
meinschaftlichen Schwerpunkt rotieren können. 
Lichtstrahlung wird nur emittiert bzw. absorbiert 
beim Übergang von einem ausgezeichneten Zu- 
stand in einen anderen. Die Frequenzen der mo- 
nochromatischen Lichtarten, die dabei aufgenom- 
men oder abgegeben werden, je nachdem es sich 
um einen Übergang von einem energieärmeren in 
einen energiereichen Zustand oder um den umge- 
kehrten Prozeß handelt, lassen sich nach der 
Frequenzgleichung W, — W, = hv berechnen, wo- 
bei W, die Energie des Anfangszustandes, 
den Energieinhalt des Endzustandes des Atoms 
oder Moleküls bezeichnet; h ist das Plancksche 
Wirkungselement und v die gesuchte Frequenz. 
Nur der energieärmste quantentheoretisch zu- 
lässige Zustand eines Atoms ist ganz stabil, alle 
höheren Energiestufen haben im allgemeinen eine 
sehr kurze mittlere Lebensdauer von der Größen- 
ordnung 10-8 his 1079 sec, nach deren Ablauf 
das .Gebilde unter Emission monochromatischer 
Strahlung in einen niedrigeren Quantenzustand 
‚übergeht. Man nennt den stabilen Zustand eines 
Atoms seinen Normalzustand oder unangeregten 
Zustand, während die höheren Quantenzustände 
als angeregte Zustände bezeichnet werden. 
genannte Auswahlprinzipien, deren Begründung 
sich aus -dem Bohrschen Korrespondenzprinzip 
(auf das hier nicht eingegangen werden kann) er- 
gibt, sind die Ursache dafür, daß die Häufigkeit 
der Strahlungsübergänge zwischen den verschie- 
denen Quantenzuständen äußerst 
ist. Gewisse gesetzmäßig verbundene Reihen 
von Übergängen, die bei Atomen die spektrosko- 
pisch lange bekannten wichtigsten Serien mono- 
chromatischer Emissions- (oder. Albsorptions-) 
Linien ergeben, treten spontan mit großer Häu- 
figkeit auf, während andere Übergänge unter nor- 
malen Bedingungen nur selten oder gar nicht vor- 
kommen, dagegen durch äußere Störungen, z. B. 
durch elektrische oder magnetische Felder oder 
durch Zusammenstöße mit Atomen oder Molekülen 
erzwungen werden können. iSpektroskopische 
Untersuchungen der Lichtemissionen bei elektri- 
scher Anregung der Gase oder bei Temperatur- 
anregung haben, wie zum großen Teil in anderen 
Aufsätzen dieses Heftes erörtert wird, das Haupt- 
material zur Bohrschen Theorie geliefert; der 
Quantität nach kann die Fluoreszenz der Gase 
mit diesen Forschungsgebieten nicht konkurrie- 
ren, wohl aber durch .das Gewicht des gelieferten 
Wey oe ea uud durch die Reinheit der Ver- 
suchsbedingungen. Das ist leicht ersichtlich, 
wenn man sich ibe1egt, was Gasfluoreszenz im 
Sinne der Bohrschen Theorie bedeutet. 
Durch Einstrahlung yon im einfachsten Falle 
monochromatischem Lichte, das von der betr. Atom- 
oder Molekiilsorte absorbiert wird, überführt man 
diese in wohl definierte angeregte Zustände und 
beobachtet die Reemission der aufgenommenen 
Energie in Form einer allseitigen Strahlung. -Sie 
hat bei direkter Rückkehr des erregten Systems i in 
“den Ausgangszustand die gleiche Frequenz wie das 
Franck und Pringsheim: Fluoreszenz von Gasen. 
ww, 
So- 
verschieden - 

erregende at oder sie- besticht aus er 
-monochromatischen Strahlungen größerer Wellen- 
längen, wenn diese Rückkehr stufenweise erfolgt. 
Entspricht der Anfangszustand dem unangeregten 




Molekül, so kann nach dem Energiesatz und unter 
ee der oben angegebenen Fre- 
quenzbedingung die Frequenz keines der sekun- _ 
dären Strahlungsprozesse größere Frequenzen be- — 
sitzen, als das eingestrahlte Licht. 
stand, so können höhere Frequenzen ausgestrahlt 
werden, wobei die Maximalfrequenz sich nach der — 
Summe der An- 
regungsenergie des Anfangszustandes und des ein- 
Frequenzgleichung aus der 
gestrahlten hv ergibt. So erhält man unmittelbar 
sofort das lange bekannte von Stokes ‚aufgestellte — 
Ist der Aus- : 
gangszustand dagegen schon ein angeregter Zu- 



AERO he 

re 
Grundgesetz der Fluoreszenz — die Wellenlängen 
der Fluoreszenzspektra pflegen nicht kurzwelliger — 
zu sein als die anregende Strahlung — sowie die 
Abweichungen von diesem Gesetz 
nach der Atomtheorie (in Verbindung mit der 
Quantentheorie) wiedergegeben. Weitere Aus- 
sagen der Atomtheorie über die Fluoreszenz wollen 
wir in Unterkapiteln behandeln und zuerst die 
quantitativ 
Fluoreszenz einatomiger Gase bei niedrigem Gas- Z 
druck kurz besprechen. 
Fluoreszenz einatomiger Gase bei niedrigen 
Gasdrucken. 
Als einatomige Gase kommen nur Edelgase 
Von diesen scheiden 
für die meisten _Untersuchungen die Edelgase aus, — 
weil die Wellenlängen, die von den unangeregten 
- Atomen absorbiert werden, im äußerst schwer zu- — 
und Metalldämpfe in Frage. 

ir 
eänglichen sehr kurzwelligen Ultraviolett legen. — 
Von den Metalldämpfen sind wiederum nur die- 
jenigen eingehender untersucht, die bei niedrigen 
Temperaturen einen genügenden Dampfdruck be- 
sitzen, wie z. B. das Quecksilber und die Alkali- 
metalle. Wählen wir als Versuchstemperatur eine 
solche, die zwischen der Zimmertemperatur und — 
einigen 100° © liegt, so sind alle Atome im nor- 
malen unangeregten Zustand. 
sten Strahlung, die absorbiert wird, so kann die 
Reemission der Energie nur in einer direkten 
Rückkehr in den Normalzustand bestehen. Wir 
beobachten also eine Fluoreszenz derselben 
Wellenlänge, wie sie das eingestrahlte Licht be- 
sitzt. Eine derartige Fluoreszenz nennt man Re- 
sonanzstrahlung, da die klassische Theorie der 
‚Bestrahlen wir _ 
nun das Metallgas mit Licht der Wellenlänge, die _ 
bei ihrer Absorption das Atom in den energetisch 
‚nächstbenachbarten, durch Strahlung ereichbaren 
_ Anregungszustand bringt, d. h. mit der langwellie- 
Optik sie durch die Resonanz quasielastisch ge- 
bundener Elektronen in :den Atomen erklärt. 
Wenn somit das Vorhandensein einer solchen Er- 
scheinung von der klassischen Theorie direkt ge- 
fordert wird, so kann diese Auffassung keine 
jedes 
vielmehr alle 
welligen  Absorptionslinien 
Gases und nicht 
Deutung dafür geben, warum gerade die lang- 
einatomigen — 
Absorptions- 

