146 XIV. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1899. Nr. 12. 



jährliche Aenderung der erdmagnetischen Kraft durch 

 Ströme veranlafst wird, welche oberhalb der Erde 

 kreisen. Bei dem entgegengesetzten Verhalten der 

 südlichen Halbkugel müssen analoge Betrachtungen 

 zu demselben Resultate führen. 



Thomas Prestou: Strahlungserscheinungen 

 im Magnetfelde. (Natnre. 1898, Vol. LIX, p. 224.) 



Die complicirten Erscheinungen , welche im An- 

 schlufs an die Entdeckung Z e e m a n s von der Ein- 

 wirkung des Magnetismus auf die Lichtemission von 

 einer Reihe von Physikern beschrieben worden, hat 

 Herr Preston, der selbst experimentell sich mit 

 diesem Phänomen beschäftigt hat, in oben bezeich- 

 netem Artikel zusammenfassend zur Darstellung ge- 

 bracht. Obwohl nun in dieser Rundschau die einzelnen 

 Arbeiten meist gleich nach ihrer Publication referirt 

 worden sind, soll im nachstehenden die Zusammen- 

 fassung des Herrn Preston ihrem Haupttheile nach 

 wiedergegeben werden, weil in dieser trefflichen Dar- 

 stellung so manches, was in den Einzelpublicationen 

 als räthselhaft erscheint, dem Verständnifs näher ge- 

 rückt und von dem allgemeinen Gesichtspunkte aus 

 begreiflich wird. 



Im Frühjahr 1897 machte Dr. Zeeman die Be- 

 obachtung, dafs, wenn eine Lichtquelle in ein starkes 

 Magnetfeld gebracht wird, die Spectrallinien des von 

 der Quelle ausgesandten Lichtes eine deutliche Aende- 

 rung erleiden. Der allgemeine und charakteristische 

 Typus dieser Aenderung ist, dafs, wenn der Spalt des 

 Spectroskops der Lichtquelle quer zu den magne- 

 tischen Kraftlinien gegenübersteht , jede Spectral- 

 linie ein Triplet wird, von dem die Mittellinie dieselbe 

 Wellenlänge hat, wie die ursprüngliche Linie, während 

 die Wellenlängen der Seitenlinien bezw. etwas länger 

 und etwas kürzer sind als die unveränderte Linie ; 

 der Unterschied der Wellenlängen ist proportional 

 der Stärke des Magnetfeldes. Ferner sind die Schwin- 

 gungen der Mittellinie parallel zu den Kraftlinien 

 gerichtet , während die Seitenlinien senkrecht zu den 

 Kraftlinien schwingen. Wenn also die Axe des Magnet- 

 feldes horizontal ist, so dafs die Kraftlinien horizontal 

 liegen und wenn der Spalt des Spectroskops horizontal 

 und senkrecht zu den Kraftlinien gerichtet ist, dann 

 sind die Schwingungen in der Mittellinie des Triplets 

 horizontal und in den Seitenlinien vertical. Somit ist 

 die Mittellinie planpolarisirt und die Seitenlinien 

 gleichfalls planj^olarisirt , aber in einer senkrechten 

 Ebene. Dies ist die typische Erscheinung, wenn das 

 Licht quer zu den Kraftlinien betrachtet wird. Wenn 

 das Licht längs der Kraftlinien — d. i. durch axial 

 in den Polschuhen des Elektromagneten gebohrte 

 Löcher — betrachtet wird, ist die Veränderung eine 

 andere. Statt eines Triplets mit planpolarisirten Be- 

 standtheilen haben wir in diesem Falle ein Düblet 

 mit circularpolarisirten Bestandtheilen. Das heilst, 

 jede Spectrallinie ist in zwei Linien von ein wenig 

 verschiedener Wellenlänge gespalten. Ein Bestand- 

 theil ist in der einen Richtung circularpolarisirt und 

 der andere in der entgegengesetzten. Wie vorhin 



A 



l. 

 B 



Ä 



B> 



ist der Unterschied der Wellenlänge und somit die 

 Trennung der Componenten dieser Dubletten im 

 Spectroskop für jede Linie proportional der Stärke 

 des Magnetfeldes, aber sie ist der Gröfse nach ver- 

 schieden für die verschiedenen Spectrallinien. 



Als Anhalt für ein besseres Verständnifs werden 

 die verschiedenen Erscheinungen diagrammatisch in 

 Fig. 1 dargestellt. Die obere einzelne Linie bei A 

 soll eine helle Spectrallinie irgend eines 

 Stoffes darstellen, wenn die Strahlungs- 

 quelle vom Magnetfelde nicht beeinflufst 

 wird. Diese wird in drei getrennte Linien 

 verwandelt, d. i. in ein Triplet, ßiehe 

 A', wenn die Lichtquelle einem starken 

 Magnetfelde ausgesetzt wird und die 

 Strahlung quer durch die Kraftlinien 

 stattfindet. Wenn N die Schwingungszahl von A ist, 

 dann sind die Schwingungszahlen der Glieder des 

 Triplets N — n, N,N -\- n, wo n eine kleine Gröfse 

 ist, die abhängt von der Stärke des Magnetfeldes. 

 Wenn andererseits die Lichtquelle längs der Kraft- 

 linien betrachtet wird, verwandelt sich eine helle 

 Spectrallinie B in ein Düblet B\ das aus zwei beson- 

 deren Linien besteht, welche in entgegengesetzter 

 Richtung circularpolarisirt sind. Die Bestandteile 

 des Triplets A' hingegen sind planpolarisirt, und zwar 

 ist die Schwingungsrichtung der mittleren Linie 

 horizontal, während die der seitlichen Linien verti- 

 cal ist. 



Die vorstehenden Erscheinungen sind die, welche 

 von der einfachsten Form der Theorie gefordert wer- 

 den, und sie werden factisch vom Experiment bei der 

 überwiegenden Mehrzahl der Spectrallinien darge- 

 boten. Viele Linien jedoch, die sorgfältig in einem 

 hinreichend starken Magnetfelde untersucht worden, 

 gaben Erscheinungen , die bemerkenswerth von der 

 oben beschriebenen, einfachen theoretischen Erwartung 

 abweichen. In einigen Fällen wird die Mittellinie 

 des Triplets in ein Linienpaar aufgelöst, so dafs man 

 ein Quartet erhält, während in anderen Fällen jede 

 Linie des Triplets doppelt wird und so ein Sextet 

 entsteht ; und in einigen Fällen werden die Seiten- 

 linien des Triplets in Triplets aufgelöst, während die 

 Mittellinie ein Düblet wird, dann entsteht ein 

 Octet, u. s. w. So kann man, wenn das Licht quer 

 durch die Kraftlinien betrachtet wird , sagen , eine 

 einzelne Spectrallinie wird durch das Magnetfeld in ein 

 System von Linien aufgelöst, das aus einem centralen 

 Theile besteht, der durch zwei Seitentheile begrenzt 

 wird. Der centrale Theil kann aus einer oder mehreren 

 Linien gebildet sein und ist planpolarisirt, während 

 die Seitentheile je aus einer oder mehreren Linien 

 bestehen können und gleichfalls planpolarisirt sind, 

 aber in einer Ebene rechtwinkelig zur Polarisations- 

 ebene des mittleren Theiles. 



Wegen dieser entgegengesetzten Polarisation können 

 durch ein Nicoisches Prisma der mittlere Theil unter- 

 drückt und die seitlichen Theile gesondert untersucht 

 werden , oder umgekehrt , und folglich macht es die 

 Existenz dieser Planpolarisation möglich, die Erschei- 



