meisten Farbstoffe. 



Die Verff. haben an Farbstoffen in festem und 

 dampfförmigem Zustand, ferner an einigen Metall- 

 dämpfen derartige Bestinnnungen ausgeführt. Die 

 Farbstoffschichten wurden teils durch Verdunsten einer 

 alkoholischen Lösung hergestellt, teils, wie bei 

 Indigo und Alizarin, durch Sublimation im Vakuum 

 in spiegelnder Schicht an Glasplatten niedergeschlagen. 

 Die so erhaltenen Schichten erwiesen sich unter dem 

 Mikroskop auch bei lOOOfacher Vergrößerung als voll- 

 kommen homogen. 



Zur Messung der Absorption wurde das von Herrn 

 K ö n i g s b e r g e r konstruierte Spektralmikrophoto- 

 meter verwendet. Als Lichtquelle dienten Auerbrenner, 

 Quecksilberbogenlampe und für die Messungen im 

 äußersten Rot eine Kohlenbogenlampe. Die Messung 

 der Reflexion geschah photometrisch. Auf die Einzel- 

 heiten der Messung und Berechnung kann hier nicht 

 eingegangen werden. 



Um die Absorption in gefärbten Dämpfen zu 

 untersuchen, wurden die zu untersuchenden Körper 

 in eine schwer schmelzbare Glaskugel gegeben, die 

 durch eine Gaedepumpe auf etwa Viooo mm Druck eva- 

 kuiert wurde. Um dann den Körper zu verdampfen, 

 wurde die Kugel in ein großes, heizliares Luftbad ge- 

 bracht. Die Dichte des Dampfes bestimmt sich aus 

 Farbstoffmenge, dividiert durch das Volumen der 

 Glaskugel. Zur Wägung der sehr geringen Farb- 

 stoffmengen (1 mg und noch weniger) diente eine 

 Mikrowage nach Nernst-Ri eseuf eld. 



Es wurden von festen Farbstoffen Indigo, Dianilido- 

 anthraohinon und Alizarin untersucht, ebenso deren 

 Dämpfe, ferner die Dämpfe von Purpurin, Eisenchlorid, 

 Selen, Arsen trijodid und andere, und endlich einige 

 Metalldämpfe (As, Zn, Cd, Pb, Hg). 



Von den sehr interessanten Resultaten seien hier 

 nur die wichtigsten herausgegriffen: Indigo und Di- 

 anilidoanthrachinon zeigen ein Maximum der Absorp- 

 tion bei A = 678 fift bzw. l = 533 jnft. Bei Alizarin 

 konnte ein solches im sichtbaren Gebiet des Spektrums 

 nicht festgestellt werden. Das Absorptionsgebiet des 

 Dianilidoanthrachinons ist ein einheitlicher Absorp- 

 tionsstreifen, der genau die theoretisch verlangte Form 

 hat. Die Berechnung des Verhältnisses der elektrischen 

 Ladung zur Masse e/m für die schwingenden Teilchen 



